沙滩潮间带大型底栖动物群落分布及其对游憩活动的响应

李明峰

（闽南师范大学 生物科学与技术学院，福建 漳州 363000）

沙滩潮间带大型底栖动物群落分布及其对游憩活动的响应

李明峰

（闽南师范大学 生物科学与技术学院，福建 漳州 363000）

于2013年7月对东山岛4条沙滩潮间带断面大型底栖动物进行采样调查。根据游憩人数，将采样区设置为重度游憩利用区、中度游憩利用区、轻度游憩利用区及对照区。结果表明：游憩人数对大型底栖动物的种类数、生物量、栖息密度、物种多样性指数、丰富度指数等有极显著性影响（P＜0.01）,呈负相关关系；游憩人数对均匀度指数无显著性影响（P＞0.05），相关程度极小；水温、pH值、盐度、溶解氧对大型底栖动物种类、生物量、栖息密度、物种多样性指数、丰富度指数、均匀度指数无显著性影响（P＞0.05）。群落分布聚类与MDS排序分析结果基本吻合，4个取样断面群落分为3组，Ⅰ组重度区游憩利用、中度区游憩利用，Ⅱ组轻度游憩利用区和Ⅲ组对照区。游憩活动对大型底栖动物的冲击程度为重度游憩利用区＞中度游憩利用区＞轻度游憩利用区＞对照区，大型底栖动物群落分布受游憩活动干扰影响，干扰强度越大，种类数、生物量、栖息密度越少。

游憩；大型底栖动物；沙滩潮间带；东山岛

潮间带是陆海相互作用生态交错地带，也是最为敏感的生态区域之一，极易受人类活动干扰[1]。20世纪80年代中后期的海滩旅游业促进东山岛经济快速发展，但也给潮间带和近海岸生态环境带来巨大的威胁，致使沙滩潮间带生物多样性造成破坏。大型底栖动物是海洋生态境中一个重要的动物类群，具有移动性差，生活周期长的特点，其种群结构变化能够很好地表征环境状况及变化[2]。因此研究东山岛沙滩潮间带大型底栖动物群落结构变化及其对游憩活动的响应具有重要的意义。

目前相关研究主要集中在从生境因子方面分析底栖动物的物种数、丰度、生物量、多样性及次级生产力变化状况[3-8]，以及底栖动物的群落结构变化及对采捕[9]、养殖[10]、红树林恢复[11]、互花米草入侵[12]、海岸工程[13]的响应等方面。关于潮间带大型底栖动物与游憩活动响应研究较少涉及。为进一步了解东山岛沙滩潮间带大型底栖动物种群结构变化特征及其对游憩活动的响应，于2013年7月开展沙滩潮间带大型底栖动物调查，旨在为游憩生态学研究提供一个新的视角，为东山岛沙滩风景区的生态环境保护与旅游开发的协调发展提供基础数据和科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

东山岛位于东经 117°17′至 35′，北纬 23°33′至47′之间，地处位于福建省最南端的海岛县，总面积2.483 4×104hm2，海域面积为1.8×105hm2，海岸线长达141 km。东南海域分布着南门湾、屿南湾、马銮湾、金銮湾、乌礁湾、澳角湾、宫前湾 7 个呈新月形的海湾。潮汐类型为正规半日潮。2013年2月，福建省东山县入选全国首批12个“国家级海洋生态文明示范区”。2013全年接待游客301.9万人次，增长30.2%；实现旅游总收入27.1亿元，增长67.2%[14]。

图1 东山岛沙滩潮间带采样断面Fig.1 Map of sampling section in interidal zone in Dongshan island

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置

于2013年7月大潮汛期间对东山岛沙滩潮间带大型底栖动物采样，依据STPHENSON[15]和VAILLANT[16]潮区和采样站位划分法，在东山岛沙滩潮间带设置4个取样断面P1、P2、P3及P4（图1），其中P1区域位于马銮湾沙滩风景区游憩活动的核心地带，景区游憩服务设施较完善，是游憩者密集的沙滩旅游区；P2位于上个世纪90年代开发的水上运动海滨浴场，游客较为集中；P3区域位于金銮湾领海国际沙滩，游憩者主要是领海国际旅游地产区的居民，游憩人数较少；P4位于尚未开发成游憩区的乌礁湾沙滩。依据东山岛旅游经济开发区管委会提供的数据以及现场统计游憩人数，确定P1、P2、P3个采样区分别代表重度游憩利用区、中度游憩利用区、轻度游憩利用区，P4采样区代表对照区。每个采样断面设3个采样站高潮区、中潮区、低潮区，每采样站设6个采样点。用手持式GPS进行定位，确定各采样站的经纬度，用水质分析仪及溶解氧仪测定采样站水温、盐度、溶解氧和pH值等环境因子（表1）。

表1 各断面要环境因子Table 1 The main surroundings factors in every sampling section

1.2.2 大型底栖动物采集及标本处理

采用取样器为0.25 m×0.25 m×0.30 m的定量框，每采样站采集6个采样方，在各采样站周围广泛采集定性样品。样品用5%的福尔马林固定保存，在实验室吸干样品表面水分后，用灵敏度为0.01 g的电子天平称重、鉴定。按照《海洋生物生态调查技术规程规范》(国家海洋局908专项办公室，2006)[17]规定的方法对样品进行保存、称重、鉴定和分析整理。

1.2.3 数据处理

采用Shannon-wiener多样性指数[18]、Mageler物种丰富度指数[19]和Pielou均匀度指数[20]，优势度指数[21]对大型底栖动物数据进行统计分析。所得数据采用以下公式计算：

其中，S为总物种数；Pi为种i的个体数占总个体数的比例；Ni为种i的个体总数，N为所有种的个体总数；f是该种在采样站出现的频率。以上数据的计算在EXCEL软件运算。

应用SPSS软件对采样断面的生态学参数进行单因素方差分析（One -Way ANOVA），以游客人数和水温、盐度、溶解氧和pH值等环境因子位自变量，生态学参数为因变量进行多元回归分析。采用Surfer8.0软件绘制取样断面分布图，应用Primer5.0对采样带大型底栖动物群落结构进行相似性聚类和非度量多维尺度排序(MDS)分析。

2 结果分析

2.1 大型底栖动物的种类组成及分布

本次调查采样，共鉴定大型底栖动物9种（表2），其中软体动物、节肢动物、环节动物分别为4种(44.4%)、4种(44.4%)、1种(11.2%)，未有棘皮动物和其它类动物。采样断面大型底栖动物种类分布存在差异。重度游憩利用区P1断面3种（斧蛤、鲳螺、弯螯额活额寄居蟹）；中度游憩利用区P2断面3种（斧蛤、鲳螺、弯螯活额寄居蟹）；轻度游憩利用区P3断面7种（斧蛤、鲳螺、长吻吻沙蚕、弯螯活额寄居蟹、痕掌沙蟹、等边浅蛤、文蛤）； P4对照区9种（斧蛤、鲳螺、长吻吻沙蚕、弯螯活额寄居蟹、红线黎明蟹、痕掌沙蟹、蝉蟹、等边浅蛤、文蛤）。P4对照区物种组成与P1、P2断面差异极显著（P＜0.01），P4与P3存在差异，但差异性不显著（one-way ANOVA）。分析说明大型底栖动物种类数受游憩量存在差异，游客量越多，种类数越少。

表2 各断面大型底栖动物种类分布†Table 2 Species distribution of macrobenthic animal in every sampling section

2.2 大型底栖动物的生物量和栖息密度分布

由表3可见，采样断面大型底栖动物的生物量最高为P4对照区76.23 g/m2，依次为P3断面63.27 g/m2，P2断面18.09 g/m2，P3断面9.72 g/m2。对照区与P1、P2的栖息密度差异较大，比P1多105个/m2，比P2多73个/m2；与P3差异较小。大型底栖动物生物量分布和栖息密度基本一致，P4对照区（141 ind/m2）＞P3断面（116 ind/m2）＞ P2断面（68 ind/m2）＞ P3断面（36 ind/m2）

方差分析表明，不同游憩干扰水平下，大型底栖动物生物量有极显著差异（P=0.000＜0.01），栖息密度有极显著差异（P=0.000＜0.01），说明游憩干扰对大型底栖动物生物量和栖息密度有极显著影响，游憩强度越大，生物量和栖息密度越小。

表3 各断面大型底栖动物生物量和栖息密度分布Table 3 Biomass and density vertical distribution of macrobenthic animal in every sampling section

2.3 大型底栖动物的优势种分布

从表4可知，各采样断面大型底栖动物的优势种分布不同，P4对照区优势度（Y≥0.02）物种有5种（斧蛤0.22、弯螯活额寄居蟹0.20、鲳螺0.09、痕掌沙蟹0.07、文蛤0.02）、P3断面4种（斧蛤0.37、鲳螺0.29、蝉弯螯活额寄居蟹蟹0.02、痕掌沙蟹0.02）、P2断面3种（斧蛤0.39、鲳螺0.20、弯螯活额寄居蟹蟹0.03）、P1断面2种（斧蛤0.39、鲳螺0.19）。在3个游憩利用区中，斧蛤、鲳螺优势度非常明显，呈密集分布。对照区P4的优势种分布较均。分析认为可能受人类游憩活动干扰，一些迁移能力强、繁殖速度快、生活周期短及适应能力强的小个体物种（斧蛤、鲳螺及弯螯活额寄居蟹）成为优势种，这类物种个体重量较小，分布数量较多。

表4 各断面大型底栖动物优势种及优势度†Table 4 Dominant species macrobenthic animal dominance in every sampling section

2.4 大型底栖动物的多样性指数分布

表5显示，大型底栖动物多样性指数和丰富度指数均是P4对照区＞P2断面＞ P2断面＞ P1断面，对照区P4与P3断面差异较小，与P1、P2断面存在较大差异，这与各断面的种类数差异有关。而各断面均匀度指数之间的差异不大，与各断面的物种分布不均有一定联系。方差分析表明，不同采样断面大型底栖动物多样性指数有极显著差异（P＜0.01），物种丰富度指数有极显著差异（P＜0.01），游憩量与多样性指数、物种丰富度指数呈负相关。均匀度指数无显著性差异（P1＞0.05），与游憩量相关程度极小。

表5 各断面大型底栖动物多样性指数分布Table 5 Biodiversity index of benthos among the sections

2.5 大型底栖动物的群落分布聚类与MDS排序分析

对东山岛4个沙滩潮间带取样断面进行群落分布系统聚类（图2）分析，结果中4个断面群落结构可分为3组，P1和P2为一组：P3和P4各为一组。由于游憩干扰强度较小，P3取样断面的群落中大型底栖动物的种类组成与P4取样断面中的相似性较高，因此P3和P4组群落聚集一起，而P1和P2一组的群落中种类组成与P3组和P4组有较大的差异。由MDS排序图也表明4个取样断面群落样本可分为3个群（图3），与聚类分析结果一致。

图2 潮间带大型底栖动物的群落分布聚类Fig.2 The dendrogram for the similarity matrix of intertidal macrozoobenthos

3 结论与讨论

3.1 大型底栖动物对游憩活动的响应

游客游憩行为影响沙滩大型底栖动物数量及分布[22-23]。大沙岙沙滩游客大量拥入，生态环境遭受人为破坏，危及贝类的生存环境[24]。游客人为干扰影响较大，以致海州湾沙滩潮间带底栖动物种类、丰度和栖息密度呈现较低的分布特征[25]。南麂列岛游憩人数的逐年不断增加，导致物种及数量的进一步减少[26]。游憩活动对沙滩大型底栖动物种群结构变化有一定的影响[27]。本研究与以上研究结果相似，游憩活动对大型底栖动物的冲击程度为重度游憩利用区＞中度游憩利用区＞轻度游憩利用区＞对照区。受游憩活动干扰程度较大，重度、中度游憩利用区大型底栖动物种类数、栖息密度及生物量远远低于对照区。本研究显示，游憩强度与物种类数、栖息密度及生物量存在极显著性关系（P＜0.01）,呈负相关关系，游憩干扰强度越大，大型底栖动物种类数、生物量越小。在重度、中度游憩利用区中，斧蛤、鲳螺优势度非常明显，呈密集分布，大型底栖动物多样性指数和丰富度指数均远远低于对照区，对照区P4的优势种分布较均。人类游憩活动的严重干扰对生态环境造成极大破坏，结果导致某些物种减少甚至消失，而一些迁移能力强、繁殖速度快、生活周期短物种成为优势种，这类物种个体重量较小，分布数量较多。

图3 潮间带大型底栖动物的MDS排序分析Fig.3 The MDS for the similarity matrix of the intertidal macrozoobenthos

3.2 生境因子对潮间带大型底栖动物的影响

大型底栖动物分布特征与底质、水质、盐度、温度等环境因子有密切的关系。多毛纲双栉虫科的物种对pH值变化最为敏感[28]。另外，一些大型底栖动物对间隙水中溶解氧有不同的要求[29]。作为大型底栖动物生长、繁殖等一切生命活动的场所，底质的颗粒大小、稳定程度、表面结构和营养成分等大型底栖动物种类组成和数量分布有很大的影响[30]。本次对东山岛沙滩潮间带大型底栖动物采样调查发现温度、pH值、盐度和溶解氧与物种数之间并没有明显的显著性关系。王海博等指出温度、pH值、溶解氧与环渤海潮间带大型底栖动物累积贡献率达到80%的12个主要物种间没有明显的对应关系[31]，本研究结果与王海博等的研究成果一致。水温、pH值、盐度、溶解氧对东山岛沙滩潮间带大型底栖动物生物量、栖息密度及多样性指数也均无显著性影响。本研究在采样区域内设置相同的底质生境的条件，微环境的差异较小，影响采样区大型底栖动物种群结构变化的因素主要可能是人类游憩干扰。

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Macrobenthos community distribution in intertidal beach and its response to recreational activities

LI Ming-feng
(Minnan Normal University, Zhangzhou 363000, Fujian, Chian)

In July 2013, sampling analysis of four intertidal beach large benthic animalsin in Dongshan island were carried out.According to the recreational number, set the sampling area to heavy, moderate, mild recreation use area and control area,.The results showed that Recreational number had very signi fi cant effects (P＜ 0.01) on species, biomass, inhabit density, species diversity index,richness index and so on of macrobenthos, there was a negative correlation. And recreation number had no signi fi cant effect on evenness index (P＞ 0.05), just minimal correlation degree. Water temperature, pH, salinity, dissolved oxygen had no signi fi cant effect (P ＞ 0.05)on species, biomass, inhabit density and the species diversity index, richness index and evenness index of macrobenthos. the results of community distribution clustering and MDS ordination analysis were basically consistent. 4 sampling sections were divided into 3 groups, group Ⅰ of heavy for recreation use, moderate for area recreation use, group Ⅱ of mild for recreation use area and group Ⅲfor control area. Recreational activities with a severe impact on macrobenthos was heavy recreation use area ＞ moderate recreation use area ＞ mild recreation use area ＞ control area, macrobenthos distribution affected by recreational activities interference, the larger the disturbance intensity, the lower the species number, biomass and density of habitat.

recreation; macrobenthos; intertidal beach; Dongshan Island

S759.5

A

1673-923X(2016)12-0102-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.12.018

http: //qks.csuft.edu.cn

2016-09-06

福建省自然科学基金面上项目（2015J01177）；福建省教育厅中青年教师教育科研项目；（JAS150365）；2015漳州市科协重点决策咨询和调查研究课题

李明峰，讲师，博士，主要从事生态旅游研究；E-mail：lmfeng@mnnu.edu.cn

李明峰. 沙滩潮间带大型底栖动物群落分布及其对游憩活动的响应[J].中南林业科技大学学报，2016, 36(12): 102-107.

[本文编校：文凤鸣]