互花米草入侵对红树林湿地多毛类不同摄食功能群食物组成的影响机制

Polychaetes are important components of food chain in mangrove and other coastal wetlands. Although there has been many studies on ecological effects of Spartina alterniflora invasion, it is not clear that how polychaetes response to biological invasion in mangrove wetland. There is a lack of a unified understanding of the mechanisms of litter input effect on the food sources of polychaetes with different feeding guilds, especially for lots of new litter brought after S. alterniflora invasion in mangrove wetland. These limit our comprehensive understanding of the ecological effects of the S. alterniflora invasion. Focusing on these issues, ⑴ the present study will select polychaetes as the research subject, and investigate the community structure and food sources of different feeding guilds after the Spartina invasion. ⑵ We will compare the litter dynamics and food availability between native and invasive litter during its decomposition. ⑶ We will take the advantage of distinct δ13C values of invasive S. alterniflora (C4 plant) and native mangrove plant (C3 plant) to conduct field control experiments. Combining with fatty acid composition analysis, we will investigate the effect of S. alterniflora litter input on the diet of polychaetes with different feeding guilds. The project implementation could provide first hand experimental data for clarifying the mechanisms of polychaetes response to S. alterniflora invasion, and evaluating the changes in the structure and function of mangrove ecosystem following the S. alterniflora invasion.

多毛类动物是红树林等滨海湿地食物链中不可或缺的一环。虽然互花米草入侵的生态效应已有不少研究，但红树林湿地多毛类底栖动物如何响应生物入侵还不清楚，特别是互花米草入侵后带来大量新的凋落物如何影响不同食性多毛类食物组成的机制还缺乏统一认识，限制了我们对互花米草入侵红树林生态效应的全方位理解。针对这些问题，本项目拟 ⑴ 以底栖动物多毛类为研究对象，研究互花米草入侵后不同摄食功能群结构和食物组成的变化格局；⑵ 通过凋落物分解实验，比较分析互花米草入侵前后红树林湿地内凋落物的分解动态及可利用性；⑶ 利用红树植物（C3植物）与互花米草（C4植物）之间在碳同位素组成的显著差异设计野外控制实验，结合脂肪酸组成分析等方法，从凋落物输入角度，研究不同摄食功能群多毛类对凋落物碳源的利用情况。项目的实施可为阐明多毛类底栖动物响应互花米草入侵机制，评估互花米草入侵后红树林湿地生态系统结构和功能变化提供第一手实验数据。

多毛类是红树林底栖动物的重要生态成分，它们的种类丰富、密度高、摄食方式多样。互花米草入侵红树林湿地后不仅改变了原有生境中凋落物的组成、物候、可利用性等，也影响了多毛类的群落结构和食物组成。本项目以底栖动物多毛类为研究对象，研究互花米草入侵后不同摄食功能群结构和食物组成的变化格局；通过凋落物互换实验，比较分析互花米草入侵前后红树林湿地内凋落物的分解动态；从凋落物输入角度，研究多毛类对凋落物碳源的利用情况。. 研究表明，红树林区内多毛类的摄食功能群主要为肉食性和沉积食性的，不同摄食功能群的密度均在春季最高，冬季最低。互花米草群落内底栖多毛类动物总密度均显著高于乡土红树群落。除春季外，红树植物秋茄与互花米草群落内的沉积食性多毛类密度无差异，互花米草群落内肉食性和沉积食性摄食功能群多毛类的密度均显著高于红树植物群落内的。. 乡土红树植物群落内，肉食性和沉积食性多毛类的碳源主要为红树林、颗粒有机物、底栖微藻和浮游动物。但在互花米草群落内，肉食性和沉积食性多毛类的碳来源以互花米草为主，分别占34.31%-65.71%和46.72%-63.47%，表明入侵后肉食性和沉积食性多毛类的碳源主要为互花米草。. 在凋落物互换实验中，乡土红树植物秋茄的分解速率显著高于互花米草的。在互花米草群落内添加秋茄凋落叶后，输入凋落叶对多毛类的碳贡献率没有显著改变。在秋茄林内添加互花米草凋落叶28天后，输入凋落叶对多毛类的碳贡献率增加至46.15%，但互花米草凋落叶的贡献率在分解末期减少。. 入侵20年互花米草群落内多毛类的总密度、肉食性和沉积食性多毛类的密度均显著高于入侵3年和8年的互花米草群落。但冬季光滩肉食性多毛类的密度显著高于互花米草群落内的。在光滩和互花米草样地中，互花米草对多毛类的碳贡献率最高，且随入侵年限的增加而增加。. 上述结果可为进一步完善底栖动物对红树林的利用模式，为定量评估互花米草入侵后红树林湿地生态系统结构和功能变化提供第一手实验数据。