三沙湾是我国最大规模单品种海水养殖鱼类大黄鱼的主产地,全国约70%的大黄鱼利用网箱养殖方式生产于此。研究此水域内网箱养殖等水产养殖活动的底栖生态效应在维持区域内较高密度养殖活动的可持续发展和大黄鱼健康养殖模式的制定等方面均具有重要意义。三沙湾海域内底栖群落结构的研究已有一定基础,然而因底栖生态学研究中常见抽样调查方法特点所限,基于有限样本的群落结构描述和实际群落组成之间必然存在差距,针对三沙湾水域底栖群落结构的进一步研究仍具较为重要的学术意义。同时,基于营养生态学角度阐释区域内群落对于养殖活动响应的研究尚未见报道。根据此种研究背景,本文利用2016年8月基于区域内较为密集采样站位获取的底栖生物和环境因子采样数据,以大型底栖动物群落结构特征、大型底栖动物功能群组成以及优势底栖物种多毛类动物营养生态特征3个方面为切入点探究三沙湾水产养殖活动的底栖生态效应。相关研究结论如下。1.三沙湾大型底栖动物群落结构现状及其与环境因子的关系于三沙湾海域4种不同养殖类型水域(大黄鱼网箱养殖、海带吊绳养殖、鲍鱼筏式养殖及非养殖水域)内设置41个采样站位,采集大型底栖动物样品,同步采集水深、底层水体盐度、温度和溶解氧以及沉积物总氮、总磷等14个环境因子。主要分析结果如下:(1)2016年夏季三沙湾海域获取大型底栖动物6门74种。其中,环节动物占绝对优势,共计48种;其次分别为节肢动物12种、软体动物9种、棘皮动物2种、纽形动物2种以及腔肠动物1种。三沙湾大型底栖动物丰度和生物量均值分别为371.34 ind./m2和21.82 g/m2;其中,环节动物丰度和生物量均为最大,分别为292.68 ind./m2和13.06 g/m2。以优势度为0.02的判定标准,海域内优势种为丝异须虫、不倒翁虫、欧努菲虫、索沙蚕科一种和角海蛹,均为多毛类动物。(2)三沙湾大型底栖动物群落多样性(H’)均值为2.56(变化范围0.00-3.51),整体多样性指数较高。单纯度(C)均值为0.26(0.10-1.00),均匀度(J’)均值为0.83(0.00-0.97),丰富度(d)均值为 0.97(0.16-1.75)。(3)Kruskal-Wallis检验结果表明,7种典型群落参数(S、N、B、H’、J’、C d)在大黄鱼网箱养殖、海藻吊绳养殖、鲍鱼筏式养殖和非养殖水域之间均无显著差异(P>0.05)。后续两两比较显示显著性差异仅出现1次,即群落多样性指数(H’)在鱼类网箱养殖水域和非养殖水域之间呈现显著差异(P<0.05,两尾检验)。(4)聚类分析结果显示三沙湾大型底栖动物群落结构具有较高的空间异质性。典范对应分析法(CCA)排序显示水体温度、盐度、水深以及沉积物含水率、粉砂-黏粒含量、总氮和总有机碳等环境因子对群落影响较大。上述结论显示养殖活动并未对三沙湾大型底栖动物物种多样性产生显著的负面影响,然而环节动物的数量优势以及群落优势种的组成表明密集的养殖已对大型底栖动物群落组成造成一定的影响。根据Pearson&Rosenberg(1978)提出的经典底栖群落演替模式,三沙湾养殖活动对于底栖群落的结构影响应限于中等以下扰动程度。2.三沙湾大型底栖动物功能群结构现状及其与环境因子的关系依据底栖物种食性特征,本研究将三沙湾大型底栖动物分为4类功能群:肉食者(C)、杂食者(O)、碎屑食者(D)以及浮游生物食者(P1),探究不同水域内底栖生物功能群组成及各功能群与环境因子的关系。主要结论如下:(1)在三沙湾大型底栖动物功能群结构组成上,碎屑食者与肉食者数量相当,分别为27种和25种;其后为杂食者16种;浮游生物食者最少,仅6种。平均丰度排序依次为碎屑食者(228.35 ind./m2)>肉食者(75.91 ind./m2)>杂食者(37.80 ind./m2)>浮游生物食者(29.27 ind./m2);平均生物量排序依次为肉食者(12.11 g/m2)>碎屑食者(6.19 g/m2)>浮游生物食者(2.84 g/m2)>杂食者(0.68 g/m2)。(2)冗余分析(RDA)结果表明沉积物总磷含量、底层水体pH、水深以及底层水体盐度对三沙湾大型底栖动物功能群影响较大。肉食者与总磷、总氮及水深相关性较强;碎屑食者与环境因子综合相关性较好;与杂食者相关性较强的环境因子是底层水盐度;浮游生物食者则与底层水溶解氧、底层水温度及C/N表现出较好正相关性。三沙湾海域与其他自然水域及养殖水域相比,一定程度上体现出典型养殖海湾的底栖生物群落特点,但仅依据功能群组成难以表征三沙湾养殖活动的底栖生态效应。3.三沙湾优势多毛类营养特征对比分析三沙湾养殖和非养殖水域之间5种优势多毛类(丝异须虫、不倒翁虫、欧努菲虫、索沙蚕科一种和角海蛹)δ13C、δ15N稳定同位素差异,以揭示养殖衍生有机物对物种的营养生态的影响。主要结果如下:优势多毛类物种δ13C、δ15N含量通常在三沙湾大部分水域内呈现出较大的变异范围。单因素方差分析结论显示,优势物种的δ13C、δ15N含量在网箱、鲍鱼和海带养殖以及非养殖水域之间均无显著差异。优势物种TN和TOC含量在不同水域之间也未见显著差异,仅角海蛹的TN和TOC含量呈现较为显著的空间差异。基于三沙湾优势多毛类物种δ13C、δ15N含量数据的分析结论表明,此类物种在区域内可能同化少量网箱养殖衍生物作为食源,但此类物质并不是物种食源结构中的主要成分。