冬季大連砂質(zhì)潮間帶自由生活海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性的比較

宋慧麗，慕芳紅，孫燕，華爾*

( 1.中國海洋大學(xué) 海洋生命學(xué)院，山東 青島 266003)

1 引言

沙灘是由潮汐、沉積物運動等物理力相互作用而形成的簡單而敏感的生態(tài)系統(tǒng)[1]。它是指大部分海岸帶的砂質(zhì)潮間帶部分，在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占有重要的地位。沙灘曾經(jīng)被許多生物學(xué)家認(rèn)為是海洋荒漠，一直被忽視，直到19世紀(jì)三四十年代才慢慢被重視，此后加大了對沙灘的研究，從而對沙灘生態(tài)系統(tǒng)有了更加系統(tǒng)的了解，其實際上擁有著豐富多彩的生物群落，棲息著極為多樣的底棲動物[2]。但是沙灘生態(tài)系統(tǒng)相對脆弱，容易受到人類活動的影響[3-4]。沙灘常被用于旅游業(yè)的發(fā)展，人們利用沙灘這種天然的資源來進行娛樂活動，從而使沙灘生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能受到威脅。為有效地檢測和保護沙灘生態(tài)系統(tǒng)的健康，有必要加大對沙灘生物群落的研究，為沙灘生態(tài)健康評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

自由生活海洋線蟲（以下簡稱海洋線蟲）屬于線蟲動物門，是小型底棲動物的一個重要類群，其豐度往往占據(jù)小型底棲動物豐度的第1位。海洋線蟲主要生活在海洋沉積環(huán)境中，其種類多樣性較高，可以占據(jù)不同的營養(yǎng)級，促進營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)，同時，還可刺激微生物的生產(chǎn)，加速有機質(zhì)的降解，在底棲生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮著重要的作用[5]。海洋線蟲對環(huán)境具有較高的耐受程度，生殖周期短且具有持續(xù)的生殖能力，而且對廣鹽、低氧都具有較強的耐受力，這些特點使得它在沉積物中廣泛存在，因此，海洋線蟲常被用于評價底棲生態(tài)系統(tǒng)健康程度和環(huán)境變化的良好指示類群[5-6]。此外，線蟲作為對人為擾動的一種潛在指示物，已引起了研究人員的高度關(guān)注[7]。

目前，國際有關(guān)砂質(zhì)潮間帶小型底棲動物的研究已遍及熱帶、亞熱帶、溫帶、寒帶等氣候帶區(qū)域。這些研究揭示了不同地區(qū)砂質(zhì)潮間帶小型底棲動物（包括海洋線蟲）群落特點及與環(huán)境因子的關(guān)系。沉積物分選系數(shù)[8]、沉積物類型[9-11]、有機物含量[11]、化學(xué)污染（有機物和重金屬）[12]、水動力狀態(tài)[12]等往往對各地砂質(zhì)潮間帶小型底棲動物（包括海洋線蟲）的群落特征和多樣性格局產(chǎn)生重要影響。同時，小型底棲動物大尺度時空分布及季節(jié)變化也有報道。Kotwicki等[13]對處于北極、溫帶、亞熱帶、熱帶及南極沿海沙灘小型底棲動物的緯向分布研究，以及Lee和Riveros[14]對智利（18°～42°S）沿岸66處裸露沙灘自由生活海洋線蟲物種豐富度的緯向變化模式研究均顯示，小型底棲動物（包括海洋線蟲）擴散到更高緯度地區(qū)受溫度制約，能量越高的地區(qū)物種越豐富。這對小型底棲動物緯向分布模式的探索具有重要意義。但是，相關(guān)研究有限，這一格局仍需要在更廣范圍內(nèi)進行探索和驗證。同時，局部環(huán)境條件的差異對海洋線蟲分布的重要性也需要在更廣范圍進行評估。

我國沿岸潮間帶底棲生物的研究從20世紀(jì)50年代開始。國內(nèi)學(xué)者對砂質(zhì)潮間帶小型底棲動物包括海洋線蟲的研究主要集中在秦皇島、大連、青島、廈門等地[15-31]，研究內(nèi)容包括小型底棲動物群落動態(tài)、多樣性以及對環(huán)境變化和人為擾動的響應(yīng)，極大地豐富了中國砂質(zhì)潮間帶小型底棲動物的研究，為深入了解中國沙灘生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及小型底棲動物對沙灘生態(tài)系統(tǒng)的作用提供了大量的數(shù)據(jù)支持。大連位于中國遼東半島最南端，具有海洋性特點的暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，但冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，年平均氣溫為8～11℃，自南向北降低，是我國東北地區(qū)最溫暖的地區(qū)。且大連東瀕黃海，西臨渤海，黃海與渤海風(fēng)浪、潮汐、洋流等水文條件的差異[32-34]，引起砂質(zhì)潮間帶沉積環(huán)境及水動力特征的差異，形成各自獨特的沉積環(huán)境。張志南等[18]對大連石槽巖礁的附植小型底棲動物包括海洋線蟲進行了調(diào)查，結(jié)果顯示，在大多數(shù)的藻類樣品中，海洋線蟲是小型底棲動物中最優(yōu)勢的類群，在鑒定出的46種海洋線蟲中，沉積食性的銳棘線蟲（Theristus acer）作為優(yōu)勢種普遍分布,指示了大連石槽巖礁潮間帶的隱蔽性。Hua等[30]對國內(nèi)9個砂質(zhì)潮間帶包括大連夏家河子進行小型底棲動物的研究，結(jié)果顯示，夏家河子砂質(zhì)潮間帶海洋線蟲為優(yōu)勢類群，擁有較高的平均豐度（大于2 000 ind./（10 cm2）），其值高于亞熱帶地區(qū)沙灘。楊丹[31]在大連港石油管爆炸漏油事故后1年，對受影響的大連星海海濱浴場海洋線蟲群落的研究表明，海洋線蟲豐度和多樣性較低，耐石油烴的馬麗林恩線蟲屬（Marylynnia）數(shù)量增多，石油烴通過有機碳、鹽度和pH間接影響了海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)。這些研究促進了對大連潮間帶生態(tài)系統(tǒng)以及小型底棲動物群落結(jié)構(gòu)和功能的了解，為大連沙灘生態(tài)環(huán)境的保護和監(jiān)測提供了科學(xué)數(shù)據(jù)。但總體上，仍缺乏大連砂質(zhì)灘小型底棲動物包括海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性的基礎(chǔ)研究。特別是對瀕臨渤、黃海的砂質(zhì)潮間海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性特點的比較鮮有報道。

本研究選取瀕臨渤海的大連夏家河子沙灘和黃海之濱的大連金沙灘作為野外采樣點，對海洋線蟲群落特征及其生境特點進行研究；目的是了解：（1）兩處沙灘線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性是否存在差異？（2）引起線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性特征差異的主要因子是什么？（3）海洋線蟲能否對生境變化提供指示信息。本研究結(jié)果可為局域尺度線蟲分布特征及影響因子提供數(shù)據(jù)支持。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)域概況

大連位于中國遼東半島的最南端，東瀕黃海，西臨渤海，水產(chǎn)品以及海珍品資源豐富，是中國重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖基地之一。大連潮間帶為不規(guī)則半日潮，即在1 d中（指太陰日歷時24 h 50 min）有兩次高潮和兩次低潮，且高潮位與高潮位、低潮位與低潮位潮高不相等。大連3面環(huán)海，同時受到黃海及渤海潮流及風(fēng)浪等的影響，地理位置較為特殊，因此特選取夏家河子海水浴場（39°02′N，121°30′E，平均坡度為 1.3°）、金沙灘海水浴場（38°52′N，121°35′E，平均坡度為 9.0°）作為采樣點進行野外采樣（圖1）。夏家河子和金沙灘分別位于渤海、黃海沿岸，風(fēng)浪等水文條件存在一定的差異。

圖1 大連采樣站位Fig.1 Sampling sites in Dalian

2.2 樣品采集

2015年12 月（冬季）在金沙灘海水浴場、夏家河子海水浴場砂質(zhì)潮間帶進行野外采樣。在潮間帶選取兩個斷面，兩個斷面之間間隔約為100 m，分別設(shè)置高潮帶、中潮帶、低潮帶采樣點進行小型底棲動物和環(huán)境因子樣品的采集。每一個采樣點，使用內(nèi)徑為4.4 cm的PVC采樣管采集3管20 cm深的沉積物芯樣，用于小型底棲動物的分選。芯樣采出后立即裝入500 mL樣品瓶中，并加入等體積的10%甲醛溶液，混勻密封后常溫保存，帶回實驗室進行分選。同時，每一個采樣點另取兩管20 cm深的沉積物芯樣裝入封口袋中，-20℃冷凍保存，用于粒度、有機質(zhì)、葉綠素a（Chla）、質(zhì)量比等環(huán)境因子的測定，并在每個采樣點使用多參數(shù)水質(zhì)儀（In-Situ Inc,Smartroll MP）進行間隙水的水溫、pH、鹽度和溶解氧的原位測定。

2.3 室內(nèi)分析

小型底棲動物樣品分選前，加入虎紅染色，樣品分選采用傾上清液淘洗法,即將上清液分別過孔徑為500 μm和31 μm的兩層網(wǎng)篩淘洗，將31 μm網(wǎng)篩截留的生物轉(zhuǎn)移到劃線培養(yǎng)皿中，在解剖鏡下按小型底棲動物類群鑒定計數(shù)。

海洋線蟲的鑒定：分選獲得的海洋線蟲，蟲體透明后制成永久封片，在顯微鏡下觀察并鑒定至種水平[35]，在屬名后添加sp.1、sp.2等區(qū)分同一屬的不同種。

Wieser[36]將自由生活的水生線蟲與其口腔的形態(tài)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，將線蟲的攝食類型劃分為4類。即（1）1A型：選擇性沉積食性者，不具口腔或口腔很小，依靠食道的吸力，以細(xì)菌大小的有機顆粒為食；（2）1B型：非選擇性沉積食性者，具有不具齒的杯狀口腔，依靠食道的吸力和唇部及口腔前部的運動獲得食物；（3）2A型：刮食者，具有帶小齒的口腔，將食物刮起，刺破其細(xì)胞壁，吸取其中的細(xì)胞液；（4）2B型：捕食者或雜食者。具有帶大顎的發(fā)達口腔，將被捕食者整體吞食，或刺破其細(xì)胞壁，吸取其中的胞液。

沉積物有機質(zhì)含量按《海洋監(jiān)測規(guī)范》[37]中有機質(zhì)的測定方法進行測定，即重鉻酸鉀氧化法。沉積物粒度采用激光粒度儀測定，粒徑分布曲線上小于該粒徑的沉積物顆粒的質(zhì)量占沉積物總質(zhì)量的50%對應(yīng)的粒徑即為中值粒徑MDΦ=Φ50，其中，Φ=-log2d，d為沉積物顆粒直徑（單位：mm）。沉積物葉綠素a測定按照《海洋調(diào)查規(guī)范》[38]中的熒光分光光度計法，計算沉積物中葉綠素a質(zhì)量比。

2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用ArcGis 10.2繪制采樣站點圖。應(yīng)用SPSS軟件對所得的生物數(shù)據(jù)和環(huán)境因子進行獨立樣本T檢驗（Independent-SamplesTTest）或單因素方差分析(One-way ANOVA)及多重比較（Tukey HSD）。在進行單因素方差分析前，進行Levene方差齊性檢驗，若方差不齊，則對其進行對數(shù)轉(zhuǎn)換至方差齊，之后進行檢驗；如果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后方差仍然不齊，則進行非參數(shù)檢驗（Kruskal-wallis)。對生物數(shù)據(jù)及各環(huán)境因子進行Pearson相關(guān)性分析。應(yīng)用PRIMER 6.0軟件進行多元統(tǒng)計分析：對環(huán)境因子進行主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）；對海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)進行非度量多維標(biāo)度( Non-metric Multi-dimensional Scaling，MDS)分析；采用相似性檢驗（Analysis of Similarity tests,ANOSIM）群落組間差異的顯著性，并通過相似百分比（Similarity Percentages，SIMPER）分析優(yōu)勢種對相似性的貢獻；利用生物-環(huán)境相關(guān)分析（Biota-En-vironment，BIO-ENV），了解環(huán)境因子與生物群落數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系。

海洋線蟲豐富度指數(shù)d、香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)H'、 均勻度指數(shù)J′和優(yōu)勢度指數(shù) 1-λ′計算公式如下：

式中，N表示所有物種的個體數(shù)之和；S為物種數(shù)目；Pi=Ni/N，Ni表示屬于第i種的個體數(shù)之和。

3 結(jié)果

3.1 環(huán)境因子

夏家河子和金沙灘潮間帶環(huán)境因子結(jié)果見表1。2015年12月，夏家河子間隙水的平均溫度為（1.46±0.81）℃，其潮區(qū)溫度表現(xiàn)由高到低為高潮帶、中潮帶、低潮帶；間隙水鹽度、pH、溶氧濃度平均值分別為 29.27±2.13、8.34±0.11、（4.97±1.40）mg/L。金沙灘的平均溫度為（7.63±0.56）℃，潮區(qū)間隙水溫度表現(xiàn)由高到低為中潮帶、低潮帶、高潮帶；其間隙水鹽度、pH、溶氧濃度平均值分別為 34.32±0.59、7.95±0.17、（7.17±2.64）mg/L。夏家河子沉積物葉綠素a質(zhì)量比、有機質(zhì)含量平均值分別為（1.19±0.60）μg/g、（0.06±0.04）%，金沙灘則分別為（0.24±0.19）μg/g、（0.80±0.29）%。夏家河子沉積物中值粒徑（MDΦ）平均值為（2.82±0.26）Φ，金沙灘為（0.49±0.80）Φ。夏家河子的沉積物組成中，125～250 μm的顆粒（細(xì)砂）占比較高，而金沙灘沉積物顆粒主要是250～500 μm（中砂）。獨立樣本T檢驗顯示，夏家河子和金沙灘兩處潮間帶在間隙水溫度、pH、鹽度、沉積物葉綠素a質(zhì)量比、有機質(zhì)含量、中值粒徑（MDΦ）都存在極顯著差異（p＜0.01)。

表1 兩處沙灘各潮間帶環(huán)境因子Table 1 Environmental factors in different tidal zones of two beaches

對兩處沙灘不同潮區(qū)的環(huán)境因子分別進行單因素方差分析及多重比較。結(jié)果顯示，夏家河子不同潮區(qū)之間溫度存在極顯著差異（p＜0.01），Tukey HSD結(jié)果顯示，高潮帶和中潮帶之間存在顯著差異（p＜0.05），高潮帶和低潮帶之間存在極顯著差異（p＜0.01），而中潮帶和低潮帶之間無顯著差異；中潮帶和低潮帶的pH存在顯著差異（p＜0.05）；低潮帶的MDΦ高于高潮帶和中潮帶（p＜0.01），高潮帶和中潮帶則無顯著差異。其余環(huán)境因子在夏家河子不同潮區(qū)間均無顯著差異。金沙灘不同潮區(qū)之間的環(huán)境因子無顯著差異（p＞0.05）。

大連沙灘各環(huán)境因子的主成分分析結(jié)果如圖2所示，反映了兩處沙灘環(huán)境特征明顯不同。PC1軸（第一主成分軸）解釋環(huán)境變量的71.4%，PC1和PC2軸（第二主成分軸）累計解釋環(huán)境變量的84%。其中對第一主分量貢獻較大的是溫度（0.438）、中值粒徑MDΦ（-0.422）、有機質(zhì)含量（0.409）、pH（-0.387）和鹽度（0.371），它們是兩處沙灘環(huán)境特征差異的主要因子。對第二主分量貢獻較大的是溶氧（0.871）。

圖2 兩處沙灘環(huán)境因子主成分分析Fig.2 Principal component analysis of environmental factors in two beaches

3.2 海洋線蟲豐度

大連兩處沙灘高、中、低潮帶海洋線蟲豐度的分布如圖3所示。夏家河子海洋線蟲的平均豐度為（592.0±318.9）ind./（10 cm2），金沙灘海洋線蟲的平均豐度為（54.6±53.8）ind./（10 cm2）。獨立樣本T檢驗顯示，兩處沙灘海洋線蟲豐度存在極顯著差異（p＜0.01)。夏家河子中潮帶海洋線蟲豐度最高，為（745.3±313.4）ind./（10 cm2），而低潮帶最低，為（396.2±167.9）ind./(10 cm2)，高潮帶海洋線蟲豐度為（634.4±339.1）ind./（10 cm2）。單因素方差分析顯示，夏家河子各潮區(qū)海洋線蟲豐度無顯著差異。金沙灘潮間帶海洋線蟲豐度較低，高、中、低潮帶平均豐度分別為（72.2±51.3）ind./（10 cm2）、（18.2±9.1） ind./（10 cm2）、 （73.4±63.2） ind./（10 cm2）。非參數(shù)Kruskal Wallis 檢驗顯示，金沙灘各潮區(qū)海洋線蟲豐度無顯著差異。

圖3 兩處沙灘各潮區(qū)海洋線蟲豐度Fig.3 The abundance of marine nematodes in different tidal zones of two beaches

3.3 海洋線蟲優(yōu)勢種及種類組成

本研究中兩處沙灘共鑒定出43種海洋線蟲，隸屬于36屬，17科，其中共有種13個。夏家河子共鑒定出38種，隸屬于32個屬，金沙灘共鑒定海洋線蟲18種，隸屬于16個屬。 夏家河子海洋線蟲優(yōu)勢科為希阿利線蟲科（Xyalidae，40.50%）、 聯(lián)體線蟲科（ Comesomatidae，23.31%）、 色矛線蟲科（Chromadoridae，16.3%）、杯咽線蟲科（Cyatholaimidae，10.44%）；優(yōu)勢屬為吞咽線蟲屬（Daptonema，36.64%）、棘刺線蟲屬（Theristus，18.31%）、毛薩巴線蟲屬（Setosabatier-ia，12.38%）、 擬 小色 矛 線 蟲 屬 （Prochromadorella，10.53%）、似杯咽線蟲屬（Paracyatholaimus，7.48%）、薩巴線蟲屬（Sabatieria，4.02%）、深咽線蟲屬（Bathylaimus，2%）；優(yōu) 勢 種 為Daptonemasp.1（21.03%）、Daptonemasp.2（20.61%）、Theristussp.1（14.7%）、Setosabatieriasp.1（10.28%）、Prochromadorellasp.1（8.75%）、Daptonemasp.3（7.07%）、Paracyatholaimussp.1（6.23%）、短毛薩巴線蟲（Sabatieria breviseta，3.24%），貢獻率累計達到91.91%。金沙灘海洋線蟲優(yōu)勢科為瘤線蟲科（Oncholaimidae，43.03%）、Chromadoridae（36.8%）、 Xyalidae（15.75%）；優(yōu)勢屬為瘤線蟲屬（Oncholaimus，56.39%）、類色矛線蟲屬（Chromadorita， 16.3%）、Theristus（ 10.45%）、 新色矛線蟲屬（Neochromadora，4.8%）、 嘴 刺 線 蟲 屬 （Enoplus，3.29%）；優(yōu)勢種Oncholaimussp.1 貢 獻率最 高，為54.31%，其次為Chromadoritasp.1（16.51%）、Theristussp.2（10.82%）、Neochromadorasp.1（4.48%）、Enoplussp.1（3.39%）、Prochromadorellasp.1（2.89%），其累積貢獻率為92.50%。兩處沙灘不同潮區(qū)海洋線蟲優(yōu)勢種的貢獻率（不小于5%）如表2所示。就夏家河子而言，Daptonemasp.1、Daptonemasp.2、Theristussp.1在 3個潮區(qū)優(yōu)勢度均不小于5%；Setosabatieriasp.1、Prochromadorellasp.1在兩個潮區(qū)均為優(yōu)勢種；而Axonolaimussp.1、Bathylaimussp.1、Daptonemasp.3、Sabatieria breviseta為只在高潮帶占優(yōu)勢的種，Viscosiasp.1則為只在低潮帶占優(yōu)勢的種。就金沙灘而言，Oncholaimussp.1、Theristussp.2在3個潮區(qū)的優(yōu)勢度均不小于 5%；Chromadoritasp.1、Enoplussp.1、Neochromadorasp.1為在兩個潮區(qū)占優(yōu)勢的種；Daptonemasp.1、Enoplolaimussp.1、Prochromadorellasp.1、Thalamonhysterasp.1為只在1個潮區(qū)占優(yōu)勢的種。

表2 兩處沙灘海洋線蟲優(yōu)勢種貢獻率及其攝食類型(SIMPER分析，優(yōu)勢度≥5%)Table 2 The contributions and feeding types of dominant nematodes species in two beaches (SIMPER analysis,dominance ≥5%)

不同沙灘及不同潮區(qū)進行ANOSIM分析，結(jié)果顯示，大連兩處沙灘海洋線蟲種類組成存在極顯著的差異（R=0.915，p=0.001），夏家河子海洋線蟲群落在高潮帶和中、低潮帶以及中、低潮帶之間都存在顯著差異（R=0.448，p=0.029；R=0.76，p=0.029；R=0.667，p=0.029），而金沙灘各潮區(qū)之間差異不顯著（R=0.042，p=0.332）。SIMPER分析（貢獻率均不小于5%）顯示，引起兩處沙灘線蟲種類組成差異的種為Daptonemasp.1、Daptonemasp.2、Theristussp.1、Setosabatieriasp.1、Oncholaimussp.1、Daptonemasp.3、Prochromadorellasp.1、Paracyatholaimussp.1。在夏家河子沙灘，主要由Setosabatieriasp.1、Daptonemasp.1、Prochromadorellasp.1、Daptonemasp.3、Bathylaimussp.1、Paracyatholaimussp.1、Axonolaimussp.1、Sabatieria breviseta引起高、中潮帶線蟲種類組成差異；Setosabatieriasp.1、Viscosiasp.1、Sabatieria breviseta、Daptonemasp.1、Bathylaimussp.1、Daptonemasp.3、Paracyatholaimussp.1引起高、低潮帶線蟲種類組成差異；Viscosiasp.1為造成中、低潮帶線蟲種類組成差異的種。

對夏家河子和金沙灘海洋線蟲群落數(shù)據(jù)進行非度量多維標(biāo)度（MDS）分析，結(jié)果如圖4所示，兩處沙灘的站位各自聚集，具有明顯的區(qū)別。差異分析如上所述。

圖4 兩處沙灘海洋線蟲群落組成的非度量多維標(biāo)度（MDS）Fig.4 Non-metric multidimensional scaling plot for marine nematodes community composition in two beaches

3.4 海洋線蟲攝食結(jié)構(gòu)

夏家河子海洋線蟲群落以1B型為優(yōu)勢攝食類型，占總豐度的82.5%，其次為2A型（13.9%）、2B型（3.5%）、1A型（0.1%）。金沙灘海洋線蟲群落優(yōu)勢攝食類型為2B型，占比為51.6%，其次為2A型（29.2%）、1B型(19.0%)、1A型(0.2%)。兩處沙灘海洋線蟲攝食類型豐度獨立樣本T檢驗結(jié)果顯示，兩處沙灘之間1A型線蟲豐度無顯著差異；1B型存在極顯著差異（p＜0.01），表現(xiàn)為夏家河子明顯多于金沙灘；2A型和2B型均存在顯著差異(p＜0.05)，其中2A型表現(xiàn)為夏家河子高于金沙灘，2B型則相反。兩處沙灘海洋線蟲攝食類型存在較大的差異，但1A所占比例都較低。不同潮間帶海洋線蟲攝食類型所占比例如圖5所示，夏家河子高、中、低潮帶由高到低都表現(xiàn)為1B、2A、2B、1A，金沙灘中、低潮區(qū)由高到低則表現(xiàn)為 2B、2A、1B、1A，高潮區(qū)由高到低則為 2B、1B、2A、1A。利用豐度數(shù)據(jù)分別對兩處沙灘不同潮區(qū)的海洋線蟲攝食類型進行單因素方差分析，結(jié)果顯示，夏家河子高、中潮帶的2B型線蟲豐度極顯著低于低潮帶（p＜0.01），其余無顯著差異；金沙灘各潮區(qū)海洋線蟲攝食類型豐度無顯著差異。

圖5 兩處沙灘不同潮間帶海洋線蟲攝食類型占比Fig.5 Proportion of nematodes feeding types in different tidal zones in two beaches

3.5 海洋線蟲多樣性

夏家河子和金沙灘兩處沙灘不同潮區(qū)的線蟲群落多樣性指數(shù)見表3。對兩處沙灘海洋線蟲多樣性指數(shù)進行獨立樣本T檢驗，結(jié)果顯示：夏家河子潮間帶海洋線蟲種數(shù)S、豐富度指數(shù)d和香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)H′均極顯著地高于金沙灘（p＜0.01)；均勻度指數(shù)J′及優(yōu)勢度指數(shù)1-λ′在兩處沙灘間無顯著差異。對兩個沙灘不同潮區(qū)多樣性指數(shù)分別進行單因素方差分析及多重比較（Tukey HSD），結(jié)果顯示：夏家河子各潮區(qū)間均勻度指數(shù)存在顯著差異，由大到小表現(xiàn)為低潮帶、高潮帶、中潮帶，香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)則表現(xiàn)為低潮帶顯著高于高潮帶及中潮帶，而高潮帶和中潮帶間則無顯著差異。金沙灘高、中、低潮帶均勻度指數(shù)存在顯著差異（p＜0.05），由大到小表現(xiàn)為中潮帶、高潮帶、低潮帶。

表3 研究沙灘海洋線蟲多樣性指數(shù)Table 3 Diversity indices of marine nematodes in study beaches

3.6 海洋線蟲群落特征與環(huán)境因子的關(guān)系

海洋線蟲豐度及多樣性指數(shù)與環(huán)境因子的Pearson相關(guān)分析結(jié)果表明，間隙水溫度、pH、鹽度以及沉積物葉綠素a質(zhì)量比、有機質(zhì)含量、中值粒徑（MDΦ）與線蟲豐度顯著相關(guān)。線蟲的豐度、物種數(shù)以及香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)與溫度和有機質(zhì)含量呈極顯著的負(fù)相關(guān)，與pH、和中值粒徑（MDΦ）呈顯著的正相關(guān)(表4）。海洋線蟲豐度還與間隙水鹽度呈極顯著的負(fù)相關(guān)，與葉綠素a質(zhì)量比呈顯著的正相關(guān)（表4）。此外，物種數(shù)與葉綠素a質(zhì)量比之間顯著正相關(guān)，物種豐富度指數(shù)與中值粒徑（MDΦ）呈顯著正相關(guān)（表4）。

表4 大連沙灘海洋線蟲豐度及多樣性指數(shù)與環(huán)境因子的相關(guān)性分析結(jié)果Table 4 Results of correlation analysis of marine nematode abundance and diversity indices with environmental factors in Dalian beaches

兩處沙灘線蟲群落結(jié)構(gòu)與其環(huán)境因子的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明，夏家河子間隙水pH與均勻度指數(shù)、香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)呈顯著正相關(guān)；葉綠素a質(zhì)量比與均勻度指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)（表5）。金沙灘海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)與其環(huán)境因子間并無顯著相關(guān)性（表5）。

表5 不同沙灘海洋線蟲豐度及多樣性指數(shù)與環(huán)境因子的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of marine nematode abundance and diversity indices with environmental factors in different beaches

Bio-env相關(guān)性分析結(jié)果顯示，溫度、pH與中值粒徑（MDΦ）的組合能最好地解釋夏家河子海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)，其相關(guān)系數(shù)為0.739；溫度、有機質(zhì)含量與中值粒徑（MDΦ）的組合能最好地解釋金沙灘海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)，其相關(guān)系數(shù)為0.696；pH、有機質(zhì)含量、中值粒徑（MDΦ）能最好地解釋兩處沙灘海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)，其相關(guān)系數(shù)為0.818。

4 討論

4.1 影響冬季大連砂質(zhì)潮間帶海洋線蟲群落特征的因素

本研究結(jié)果顯示，大連夏家河子和金沙灘海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性都存在顯著差異，主要體現(xiàn)為：夏家河子線蟲群落以沉積食性線蟲為優(yōu)勢，豐度高、多樣性高；金沙灘海洋線蟲群落則豐度低、多樣性低，雜食或捕食性線蟲占優(yōu)勢。Hulings和Gray[39]推測，夏季生物因子是控制小型底棲生物的主要因素，冬季物理化學(xué)等環(huán)境因子是主要因素。本研究結(jié)果顯示，間隙水溫度、pH、沉積物中值粒徑(MDΦ)和有機質(zhì)含量是引起研究沙灘間沉積環(huán)境差異的重要因子。夏家河子沙灘間隙水pH和中值粒徑(MDΦ)高于金沙灘，溫度和有機質(zhì)含量則低于金沙灘。同時，本研究結(jié)果顯示，pH、有機質(zhì)含量、中值粒徑(MDΦ)能最好地解釋兩處沙灘海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)，而且均與海洋線蟲群落豐度和多樣性指數(shù)具有高度相關(guān)性。因此，pH、有機質(zhì)含量及中值粒徑（MDΦ）可能是造成兩處沙灘群落結(jié)構(gòu)和多樣性差異的重要環(huán)境因子。

研究表明，沉積物的粒徑是影響海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)和多樣性的直接原因[40]。沉積物粒徑對潮間帶沉積物微環(huán)境具有主導(dǎo)作用，尤其是在大尺度的空間分布上，被認(rèn)為是重要的物理因子[41]。通常認(rèn)為125～250 μm粒徑的沉積物最有助于微/小型底棲動物的生長[42]。Hua等[27]對青島沙灘海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)的研究顯示，沉積物粒徑較細(xì)（125～250 μm）的沙灘，海洋線蟲多樣性高于粒徑粗（250～500 μm）的沙灘。本研究結(jié)果與Hua等的研究結(jié)果一致，夏家河子中值粒徑（MDΦ）為（2.82±0.26）Φ，粒徑為 125～250 μm 的細(xì)砂比例較高，海洋線蟲多樣性較高；金沙灘中值粒徑（MDΦ）為（0.49±0.80）Φ，以粒徑為 250～500 μm 的粗砂為主，海洋線蟲多樣性較低。顆粒較細(xì)的沉積物中，體型小、剛毛短的線蟲數(shù)量較多，進而會引起線蟲群落種類組成的變化[43]。夏家河子沙灘線蟲群落以體型小的Xyalidae為優(yōu)勢科，金沙灘線蟲群落則以體型較大的Oncholaimidae科線蟲為優(yōu)勢科。且本研究結(jié)果顯示，中值粒徑與海洋線蟲的豐度及多樣性高度相關(guān)。因此，中值粒徑是影響兩處沙灘群落結(jié)構(gòu)差異的重要環(huán)境因子。線蟲口腔結(jié)構(gòu)的差異代表了攝食類型的不同，反映了食物來源的不同及沉積環(huán)境中有機物存在形式的差異[44]。Wieser[36]將自由生活的水生線蟲與其口腔的形態(tài)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，將線蟲的攝食類型劃分為4類，即選擇性沉積食性者（1A）、非選擇性沉積食性者（1B）、刮食者（2A）、捕食者或雜食者（2B）。非選擇性和選擇性沉積食者均無齒，前者具有較大的頰腔以吞咽整個有機顆粒（例如硅藻和細(xì)菌），而后者具有小的頰腔以消耗較小的顆粒（例如碎屑和細(xì)菌）。Urban-Malinga等[45]在對北海砂質(zhì)沉積物線蟲群落的研究中發(fā)現(xiàn)，非選擇沉積食性線蟲的多少與有機質(zhì)的分解及舊有機質(zhì)含量呈正相關(guān)，而選擇沉積食性線蟲的多少與沉積環(huán)境中新鮮有機質(zhì)的含量有關(guān)。夏家河子非選擇沉積食性線蟲最多，說明以有機碎屑為起點的攝食結(jié)構(gòu)占主要地位；選擇沉積食性者較少，說明研究沙灘新鮮的有機體輸入有限。夏家河子低有機質(zhì)含量和葉綠素a質(zhì)量比可以證明食物資源受限。青島仰口沙灘[27]及青島第二海水浴場沙灘[27]海洋線蟲攝食類型也以1B型最多，1A型最少，與夏家河子的研究結(jié)果一致。而金沙灘的有機質(zhì)含量雖高于夏家河子，海洋線蟲的豐度和多樣性較低，沉積食性線蟲比例較低，捕食性或雜食性（2B型）線蟲最多。造成這種現(xiàn)象的原因可能是通過食物網(wǎng)而產(chǎn)生的間接影響。有研究表明，底質(zhì)類型與大型底棲動物的分布息息相關(guān)[46]，粒級越粗，大型底棲動物密度越小[47]。而金沙灘底質(zhì)類型為中砂，可能會造成大型底棲動物捕食者的缺少，因此，較多的雜食或捕食性線蟲（2B）來填補食物網(wǎng)的空缺[48]，從而使得金沙灘2B型海洋線蟲占比較高。中值粒徑不僅會對線蟲群落產(chǎn)生直接的影響，也會通過食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生間接的影響。福建海壇島長江澳沙灘[28]的研究也顯示，秋冬季節(jié)海洋線蟲以2B型為主要攝食類型，與金沙灘研究結(jié)果相似。

就潮區(qū)差異而言，夏家河子沙灘海洋線蟲群落種類組成及多樣性指數(shù)存在顯著的潮區(qū)差異。夏家河子低潮帶線蟲群落表現(xiàn)為均勻度指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)均高于高、中潮帶，雜食或捕食性線蟲比例（例如顯齒線蟲屬Viscosia）顯著高于高、中潮帶，反映了低潮帶具有更加復(fù)雜的線蟲群落結(jié)構(gòu)以及更高的多樣性水平。夏家河子低潮帶中值粒徑（MDΦ）顯著高于高、中潮帶，沉積物顆粒較小，且本研究結(jié)果顯示，中值粒徑（MDΦ）是引起夏家河子群落組成潮區(qū)差異的重要因素之一，因此，中值粒徑可能是造成低潮帶海洋線蟲多樣性較高的重要因素。此外，本研究結(jié)果表明，夏家河子沙灘間隙水pH與線蟲群落種類組成及多樣性顯著相關(guān)，隨著由高潮帶向低潮帶間隙水pH的增加，線蟲多樣性增加。但是，金沙灘線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性在不同潮區(qū)間較一致，僅中潮帶均勻度指數(shù)顯著高于其他潮區(qū)，代表了相同的線蟲群落。該沙灘環(huán)境因子在不同潮區(qū)間差異不顯著，特別是溫度、有機質(zhì)含量與中值粒徑等環(huán)境因子的一致性，決定了海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性水平在潮區(qū)間差異不顯著。

另外，水動力也是造成海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)差異的重要因素。海水的運動包括波浪、潮汐、沿岸流等，是形成海灘砂的最主要因素。不同岸段濱岸的水動力強弱不同，海灘沉積物的粒徑不同。水動力環(huán)境可通過影響沉積物的粒度間接影響海洋線蟲的豐度及多樣性。夏家河子位于半封閉的海灣，受渤海水動力的影響。渤海是一個近封閉的內(nèi)陸海，水域相對較淺，平均水深為18 m。金沙灘位于黃海北部海岸，受北黃海水動力的影響，北黃海平均水深為38 m。就海浪而言，渤海與北黃海海浪均以風(fēng)浪為主，渤海平均波高多為0.1～0.7 m，隨季風(fēng)的交替具有明顯的季節(jié)性[33]，風(fēng)區(qū)較??；而北黃海海浪秋冬兩季最大，浪高2.0～6.0 m，當(dāng)有強大寒潮過境時，浪高有時達3.5～8.5 m。就潮流而言，夏家河子位于渤海海峽北部，為不規(guī)則半日潮，渤海海峽平均潮差約為1 m[34]。而金沙灘位于北黃海沿岸，黃海沿岸的平均潮差約為2.1 m，潮流流速一般為1～2 kn[33]。渤海和黃海是強潮流海區(qū)，相比之下，海流較弱，黃海暖流流速約為0.2～0.3 kn左右，冬季強、夏季弱，在進入渤海時，勢力就已經(jīng)非常弱了[34]?？傮w而言，金沙灘海域水動力較強于夏家河子海域。研究表明，在強水動力條件下，細(xì)粒物質(zhì)被搬運到別處，而沉積粗粒物質(zhì)，弱水動力條件則相反[49]。夏家河子相對弱的水動力條件使得沙灘沉積細(xì)砂，金沙灘相對強的水動力條件使得其沉積較粗的中砂。所以，水動力的差異可能是造成夏家河子和金沙灘沉積粒徑差異的一個重要原因，進而影響線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性。此外，水動力條件也會對海洋線蟲的群落造成直接的影響。研究表明[50]，線蟲在水平方向上的不均勻分布是受環(huán)境因子的不均勻分布所控制，當(dāng)然水動力引起的底棲動物的被動擴散[51]也會對其分布情況造成一定的影響。Armenteros等[12]認(rèn)為，水動力機制控制線蟲群落結(jié)構(gòu)的多樣性格局，低的水動力狀態(tài)使得線蟲的分散性差，從而導(dǎo)致線蟲群落結(jié)構(gòu)的不均勻分布。夏家河子水動力弱，線蟲分散性差，其水平方向上海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性不均勻，表現(xiàn)出顯著的潮區(qū)差異；而水動力較強的金沙灘，水平方向上群落結(jié)構(gòu)及多樣性較為均一，潮區(qū)差異不顯著。因此，水動力狀態(tài)也是引起兩處沙灘線蟲群落水平分布的重要因素。

4.2 與以往研究的比較

與大連沙灘以往研究相比，本研究海洋線蟲群落平均豐度較低。夏家河子海洋線蟲平均豐度為（592.0±318.9）ind./（10 cm2），顯著低于 2011 年 3 月夏家河子[30]海洋線蟲的豐度 為（2 102.3±693.7）ind./（10 cm2），季節(jié)差異可能是豐度產(chǎn)生差異的主要原因。此外，本研究線蟲群落優(yōu)勢屬組成不同于以往研究。本研究中，夏家河子海洋線蟲群落以Xyalidae為優(yōu)勢科，該科Daptonema屬和Theristus屬線蟲豐度占總豐度的55%，而與楊丹[31]研究中的優(yōu)勢屬后瘤線蟲屬（Metoncholaimus）、 微口線蟲屬（Terschellingia）、Neotonchoides、 Aconthonchus、矛咽線蟲屬（Dorylaimopsis）、 近色矛線蟲屬（Chromadorina）等均不相同。一方面，同一地區(qū)不同季節(jié)優(yōu)勢屬不盡相同[28]，本研究只涉及1個季度（2015年12月），而以往研究[31]涉及4個季度5個采樣時刻（2011年9月及2012年5月、7月、9月、11月）。另一方面，采集的芯樣深度和分選網(wǎng)篩孔徑的選擇也有不同：本研究采集的芯樣為20 cm，選擇孔徑為31 μm的網(wǎng)篩進行小型底棲動物的分選，而楊丹[31]的研究采集的芯樣為5 cm，采用了42 μm的網(wǎng)篩進行分選，因此，本文包含了更多以往研究[31]中沒有分選到的線蟲，特別是個體較小的種。Daptonema屬和Theristus屬線蟲個體小（多數(shù)體長0.5～2 mm、體寬 20～50 μm）[35]，生活周期短，對環(huán)境的適應(yīng)能力很強，常見于各種海洋生境。在青島太平灣第二海水浴場和石老人沙灘[27]、福建海壇島長江澳沙灘[28]，Daptonema屬和Theristus屬線蟲也以優(yōu)勢屬出現(xiàn)。本研究中，大連金沙灘冬季海洋線蟲平均豐度為 （54.6±53.8） ind./（10 cm2）， 海 洋 線 蟲 優(yōu) 勢 科 為Oncholaimidae，該科Oncholaimus屬線蟲豐度占總豐度的56%。Lü等[52]和楊丹[31]分別在大連港石油管爆炸漏油事故發(fā)生后40 d和1 a，對受影響的大連星海海濱浴場海洋線蟲群落進行研究，結(jié)果表明，耐石油烴的Marylynnia屬線蟲數(shù)量受影響而增多，石油烴通過有機碳、鹽度和pH間接影響了海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)。本研究的金沙灘與該沙灘位置相近，均可受漏油事故影響。但是，本研究沒有發(fā)現(xiàn)Marylynnia屬線蟲，線蟲群落種類組成與其差異較大。一方面，這與生境差異有關(guān)；另一方面，線蟲優(yōu)勢屬組成的差異與石油污染的清理及恢復(fù)有關(guān)。遺憾的是，未見金沙灘海洋線蟲群落背景及受影響后的對比研究，無法對線蟲群落對漏油事件的響應(yīng)進行準(zhǔn)確評價。大連沙灘線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性與以往研究的比較與分析仍有待深入研究。

5 結(jié)論

（1）兩處研究沙灘海洋線蟲豐度、群落結(jié)構(gòu)及多樣性存在顯著差異。夏家河子海洋線蟲豐度及多樣性顯著高于金沙灘，其以非選擇型沉積食性線蟲為主，而金沙灘則以雜食性或捕食性線蟲為主。間隙水pH、沉積物有機質(zhì)含量及中值粒徑可能是引起海洋線蟲群落結(jié)構(gòu)及多樣性差異的主要因子，而沉積物中值粒徑對海洋線蟲群落特征的影響最為突出。其次，水動力通過選擇性沉積不同粒徑的沉積物從而造成兩處沙灘海洋線蟲群落特征的差異。

（2）夏家河子沙灘海洋線蟲種類組成及多樣性指數(shù)存在顯著的潮區(qū)差異，低潮帶多樣性水平較高，雜食或捕食性線蟲比例高，pH和中值粒徑可能為主要的影響因子；金沙灘海洋線蟲群落特征及多樣性水平在潮區(qū)間差異不顯著，其環(huán)境因子的一致性決定了這一特征。水動力狀態(tài)也會對研究沙灘的海洋線蟲群落水平方向上的分布（如潮區(qū)分布）造成一定的影響。

（3）與大連沙灘以往研究相比，本研究夏家河子海洋線蟲豐度和優(yōu)勢屬與以往研究不同，季度、采樣深度及分選方法可能是其主要原因。