江苏海门蛎岈山牡蛎礁恢复工程的生态评估.docx

该【江苏海门蛎岈山牡蛎礁恢复工程的生态评估 】是由【科技星球】上传分享，beplayapp体育下载一共【20】页，该beplayapp体育下载可以免费在线阅读，需要了解更多关于【江苏海门蛎岈山牡蛎礁恢复工程的生态评估 】的内容，可以使用beplayapp体育下载的站内搜索功能，选择自己适合的beplayapp体育下载，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此beplayapp体育下载到您的设备，方便您编辑和打印。江苏海门蛎岈山牡蛎礁恢复工程的生态评估??全为民,冯美,周振兴,吴祖立,唐峰华,王云龙,包小松,沈辉,成伟1农业部东海及远洋渔业资源开发利用重点实验室,中国水产科学研究院东海水产研究所,上海2000902江苏海门蛎岈山国家级海洋公园管理处,海门226156江苏海门蛎岈山牡蛎礁恢复工程的生态评估全为民1,*,冯美2,周振兴2,吴祖立1,唐峰华1,王云龙1,包小松2,沈辉2,成伟21农业部东海及远洋渔业资源开发利用重点实验室,中国水产科学研究院东海水产研究所,上海2000902江苏海门蛎岈山国家级海洋公园管理处,海门226156江苏海门蛎岈山牡蛎礁是我国目前现存的面积最大的潮间带活体牡蛎礁,但由于人类活动干扰及泥沙淤积等原因,该自然牡蛎礁面积不断缩小,影响着该牡蛎礁的生态功能与保护管理。于2013—2014年开展了首期江苏海门蛎岈山牡蛎礁恢复工程,基于生态监测结果评估该牡蛎礁恢复工程的生态效果。多层礁体上活体牡蛎丰度显著高于单层礁体()。随着礁体的发育,恢复牡蛎礁上大型底栖动物群落的物种丰度并没有增加,但其平均总密度和总生物量均呈现显著性的增长(),但显著高于未恢复区(P生境;生物礁;生态系统工程;底栖动物;群落;熊本牡蛎牡蛎礁(oysterreef)是一种广泛分布于温带河口和滨海区的特殊海洋生境,具有净化水体、提供鱼类生境、能量耦合、防止岸线侵蚀和固汇等重要生态功能[1-5]。近100多年来,过度捕捞、环境污染和病害浸染等使全球牡蛎礁分布面积约下降85%,从而改变了近岸水域生态系统的结构与功能,加剧水体富营养化及有毒有害赤潮的发生,严重威胁着河口和滨海区重要经济鱼类的种群维持和资源补充[6-7]。为重振牡蛎产业、恢复牡蛎礁生境及其提供的生态服务价值,自从20世纪50年代美国联邦政府和许多州(如马里兰、弗吉尼亚、北卡、南卡和佛罗里达等)在大西洋及墨西哥湾沿岸陆续开展了一系列的牡蛎礁恢复项目[1,6,8]。实践证明,人工恢复的牡蛎礁在改善水质、修复生态系统、提供鱼类生境和维持生物多样性等方面发挥了重要的生态功能[9-11]。江苏海门蛎岈山牡蛎礁是我国目前面积最大的潮间带活体牡蛎礁。相关研究结果表明,该牡蛎礁既维持着较高的生物多样性、也为众多水产生物提供了栖息生境[12-14]。但由于人为捕捞及泥沙沉积等原因,江苏海门蛎岈山牡蛎礁内牡蛎个体逐渐小型化、礁体面积不断缩小,这影响着该牡蛎礁的生态功能与保护管理。为此,江苏海门蛎蚜山国家级海洋公园管理处联合中国水产科学研究院东海水产研究所组成专业团队,启动“江苏海门蛎岈山国家级海洋公园牡蛎礁生态建设工程(一期)”项目,目标是增殖牡蛎种群、扩增活体牡蛎礁面积。在广义上,牡蛎礁恢复的目标是保持生物多样性、增加渔业资源和经济贝类的产量及提供生态服务价值。然而,在具体实践中很难设定牡蛎礁恢复的特殊目标和评价标准[1,8]。牡蛎礁恢复效果的生态评价指标通常包括牡蛎的密度、个体大小和定居性动物群落等[5,9]。尽管美国开展了大量的牡蛎礁恢复工程,然而大多数项目并未对牡蛎礁恢复后的效果开展跟踪监测与评估[10-11]。本项目首次于国内开展潮间带牡蛎礁恢复工程,结合后期的跟踪监测结果评估了该牡蛎礁恢复工程的生态效果。(32°08′″—2°09′″N,121°32′″—121°33′″E)位于江苏省海门市南黄海沿岸的小庙洪水域。礁体露出时间在大潮汛时为每潮次4—6h,中潮汛时为2—4h,小潮汛时礁体1—2d不露出。,[13]。该自然牡蛎礁由750大小不同的潮间带斑块组成,牡蛎礁总面积约20hm2。礁区内分布于3种活体牡蛎物种,其中熊本牡蛎(Crassostreasikamea)为目前主要的造礁物种[13]。,取自浙江省象山港牡蛎养殖区,收集的牡蛎壳(≥6个月的老壳)用高压水枪冲洗干净、太阳光直晒消毒后装于网袋;网袋规格为直径25cm、,长50cm的圆柱形,每袋装24L牡蛎壳,(Shell-in-bag)。恢复牡蛎礁的构建方法参照文献[1,8],采用两种礁体类型(图2):(1)单层礁体(SLR):依据水流流向,将礁袋依肩并肩方式依次排布,礁袋之间不留空隙,其中礁体长轴方向与水流流向平行;(2)多层礁体(MLR):按“肩并肩”方式构建底层后,在其上面再排布1—2层,形成多层礁体。本牡蛎礁恢复工程于2013年7月6—10日期间开展,在海门蛎岈山内设置了5个潮间带恢复地点(AOR1—AOR5),于大汛期滩面露干后上滩排布礁袋,共构建SLR礁体24个,MLR礁体26个,总面积达2335m2。,HaimenCounty,JiangsuProvince图2单层礁体(SLR)和多层礁体(MLR)-layerreef(SLR)andmulti-layerreef(MLR)、11月及2014年3月和5月对恢复牡蛎礁上牡蛎数量、个体大小及礁体底栖动物群落进行了生态监测。在每次采样时,在每个牡蛎礁恢复地点随机选择3个SLR和3个MLR礁体,于每个礁体上随机挑取1个表层牡蛎壳礁袋,立即装入网袋()内,带回岸上处理。在岸上,剪断网袋后将礁袋里的所有材料倒入不锈钢网筛()里,用自来水冲洗干净后,对每个牡蛎壳上活体牡蛎进行计数,并随机选取20个活体牡蛎,用游标卡尺测量壳高(SH,mm)。同步挑取网筛内所有的定居性大型底栖动物,装于样品瓶内,用75%乙醇固定保存后带回室内分析。在室内,将每个动物样品鉴定至物种水平。在最后一次生态监测时(2014年5月),同步对自然牡蛎礁和未恢复区(对照区)中大型底栖动物进行了调查采样;在每个恢复地点,在自然牡蛎礁区和未恢复地点(对照区)×,每种生境类型共计45个样方。具体采样方法参照文献[13]。(x+1)。运用二维方差分析(2-wayANOVA)检验时间和礁体类型(MLRvsSLR)对牡蛎丰度的影响。采用非参数Kruskal-Wallis检验分析牡蛎SH的季节性变化。运用一维方差分析检验恢复礁体上定居性大型底栖动物总密度和总生物量的季节变化、并比较3种不同类型生境(自然牡蛎礁、恢复牡蛎礁和对照区(未恢复区))间定居性大型底栖动物总密度和总生物量。多重比较采用新复极差法,并采用字母法标记。运用多变量统计分析(PRIMER软件包,)比较恢复牡蛎礁与自然牡蛎礁间定居性大型底栖动物群落结构。首先计算生境类型间的排名相似度矩阵,据此产生非度量多维标度排序(MDS),并运用相似性分析(ANOSIM)检验恢复牡蛎礁与自然礁体间底栖动物群落的显著性差异。相似度分析(SIMPER)用来检验不同时间点恢复牡蛎礁之间及其与自然牡蛎礁之间底栖动物群落的非相似性,并识别对非相似性贡献大的物种。;SLR-single-layerreef,MLR-multi-layerreefSLR:单层礁体single-layerreef,MLR:多层礁体multi-±1SE,不同小写字母表示牡蛎丰度具有显著的时间变化(P<)二维方差分析结果表明,时间和礁体类型均显著影响恢复牡蛎礁上牡蛎丰度(时间:F3=,P=;礁体类型:F1=,PSLR(),但2014年5月时牡蛎丰度显著低于2013年9月和11月(P<)。非参数Kruskal-Wallis检验结果显示,在两个生长周期内(2013-09—2013-11,2014-03—2014-05),表现出显著性增长(图4,Q=,Q=,)。在恢复牡蛎礁上共记录到大型底栖动物8个门类41种(表1),其中甲壳动物15种(蟹9种),软体动物11种(腹足类7种、双壳类4种),环节动物8种,棘皮动物和鱼类各2种,星形动物、腔肠动物和脊索动物各1种。2013年9月记录到30种大型底栖动物,2013年11月26种、2014年3月29种和2014年5月26种。随着礁体的发育,大型底栖动物群落的物种丰度并没有增加。-frequencydistributionofoysterpopulationinrestoredoysterreef表1恢复牡蛎礁中大型底栖动物的物种名录√代表此处有该物种随礁体发育,恢复牡蛎礁上定居性大型底栖动物的平均总密度和平均总生物量总体上呈现出增长的趋势(图5)。从2013年9月至2013年11月,平均总密度和平均总生物量没有显著性变化(P>);但随后大型底栖动物的平均总密度和平均总生物量呈现快递的增长(P<)。±1SE,不同小写字母表示显著的时间变化(P<)一维方差分析结果表明(图6),经过1a左右的发育,至2014年5月时恢复牡蛎礁中大型底栖动物的平均总密度和生物量接近于自然牡蛎礁(图6,P>),但均显著高于未恢复区(图6,P<);其中。,。:自然牡蛎礁,AOR:恢复牡蛎礁,CON:对照区(未恢复区).误差棒表示±1SE,不同小写字母表示在生境类型间具有显著性差异(P<)MDS排序结果显示,恢复牡蛎礁与自然牡蛎礁具有显著不同的定居性大型底栖动物群落(ANOSIM,P=)(图7);造成群落差异的主要原因为(表2):自然牡蛎礁具有更高密度的可口革囊星虫Phascoknmaesulenta,黄口荔枝螺Thaisluteostoma,多齿围沙蚕Perinereisnuntia和中华近方蟹Hemigrapsussinensis(表2)。从2013年9月至2014年5月期间,恢复牡蛎礁中定居性大型底栖动物群落表现出显著的时间变化(ANOSIM,P图7恢复牡蛎礁(AOR)与自然牡蛎礁(NOR)-multidimenasionalscaling(NMDS)munitiesintheartificialoysterreef(AOR)andnaturaloysterreef(NOR)AOR-Sep:2013年9月恢复牡蛎礁,AOR-Nov:2013年11月恢复牡蛎礁,AOR-Mar:2014年3月恢复牡蛎礁,AOR-May:[11]。牡蛎种群的形成和维持依赖于适合的生存环境(如温度、盐度、溶解氧)[16]。在礁体构建后2个月时(2013年9月),本研究中单、多层礁体中牡蛎密度分别达到(±)个/m2和(±)个/m2,表明在夏季期间有很高的牡蛎幼体补充量,这主要归功于江苏海门蛎岈山牡蛎礁中较高的熊本牡蛎种群数量;在礁体构建后约1a时(2014年5月),单、多层礁体中牡蛎平均密度(SLR:(±)个/m2,MLR:(±)个/m2),与邻近的自然牡蛎礁(609—3119个/m2)[13]相似,但明显高于美国路易斯安那州Sister湖((±)个/m2)[17]、Chesapeake湾(180—920个/m2)[18]和中国长江口(850个/m2)[5]的恢复牡蛎礁,表明该恢复地点的生态环境非常适合于牡蛎的生长、繁殖以及礁体发育。泥沙沉积是影响牡蛎礁恢复效果的重要环境因子之一。许多研究结果表明,具有垂直结构的礁体(如石灰岩、混凝土模块等)更有利于牡蛎幼体的附着、生长以及礁体发育。如Schulte等[19]发现高结构礁体(High-reliefreef)中牡蛎平均密度比低结构礁体(Low-reliefreef)高出4倍。本研究中多层礁体中活体牡蛎密度显著高于单层礁体,主要原因是牡蛎壳礁袋投放后,由于自身重量会导致其下沉10—15cm,致使单层礁体仅高于地表约10cm,这种低结构的单层礁体易于被泥沙覆盖;而多层礁体具有约30—40cm的垂直结构,可以为牡蛎提供更多的附着及生长空间。表2恢复牡蛎礁(AOR)和自然牡蛎礁(NOR)中定居中性大型底栖动物群落的相似性分析结果Table2ResultsofSIMPERandone-munitiesbetweenrestored(AOR)andnaturaloysterreefs(NOR)组别Group相似性百分比分析SIMPERanalysis一维相似度分析One-wayANOSIM非相似度/%Dissimilarity贡献群落差异的物种Thefirst3speciescontributedtodissimilarityRPAOR-SepvsAOR-,锯额豆瓷蟹Pisidiaserratifrons,-SepvsAOR-,四齿大额蟹Metopograpsusquadridentatus,-SepvsAOR-,,-NovvsAOR-,,-NovvsAOR-,,-MarvsAOR-,,四齿大额蟹Meto?-,,-,中华近方蟹Hemigrapsussinensis,-,黄口荔枝螺Thaisluteostoma,-,,,原因在于这种生境可提供更多的避难和摄食场所、也会提高被捕食者的成活率,因此生物礁