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TUhjnbcbe - 2023/10/7 17:21:00
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摘要

基于功能特征的方法将浮游动物群落与海洋生态系统功能联系起来。它对浮游动物生态策略的多样性提供了全面的见解,但很少用于表征河口生态系统中的浮游动物群落。在此,我们研究了长江口及其邻近水域浮游动物功能结构随环境变化的季节性。

长江口及其附近水域。样本采集于年的三个季节。形态学鉴定的物种被分配了包括体长、喂养策略、营养群、繁殖模式和栖息地类型在内的功能特征,并聚类为功能群。计算了分类和功能多样性指数。评估了环境变量在解释功能结构的季节性方面的相对重要性。并且功能结构显示出强烈的季节动态。流食和混合食杂食草食动物是整个季节的主要群体。从冬春季到秋季,肉食性、碎屑性和杂食性群体的贡献有所增加。浮游动物功能结构的季节性主要由温度、河流流量和暖流的影响来解释。冬春季的低温和河流营养输入有利于小型食草动物。随后,夏季气温和径流的上升将浮游动物群落转移到了更大的食草动物和食肉动物身上。温和的温度和相对增强的暖流作用促进了秋季食肉动物和碎屑动物的繁殖。功能多样性也随季节而变化。CRE中浮游动物跨河口梯度和季节性的功能动力学是由温度、河流脉冲和暖流入侵的季节变化决定的。我们的发现为进一步了解河口生物多样性铺平了道路,并对保护策略产生了影响。

1简介

浮游动物是海洋食物网中的关键环节,将能量从初级生产者转移到更高的营养级(CalbetLandry,;Richardson,年)。通过浮游动物放牧自上而下的控制限制了浮游植物和原生动物的丰度(CalbetLandry,),这可能会影响藻类水华(Linetal.,;Petipasetal.,)。浮游动物的可用性也会在很大程度上影响渔业的补充,因为它们是鱼类幼虫和其他浮游动物食肉鱼类的主要食物(Burrow等人,年;Lomartire等人,)。它们也被认为是生物泵的看门人,介导碳向深海的主动和被动出口(Kiko等人,)。

此外,由于浮游动物的生命周期短,对环境变化敏感,因此被广泛用于评估污染物的影响,并作为水体和其他环境变化的指标(HooffPeterson,;理查森,年;Taylor等人,年)。因此,浮游动物群落结构和功能结构的变化与生态系统功能密切相关,通过控制初级生产和渔业补充,反映气候变化的程度和速度,并指示环境扰动。

功能特征是指个体生物的形态、生理和行为特征(Violleetal.,),决定了个体的适应性,并反映了能量获取和消耗、躲避捕食者和其他生态功能之间的权衡(Litchmanetal.,)。例如,体型会影响食物大小谱和捕食风险;喂养策略决定了生态效率和在食物网中的作用(Hébertetal.,)。基于性状的官能团是具有相似生态作用的物种集群(Benedettietal.,;Pomerleauetal.,)。功能群分析同时考虑多个性状,并全面检查社区对环境压力的反应(Venello等人,)。

基于性状的功能多样性是生物多样性的组成部分,并将物种多样性与生态功能联系起来(PetcheyGaston,)。通过对性状的定性或半定量分析(Pomerleauetal.,),如功能丰富度(FRic)、功能均匀度(FEve)和功能分化(FDiv),验证了功能多样性的测量(Masonetal.,;Ricotta,;Schleuteretal.,;Villégeretal.,)。

在浮游动物群落动态分析中,基于功能追踪的方法越来越常见,可以深入了解它们的生态功能和对气候变化的响应,特别是推进保护区设计(Miatta等人,)。在北大西洋和南大洋的自然种群中,已经确定了海洋桡足类特征与其实现的生态位之间的强烈联系(McGintyetal.,)。Benedetti等人()发现,浮游动物功能群在地中海占据了不同的生态位,这与亚马逊河羽流区的发现一致,即功能群是由不同的栖息地形成的(Neumann-Leit?o等人,)。此外,在浮游动物中观察到了纬度模式(Proweetal.,)和功能性状的季节序列(Kenitzetal.,)。功能性状的变异与环境驱动因素密切相关。麦金蒂等人()报告称,人为气候变化导致浮游动物的栖息地发生变化,并具有重组的群落特征。

全球气候变化导致的水温升高大大降低了浮游动物功能特征的复杂性(Jansson等人,年),而温度波动导致浮游动物的生物量功能群异常(Venello等人,)。此外,根据特征,可以使用指数来总结群落的功能多样性,将物种多样性和生态系统功能联系起来。例如,功能多样性已被用于研究河口浮游食物网的营养关系(Araujoetal.,)、具有盐度梯度的浮游动物功能动力学(Heleniusetal.,)和人为干扰(Veríssimoetal.,17)。

长江是世界第三大河,向东海输送大量淡水、淤泥和营养物质(Lietal.,;MillimanJin,)。长江口(CRE)及其邻近水域受到长江稀释水(CDW)、台湾暖流(TWC)和中国沿海洋流(图1)的影响,其特点是物理、化学和生物过程相互作用强烈(IchikawaBeardsley,;Liu等人,;Zhang等人,)。CRE及其邻近水域具有生产力,为各种生物狭窄提供了栖息地,并形成了渔场(Wan等人,年)。然而,包括向CR中下游排放工业和农业废水在内的密集人为活动对CRE的环境产生了巨大影响(Li等人,;Yin等人,)。因此,在这些地区观察到了富营养化、有害藻华(Chaietal.,;Lietal.,)和底层水域的周期性缺氧(Ningetal.,;Zhang等人,)。

浮游动物的功能多样性对于理解CRE的生态系统稳定性和健康至关重要。在CRE中,浮游生物群落已经通过基于分类学的方法得到了很好的研究,例如季节变化(Shaoetal.,)、对CDW和TWC的反应(Chenetal.,;Gaoetal.())以及富营养化和缺氧下的动力学(FengLiu,;Lietal.,)。尽管越来越多的研究揭示了中国边缘海域的浮游动物动态,但据我们所知,基于trait的方法很少被使用(Li等人,年;Zhang等人,),尤其是在中国的河口。CRE中浮游动物功能特征、类群和多样性的季节变化尚不清楚,这阻碍了我们对河口生态系统生物多样性和生态健康的进一步理解。

在这项研究中,我们使用基于特征的方法和功能多样性指数量化了年CRE中三个季节的中型浮游动物群落的功能动力学。本研究

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