南极罗斯海特拉诺瓦湾软底底栖生物群落：人类与自然压力下的生态奥秘

研究人员评估了罗斯海特提斯湾沿岸受人类和自然压力影响的大型底栖动物群落结构差异，发现不同压力下物种优势不同，底栖群落可作环境指标。

　　在神秘的南极海洋世界，底栖生物群落就像隐藏在海底的 “生态密码”，默默记录着海洋环境的变化。它们不仅在食物网中占据关键地位，还是海洋生态系统的 “生物记忆库”，储存着环境变迁的重要信息。然而，随着人类在南极活动的逐渐增加，以及自然环境的不断演变，这些底栖生物群落正面临着前所未有的挑战。人类的科研活动可能带来污水排放、重金属污染等问题，而企鹅等生物的活动也会对周边环境产生影响。但目前，人们对于这些因素如何具体影响南极海洋底栖生物群落的了解还十分有限。为了揭开这些谜团，来自意大利那不勒斯帕特诺普大学（University of Naples Parthenope）、意大利国家海洋科学跨大学联盟（Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze del Mare，CoNISMa）等机构的研究人员展开了深入研究。该研究成果发表在《Polar Biology》上，为我们理解南极海洋生态系统提供了重要依据。

研究人员运用了多种技术方法来探索这一科学问题。在采样方面，他们在 2017/2018 和 2018/2019 两个南极夏季，于特拉诺瓦湾（Terra Nova Bay）选取了 4 个采样点，包括受人类活动影响的罗德湾（Road Bay，RB）、受企鹅活动影响的阿德利湾（Adélie Cove，AC）以及两个对照点（Control Road Bay，CRB 和 Control Adélie Cove，CAC）。在每个采样点的 20 米和 50 米深度分别设置采样站，使用 12 升的 van Veen 采泥器进行采样，获取底栖生物和沉积物样本。在分析方法上，通过化学分析测定沉积物间隙水的化学成分、粒度和总有机碳（TOC）；利用主成分分析（PCA）、置换多元方差分析（PERMANOVA）等统计分析方法，探究环境变量与底栖生物群落结构之间的关系。

下面来看具体的研究结果。

• 化学和沉积学参数：沉积物粒度分析显示，各采样点中砂和细砂占比较高，且随深度变化呈现不同分布。在 TOC 浓度方面，CRB 的浓度最高，CAC 的浓度最低。间隙水中，Mg²⁺是最丰富的离子，NO₃^-和 PO₄^3-含量较低。在重金属方面，Zn²⁺含量最高。进一步分析发现，RB 的 NO₃^-含量最高，AC 的 PO₄^3-含量最高，且两个对照点的重金属平均浓度较低。通过 PCA 分析，沉积物和间隙水变量根据深度因素形成了两个明显的聚类。
• 底栖生物群落组成：研究期间共采集、分析和鉴定了 3264 个个体，分属于 3 个主要底栖生物分类群，共发现 31 个物种（或更高分类单元）和 26 个科。多毛类个体数量最多，其次是甲壳类和软体动物。优势物种包括多毛类的 Leitoscoloplos kerguelensis、端足类的 Lysianopsis subantarctica 和腹足类的 Subonoba turqueti，这些物种的数量随深度增加而显著增加。通过对各站点的生态指数比较发现，所有站点的生物数量（N）从浅到深显著增加，物种丰富度（SR）在部分站点随深度增加，Pielou 均匀度（J）和 Shannon 多样性指数（H′）在部分站点存在显著差异。PERMANOVA 分析表明，底栖生物群落结构在不同站点和深度之间存在显著差异，而年份因素对群落结构的影响不显著。
• 底栖生物群落与化学和沉积学参数的相互作用：通过距离基线性建模（DistLM）和冗余分析（dbRDA）发现，沉积物变量中的中砂和 TOC，间隙水变量中的 PO₄^3-、K⁺以及所有重金属，对底栖生物群落分布有显著影响。这些参数能够解释 34.80% 的群落变异，表明它们在塑造底栖生物群落结构中起着重要作用。

综合研究结果和讨论可知，特拉诺瓦湾浅海软底区域的底质粒度随深度变化，营养物质和重金属分布与人类活动及企鹅活动相关。底栖生物群落呈现明显的深度分带现象，物种组成与化学和沉积学参数相关，不同压力区域的优势物种不同。该研究首次描述了马里奥?祖切利站（Mario Zucchelli Station）和阿德利湾附近大型底栖生物群落的结构，证实了底栖生物作为环境指标的重要作用。研究还发现，企鹅群落对底栖生物组成和群落结构的影响较为明显且稳定，而人类活动对底栖生物群落的压力几乎可以忽略不计，但未来仍需进一步监测评估。这一研究为深入了解南极海洋生态系统提供了关键数据，有助于更好地保护和管理南极海洋环境。