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潮滩湿地是海陆相互作用的重要地带,是类型复杂、物种丰富、功能多样的生态系统之一,也是人类开发利用非常剧烈而普遍的区域之一。由于其内部的高效运转以及与周边生态系统之间频繁的物质交换,潮滩湿地生态系统中的生物地球化学过程、食物网结构和碳流途径等都十分复杂。近十年来,互花米草等外来植物的入侵严重影响着滨海湿地生态系统的结构和功能,并引起了学术界的普遍关注。本研究比较分析了西门岛海洋特别保护区秋茄红树林(无入侵性的外来植物)、互花米草(有入侵性的外来植物)盐沼和光滩3种不同生境的沉积物理化环境参数、大型底栖生物群落结构和功能群组成,并且运用稳定同位素比值和脂肪酸组成相结合的方法分析了不同类型的外来植物对潮间带主要优势大型底栖生物的食物来源和营养级的影响,以期为进一步研究外来植物对潮滩湿地生态系统结构和功能的影响机制提供基础依据,并且对于近海潮滩湿地保护、管理和恢复起到重要的科学指导意义。本研究的主要结论如下: (1)红树林、互花米草盐沼和光滩3种不同生境的表层沉积物中:平均含水率分别为50.2%、56.9%和53.0%;平均中值粒径(φ50)分别为7.51、7.41和7.41;平均粉砂+粘土含量分别为97.76%、97.64%和97.78%;平均总有机碳(TOC)含量分别为0.83%、0.78%和0.74%;平均总氮(TN)含量分别为0.12%、0.12%和0.12%;平均C/N比值分别为6.75、6.41和6.03;平均叶绿素a含量分别为10.33μg/g、13.67μg/g和14.68μg/g;平均温度分别为18.7℃、18.7℃和19.7℃。Kruskal-Wallis非参数检验结果表明,表层沉积物的粉砂+粘土含量和TN四季均无显著的生境间差异,其余参数在部分季节中呈现显著的生境间差异。 (2)西门岛潮间带共鉴定得到56种大型底栖生物。3种不同生境中大型底栖生物的种类数表现为光滩区(38种)>互花米草区(36种)>红树林区(22种);平均栖息密度为互花米草区(1398个/m2)>光滩区(1365个/m2)>红树林区(669个/m2);平均生物量为光滩区(144.13g/m2)>红树林区(138.70g/m2)>互花米草区(43.00g/m2)。Kruskal-Wallis非参数检验结果表明,大型底栖生物栖息密度仅在春季存在显著的生境间差异,生物量仅在秋季存在显著的生境间差异。而单因素相似性分析(ANOSIM)结果表明,各季节的大型底栖生物群落均存在显著的生境间差异。利用不同类群的大型底栖生物与沉积物理化环境参数进行典范对应分析(CCA),结果表明,鱼类和腔肠动物与温度、TN和叶绿素a的含量关系密切,多毛类主要与含水率和粉砂+粘土含量成正相关,星虫动物主要与C/N比和中值粒径成正相关,甲壳类主要与沉积物中TOC的含量成正相关,而纽虫和软体动物等生物类群的分布受沉积物环境条件的影响相对较小。 (3)西门岛潮滩红树林、互花米草盐沼和光滩3种不同生境中,沉积物摄食者的栖息密度和生物量均占据绝对优势,悬浮物摄食者、肉食者和杂食者的比例相对较小。Kruskal-Wallis非参数检验结果表明,各季节沉积物摄食者、悬浮物摄食者和杂食者的栖息密度和生物量均无显著的生境间差异;除秋季以外,春、夏、冬季肉食者的栖息密度存在显著的生境间差异;除春季以外,夏、秋、冬季大型底栖生物肉食者的生物量存在显著的生境间差异。大型底栖生物各功能群与沉积物理化环境参数的RDA冗余分析结果表明,杂食者与沉积物的温度以及TOC和TN含量密切相关;悬浮物摄食者和肉食者主要与叶绿素a成正相关;沉积物摄食者则与沉积物的含水率以及粉砂+粘土含量成正相关。 (4)西门岛潮滩主要优势大型底栖生物的δ13C和δ15N值存在一定的种间差异,δ13C值介于-20.2‰~-12.5‰之间,鲜明鼓虾的δ13C值最低,智利巢沙蚕的δ13C值最高;δ15N值介于8.1‰~14.2‰之间,黑口滨螺的δ15N值最低,长吻沙蚕的δ15N值最高。从一组特殊脂肪酸标志物可以看出,它们的含量及比值也存在明显的种间差异:双齿相手蟹的18:2ω6+18:3ω3含量最高;长吻沙蚕的20:1ω9+22:1ω9含量最高;长足长方蟹、弧边招潮蟹、双齿相手蟹和拟穴青蟹中Σω3的含量较高;双齿相手蟹、黑口滨螺和可口革囊星虫中Σω6的含量较高;长足长方蟹、弧边招潮蟹和拟穴青蟹中的C20:5ω3(EPA)含量较高;弹涂鱼、长吻沙蚕和长足长方蟹中的C22:6ω3(DHA)含量较高;可口革囊星虫中的细菌FA(15:0+17:0)含量最高。 (5)本研究比较分析了西门岛潮滩秋茄红树林、互花米草盐沼和光滩3种生境中的短拟沼螺、珠带拟蟹守螺、弧边招潮蟹和弹涂鱼稳定同位素比值和脂肪酸组成。短拟沼螺、珠带拟蟹守螺和弧边招潮蟹在不同生境中的δ13C值存在明显差异,而弹涂鱼的个体间的差异远远大于生境间的差异。Kruskal-Wallis非参数检验结果表明,短拟沼螺和弧边招潮蟹的δ13C值存在显著的生境间差异,而珠带拟蟹守螺和弹涂鱼的δ13C值各生境间无显著性差异。尽管相似性分析(ANOSIM)结果表明这4种大型底栖生物的脂肪酸组成均无显著的生境间差异,但是它们在红树林和互花米草生境中的18:2ω6和18:3ω3含量高于光滩生境,说明虽然红树林和互花米草的植物有机碎屑没有成为这些底栖动物的主要食物源,但仍然有部分有机碎屑同化进入了它们的体内。此外,红树林和互花米草对大型底栖生物的δ15N富集存在一定的影响,但还没有达到能够改变潮滩大型底栖生物营养级的程度。