Community characteristics and influencing factors of macrobenthos in Pearl River Estuary
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摘要: 珠江口是广东最大的出海口，在中国河口生态系统中占据重要地位。为揭示珠江口大型底栖动物群落的季节性变化规律，分别于2019年冬季 (12月)、2020年夏季 (8月)、2021年春季 (3月) 和秋季 (10月) 对珠江口海域开展了4个航次的调查。运用多元统计分析方法对采集的大型底栖动物的种类组成、生物量和多样性指数等进行了分析。结果显示：4次调查共发现大型底栖动物138 种，以春季大型底栖动物种类数最高 (45 种)，春季栖息密度最高 (590 个·m−2)，夏季最低。生物量则是冬季最高、秋季最低。光滑倍棘蛇尾 (Amphiopholis laevis) 为春、夏和秋季的共有优势种。单因素方差分析 (One-way ANOVA) 结果表明，Margalef丰富度指数 (D)、Shannon指数 (H') 和Pielou均匀度指数 (J') 均在季节间变化显著 (P<0.05)。Pearson相关性分析显示，大型底栖动物多样性与pH、悬浮物 (Suspended solids, SS) 和化学需氧量 (Chemical oxygen demand, COD) 等多种环境因子呈显著相关性。研究表明大型底栖动物的季节性变化是多种环境因子共同作用的结果，需进一步加强对该海域生物多样性的长期监测与保护。Abstract: The Pearl River Estuary is the largest estuary in Guangdong Province, and plays an important role in China's estuarine ecosystem. In order to explore the seasonal variation of macrobenthic community, we conducted four surveys in Pearl River Estuary waters in summer 2020 (August), winter 2019 (December), spring 2021 (March) and autumn 2021 (October). The species composition, biomass and diversity of the collected macrobenthic fauna were analyzed by multivariate statistical analysis. A total of 138 benthic species were recorded. The number of macrobenthic species was higher in spring (45) than that in the other three seasons. The highest density was observed in spring and the lowest in summer; the highest biomass was obsered in winter and the lowest in autumn. Amphiopholis laevis was the dominant species in spring, summer and autumn. One-way analysis of variance (ANOVA) shows that the changes of Margalef richness index (D), Shannon index (H') and Pielou evenness index (J') were all significantly different in different seasons (P<0.05), and the Pearson correlation analysis shows that the diversity of macrobenthic fauna was significantly correlated with pH, suspended solids, chemical oxygen demand (COD) and other environmental factors. The results indicate that the seasonal variation of macrobenthic community results from the combined effect of multiple environmental factors. Thus, it is necessary to strengthen the long-term monitoring and protection of biodiversity in this area.
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Key words:
- Macrobenthos /
- Community structure /
- Seasonal variation /
- Environmental factor /
- Pearl River Estuary
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图 1 珠江口大型底栖动物采样站位图
注：因C2站点靠近岸边，选择在涨潮期进行监测。
Figure 1. Sampling stations of macrobenthos in Pearl River Estuary
Note: C2 station is close to the shore, so the monitoring was carried out during the high tide period.
图 2 珠江口大型底栖动物栖息密度和生物量的季节变化
Figure 2. Seasonal variation of total habitat density and total biomass of macrobenthos in Pearl River Estuary
图 3 珠江口大型底栖动物四季的栖息密度聚类分析
Figure 3. Cluster analysis of habitat density of macrobenthos in Pearl River Estuary in four seasons
表 1 珠江口大型底栖动物各季节的调查站位
Table 1. Sampling stations of macrobenthos in Pearl River Estuary in different seasons
季节
Season调查站位
Sampling station春季 Spring A1、A2、A4、A6、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15 夏季 Summer A1、A2、A4、A6、A7、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A17 秋季 Autumn A1、A2、A4、A6、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15、A17 冬季 Winter A1、A2、A4、A6、A8、A10、A11、B2、B6、C1、C2、C5 
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表 2 珠江口大型底栖动物各类群组成的季节分布
Table 2. Seasonal distribution of group composition of macrobenthos in Pearl River Estuary
类群
Group春季
Spring夏季
Summer秋季
Autumn冬季
winter种数
Number of
species比例
Percentage/%种数
Number of
species比例
Percentage/%种数
Number of
species比例
Percentage/%种数
Number of
species比例
Percentage/%刺胞动物 Cnidaria 0 0 0 0 0 0 1 3.22 环节动物 Annelida 20 44.44 9 39.13 15 53.57 7 22.58 棘皮动物 Echinodermata 2 4.44 1 4.34 2 7.14 1 3.22 脊索动物 Chordata 0 0 1 4.34 1 3.57 2 6.45 节肢动物 Arthropoda 6 13.33 6 26.08 7 25 5 16.12 纽形动物 Nemertinea 1 2.22 1 4.34 0 0 1 3.22 软体动物 Mollusca 14 31.11 5 21.73 2 7.14 12 38.70 星虫动物 Sipuncula 1 2.22 0 0 0 0 1 3.22 螠虫动物 Echiurida 1 2.22 0 0 1 3.57 1 3.22 合计 Total 45 100.00 23 100.00 28 100.00 31 100.00
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表 3 珠江口大型底栖动物优势种及优势度分布
Table 3. Distribution of dominant species and dominance of macrobenthos in Pearl River Estuary
季节
Season优势种
Dominant species优势度
Dominance index栖息密度
Density/(个·m−2)生物量
Biomass/(g·m−2)春季 Spring 光滑河篮蛤 Potamocorbula laevis 0.03 190 11.15 光滑倍棘蛇尾 Amphiopholis laevis 0.02 30 2.96 夏季 Summer 裸盲蟹 Typhlocarcinus nudus 0.11 65 19.75 光滑倍棘蛇尾 Amphioplus laevis 0.05 40 10.65 角海蛹 Ophelina acuminate 0.04 50 6.15 秋季 Autumn 背蚓虫 Notomastus latericeus 0.02 60 2.72 光滑倍棘蛇尾 Amphiopholis laevis 0.02 30 1.71 冬季 Winter 短角双眼钩虾 Ampelisca brevicornis 0.03 45 2.4
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表 4 珠江口大型底栖动物主要类群栖息密度和生物量季节变化
Table 4. Seasonal variation of habitat density and biomass of main groups of macrozoobenthos in Pearl River Estuary
类群
Group项目
Item春季
Spring夏季
Summer秋季
Autumn冬季
Winter环节动物 Annelids 栖息密度 Density/(个·m−2) 265 175 300 95 生物量 Biomass/(g·m−2) 8.35 14.20 8.43 5.85 棘皮动物 Echinodermata 栖息密度 Density/(个·m−2) 70 40 45 10 生物量 Biomass/(g·m−2) 5.08 10.65 31.26 1.95 节肢动物 Arthropoda 栖息密度 Density/(个·m−2) 45 110 80 105 生物量 Biomass/(g·m−2) 36.90 36.75 9.52 22.05 软体动物 Mollusca 栖息密度 Density/(个·m−2) 190 30 20 105 生物量 Biomass/(g·m−2) 83.56 9.50 6.88 75.80 其他类群 Others 栖息密度 Density/(个·m−2) 30 20 10 195 生物量 Biomass/(g·m−2) 6.02 2.00 0.35 158.25
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表 5 珠江口大型底栖动物多样性指数季节分布
Table 5. Seasonal distribution of macrobenthos diversity index in Pearl River Estuary
季节
SeasonMargalef 丰富度指数
DShannon-Wiener 多样性指数
H'Pielou 均匀度指数
J'春季 Spring 2.36±0.83a 0.34±0.21a 0.18±0.07a 夏季 Summer 1.56±0.87b 1.62±0.90b 0.80±0.34b 秋季 Autumn 1.51±0.82b 0.29±0.16a 0.21±0.08a 冬季 Winter 1.47±0.81b 1.66±0.15a 0.97±0.03a 注：同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。Note: Different letters within the same column indicate significant differences (P<0.05).
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表 6 珠江口大型底栖动物物种多样性指数与环境因子间的相关性
Table 6. Correlation analysis of macrozoobenthos diversity index and environmental factors in Pearl River Estuary
指数
Index温度
Tem-
perature溶解氧
DOpH 盐度
SalinityShannon-Wiener
多样性指数
H'化学需氧量
CODPeilou
均匀度指数
J'Margalef
丰富度指数
D磷酸盐
PO4 3−溶解氧 DO −0.621** pH −0.693** 0.596** 盐度 Salinity −0.247 0.157 0.302* Shannon-Wiener 多样性指数 H' −0.093 −0.060 0.468** 0.344* 化学需氧量 COD −0.297* 0.170 −0.307* −0.044 −0.464** Peilou 均匀度指数 J' −0.139 0.043 0.585** 0.174 0.866** −0.538** Margalef 丰富度指数 D −0.332* 0.026 0.125 0.527** 0.336* 0.345* 0.115 磷酸盐 PO4 3− 0.206 −0.253 0.272 −0.301* 0.526** −0.515** 0.687** −0.294* 悬浮颗粒物 SS 0.032 −0.226 0.249 −0.365* 0.197 −0.346* 0.287* −0.193 0.536** 注：*. P<0.05; **. P<0.01。
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表 7 本次调查与周边海域的比较
Table 7. Comparison of results from this investigation and surrounding waters
调查区域
Survey area调查时间
Survey time种数
Number of Species栖息密度
Density/(个·m−2)生物量
Biomass/(g·m−2)来源
Source珠江口海域 Pearl River Estuary 1980 年 228 26.1 [13] 珠江口海域 Pearl River Estuary 1991 年 96.6 26.99 [14] 珠江口伶仃水道 Lingding Waterway 1996 年 27 55 19.95 [15] 珠江口海域 Pearl River Estuary 1998 年 97 20.48 [16] 珠江口海域 Pearl River Estuary 1999—2000 年 32 338.35 10.05 [17] 珠江口海域 Pearl River Estuary 2004 年 223 1 435.16 314.37 [14] 珠江口海域 Pearl River Estuary 2005 年 240 160.75 76.26 [14] 珠江口海域 Pearl River Estuary 2006 年 156 627.85 14.57 [18] 珠江口海域 Pearl River Estuary 2007 年 248 288.9 33.73 [14] 北部珠江口 North Pearl River Estuary 2006—2007 年 225.67 593.4 9.16 [8] 珠江口横琴岛海域 Hengqin Island 2008 年 33 236.3 13.25 [19] 珠江口滩涂 Pearl River Estuary mudflat 2009 年 40 [20] 珠江口潮间带东南部 Southeast intertidal zone of Pearl River Estuary 2014 年 52 269.3 129.61 [21] 珠江八大出海口 Eight outlets of Pearl River 2015 年 67 336.5 21.26 [22] 珠江口海域 Pearl River Estuary 2019—2021 年 138 482.5 133.19 本研究 大亚湾海域 Daya Bay 1984—1985 年 98 [23] 大亚湾海域 Daya Bay 2004 年 79 [24] 大亚湾海域 Daya Bay 1988—2015 年 155~621 4.95~17.25 [25] 大亚湾海域 Daya Bay 2013 年 153 410 84.83 [25]
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