莱州芙蓉岛海域人工鱼礁附着生物的群落结构和功能性状

为探究人工鱼礁礁龄对附着生物群落结构和功能性状的影响, 本研究于 2019 年 5 月、8 月和 10 月通过潜水样方取样, 调查了莱州芙蓉岛海域人工鱼礁的礁体附着生物。共鉴定出附着生物 94 种, 其中节肢动物门 (Arthropoda)种类最多, 为 33 种, 软体动物门(Mollusca)次之, 为 21 种。1 龄鱼礁(投放时间为 1 年的短礁龄)附着生物的种类为 66 种, 4~5 龄鱼礁(投放时间为 4~5 年的长礁龄)为 79 种。不同季节和不同礁龄鱼礁附着生物群落的种类组成和优势种存在差异, 在附着生物群落的种类丰富度、多样性指数和均匀度指数方, 长礁龄礁区均显著高于短礁龄礁区。本研究选取了摄食习性(feeding habits)、活动能力(mobility)、栖息方式(habitat)、成体大小(body size at maturity)、寿命(longevity)和身体柔韧度(flexibility) 6 个功能性状(共计 21 种性状类型), 比较了不同季节 2 种礁龄附着生物群落功能性状的相对丰度。结果表明, 本海域人工鱼礁上更易附着滤食性、无活动能力、固着型、长寿命(＞5 年)、无身体柔韧性、规格极小(＜1 cm)的物种, 代表种为大室别藻苔虫(Membranipora grandicella)。2 种礁龄附着生物群落功能性状的差异主要体现在摄食习性、活动能力和栖息方式上, 4~5 龄鱼礁附着生物群落的捕食性、 强活动能力以及埋栖和爬行栖息方式等性状的相对丰度显著高于 1 龄鱼礁(P＜0.05), 而滤食性、固着型和无活动能力等性状的相对丰度显著低于 1 礁龄鱼礁(P＜0.05)。附着生物群落的功能多样性和功能冗余程度方面, 4~5 龄鱼礁高于 1 龄鱼礁, 但差异不显著。本研究运用传统生物多样性指数和生物性状法(BTA)分析了不同季节长、短礁龄人工鱼礁附着生物群落结构和功能性状的差异, 为揭示人工鱼礁的生态效应提供了新视角。     

莱州湾芙蓉岛人工鱼礁区生态系统能量流动及仿刺参生态容量评估

基于2019年莱州湾芙蓉岛人工鱼礁区渔业资源调查数据,利用Ecopath with Ecosim 6.6 (EwE 6.6)软件构建了芙蓉岛人工鱼礁区生态系统Ecopath模型,系统分析了芙蓉岛人工鱼礁区生态系统的能量流动规律和结构特征,估算了仿刺参(Apostichopus japonicus)的生态容量。Ecopath模型由16个功能组组成,基本涵盖了芙蓉岛人工鱼礁区生态系统能量流动的主要过程。结果发现,生态系统各功能组的营养级范围为1.000~3.978,其中,花鲈(Lateolabrax maculatus)处于最高营养级;生态系统总转换效率为10.6%,来自初级生产者的转换效率为10.8%,来自碎屑的转换效率为10.1%;生态系统总流量为2 596.108 t/(km2·a),其中44%来自碎屑;系统总初级生产量/总呼吸量为1.454,连接指数为0.402,系统杂食指数为0.211,Finn´s循环指数和平均路径长度分别为8.860%和2.980。结果表明,芙蓉岛人工鱼礁区生态系统成熟度和稳定性较低,食物网结构较简单。根据模型计算得出,仿刺参的生态容量为131 t/km2,是现存量的6.55倍,具有较大的增殖潜力。     

莱州湾芙蓉岛人工鱼礁区大型底栖动物的营养结构特征

人工鱼礁建设是改善底栖生境、提高底栖动物多样性和资源丰度的重要措施之一，其建设效果与投放时间长短密切相关。为了探究投礁时长对大型底栖动物营养关系的影响，实验应用稳定同位素技术对比分析了莱州湾芙蓉岛海域不同礁龄人工鱼礁区和对照区大型底栖动物及其食源的碳、氮稳定同位素组成，计算了不同区域大型底栖动物的食物基础以及消费者的营养级。结果显示：①长礁龄区、短礁龄区和对照区的大型底栖动物δ¹³C值分别为−25.08‰~−13.34‰、−25.86‰~−17.80‰和−25.39‰~−11.06‰；δ¹⁵N值分别为10.73‰~15.78‰、10.02‰~14.89‰和10.17‰~15.80‰。②相较于短礁龄区和对照区，长礁龄区底栖动物群落营养多样性更高，食物来源多样性水平更高，群落内营养生态位更加多样化，群落结构稳定性较好。③以食性为依据，将大型底栖动物分为浮游生物食者 (Pl)、肉食者 (C)、碎屑食者 (D)和杂食者 (O)等4类摄食功能群，在4类潜在食源 [浮游植物、浮游动物、水体悬浮颗粒有机物 (POM)和沉积物有机物 (SOM)]中，浮游植物碳源对除肉食者外的3类消费者的平均贡献率最高 (31.40%)。④长礁龄区、短礁龄区和对照区的消费者营养级分别为2.00~3.83、2.00~3.49和2.00~3.87；此外在长礁龄区出现了相对多的高营养级捕食者，从而证实长礁龄区的底栖动物群落具有更复杂的营养结构。同时发现，人工鱼礁建设能使大型底栖动物更充分地利用浮游植物碳源，并且能够增加底栖动物群落的营养多样性和丰富度，促进群落中较高营养级动物的增加。本研究结果有助于了解人工鱼礁建设的环境生态效应，为进一步研究底栖生境食物网的物质循环和能量流动提供了基础资料。