水底的组合软底部Catalan-Levante海岸的西班牙地中海

文摘

每年255底拖网样品的分析获得实验调查(2007 - 2010)沿着西方地中海五个定义良好的底栖组合的存在表明,遵循一个深度分布:(a)上货架组合,包括两个组合分化类型的衬底(sand-muddy和陆源泥底);(b)中间货架组合;(c)上部边坡组合;(d)中间坡组合。动物物种,它们是由鱼(452总物种的37%),其次是甲壳类动物(22%)、软体动物(17%)、棘皮动物(9%),和其他无脊椎动物(15%)。标识的组合显示主要改变货架和货架边缘和明显的上层和中层的斜率。平均多样性值或多或少高,证明高物种丰富度在西方地中海。所确定的组合可能促进未来multispecies渔业管理基于一个生态系统的方法。

1。介绍

一个集合是一组物种的分布在时间和空间上重叠在一个特定的区域,共享一个相同的栖息地,水深范围,等等。一个物种组合描述物种组成的集合任何cooccurring社区的生物体在一个特定的栖息地或渔场。通常,这些组合也被称为社区。在生物方面,社区是一组相互作用的生物共享一个密集的环境。在水底的物种,物种,住在或接近底部其中根据他们的交互行为,显示这些组合的识别物种组成、空间分布,与稳定将允许确定程度的发病率的影响人类的起源,特别是拖网捕鱼,在他们身上。

钓鱼对生态系统的影响在本质上是不同的(1- - - - - -3]。拖网捕鱼不仅破坏栖息地的物理组件,因此这意味着减少生物多样性,还改变了群落结构、物种丰度和规模结构。总之,可以说,除了栖息地的物理变化,捕鱼导致的减少人口规模的目标,不属预定目标的种类,改变他们的人口结构,大幅修改社区的结构和组成(4- - - - - -8]。社区少影响拖网捕鱼维持多biogenically habitat-structured社区(例如,更多丰富的固着减少干扰网站供料器的暂停和更高地位的小型无脊椎动物干扰网站)(9]。

因此,不同的知识社区居住在底部是理解的基础社区和人口的动态及其与栖息地的结构和环境因素之间的关系,以及捕鱼对他们的影响。

底栖鱼社区和他们的深度分布组件物种研究了地中海的各领域,如第勒尼安海(10),爱奥尼亚海(11],爱琴海[12,13),亚得里亚海(14),和狮子湾15]。研究指的底栖鱼社区在巴利阿里群岛的西班牙地中海包括(16- - - - - -18),在货架上和加泰罗尼亚的斜率19,20.在Alboran海),(21和阿利坎特的海湾22]。下面的物种居住深区,1000,研究了在加泰罗尼亚的海23]。甲壳类动物社区研究了在加泰罗尼亚的海24- - - - - -26在巴利阿里群岛[],板鳃类社区27社区,头足类动物在巴利阿里群岛(28)和西班牙地中海沿岸的大陆(29日),而macro-epibenthic社区和鱼之间的关系进行了研究在巴利阿里群岛(30.]。

另一方面,渔业必须不仅优化了管理,但获得的资源和生态系统的可持续性。从这个意义上说,传统的方法中,基于单一股票评估,代表了一个不足为multispecies渔业管理策略(31日]。渔业综合评估需要的研究集中在生态系统作为一个整体而不是单个物种,并且认为钓鱼活动关键压力影响生态系统的各个组件。从这个意义上说,生态渔业管理方法的使用(EAFM)可能提供一个整体的观点ecosystem-fisheries交互,而营养指标可能因此被用来支持的实现EAFM通过提供信息生态系统的状态(32]。

然而,研究解决在水底的组合作为一个整体,也就是说,不限于一个特定的社区或taxocenosis但是考虑到所有的物种,包括鱼类、甲壳类、头足类动物,和其他无脊椎动物,包括macro-epibenthic无脊椎动物和底栖鱼稀缺之间的关系在西方地中海(33- - - - - -35)以及西班牙海岸(30.,36,37]。

在西班牙地中海,总拖网船队在2009年由797艘船(38]。它主要经营本地渔场,尽管数量有限的船只在法国工作水域海湾的狮子。舰队可以分为三组:血管作用于大陆架(货架拖网渔船),血管在架子上边缘和大陆坡的开始(斜率拖网渔船),和更深的领域的捕鱼船只斜率(底拖网渔船)。而在地中海拖网捕捞multispecific [39),上述每个组血管目标特定的动物区系的商业利益(组40]。降落的主要部分包括小型个人最近招募的渔业41]。因此预计,该地区居于水底的社区会经历了变化引起的强烈而持久的拖网捕鱼。

在西班牙地中海两个生物地理学领域由帕洛斯角可以明确区分:Alboran海以南的斗篷和Levante-Catalonia区东北[26北部)和添加第三个:狮子在法国地中海海湾(15]。帕洛斯角和海湾之间的中间区域狮子被选为研究区,相当于建立的地理分区6一般渔业委员会地中海(GFCM)。

所选区域受到高强度主要由拖网船队施加钓鱼。2009年,这个地区拖网船队由603艘船,据统计的自治政府价GSA06南部(305)和加泰罗尼亚GSA 06北部(298)。这些单位(小血管)操作几乎完全集中在大陆架针对红鲻鱼,章鱼,鳕鱼,和海鲷,而其他(更大的船只)操作几乎完全集中在大陆坡挪威针对虾和龙虾,和其他可以朦胧地大陆架和斜率渔场,根据季节,天气条件,以及经济因素(例如,登陆价格)。这些拖网船队段的比例估计30左右,分别为40 - 30%的船(42]。渔业的管理是基于努力控制,限制船只的数量,他们名义上的发动机功率500马力(最大值)和海上的最长时间(每周5天,每天12小时),和其他技术措施,如禁止操作底部浅50 m,并且在一些海洋保护区。在过去几年,一个递减的趋势船只在该地区工作的数量。然而,高捕捞强度在很长一段时间可能导致结构性变化在水底的组合。

从这个意义上说,我们来执行本研究以底栖组合在该地区的特征,确定其具体组成、结构和分布,分析他们的多样性,目标和确定其可能的改变,从而为未来的研究提供一个基础。

2。材料和方法

研究区域包括柔软的底部沿Catalan-Levante位于帕洛斯角和幅角之间的西班牙地中海(FAO-GFCM地理分区6)(图1)。样本中收集连续的底栖拖网调查执行在春天2007年至2010年,遵循国际标准MEDITS系列方法(43]。这个项目的主要目的是获得独立的知识有用的渔业管理,在一个地方很难遵循详细开发模式的捕鱼船队44]。渔具使用是作为底拖网的开放17.5米宽,2.5米高的从底部和20毫米网鳕鱼。这个齿轮是一些特定的研究对象来完成知识的效率相比齿轮与商业的(45)以及实验和商业齿轮(46]。采样装置及其处理进行少量的修改来改善其性能,特别是为了更好的稳定联系的时候(底部44]。用分层随机抽样设计,考虑到五层深度(0-50 m, 50 - 100, 100 - 200, 200 - 500,和500 - 800 m)采样与强度正比于他们的地区47]。齿轮几何被SCANMAR系统和控制,拖网平行,CTD SBE-37探测器放置在原位的口净提供数据深度、温度和盐度。拖网的持续时间30分钟的底部比200米深度浅,60分钟底部深度超过200米。样品被处理后,数据输入计算机数据库,它计算的值每扫掠面积丰度和生物量,分别表现在个人和公斤每平方公里。

在这项研究中,我们考虑了总共255个样本,分布在不同的年份和深度地层,如表所示1。数据被用来构建物种丰度和生物量文件在每个运输和控制变量。相似度矩阵计算使用Bray-Curtis指数,平方根变换,和聚类分析进行秩相似之处。然后我们进行多维标度(MDS)观察样品的祝圣礼,叠加深度变量。一旦组织成立以来,零假设(无差异的组合各种组)使用的分析对比相似(ANOSIM)(单向方差分析测试)。

确定组织我们分析物种相似性使用相似的贡献百分比(傻笑),每组评估物种的重要性,使他们之间的比较。然后,我们策划丰富生物量比较曲线为每个组识别,评估每个组合的改变在每个变量的主导功能,获取除了物种丰度的分布。的k优势abundance-biomass曲线是一个承接圣职的累积百分比贡献物种丰度和生物量方面的重要性,与对方。最后,获得的数据对生物多样性措施(多样化)为选定的组。平均丰度(),物种的数量(),物种丰富度()(马格列夫指数),Pielou均匀度(),Shannon-Wiener多样性(Hloge)计算每组的样本。非生物因素之间的相关性和多样性指数是通过检查的皮尔森相关系数。多样性指数差异检查每个组合的意思(方差分析)。多样性指数的措施丰富(系统中物种的数量);在某种程度上,均匀度(当地物种的丰度的差异)。所有测试都是使用的相应子程序执行底漆程序(48]。

3所示。结果

总共有452个物种中确定采样周期。鱼显示最大数量(167;36.9%),其次是甲壳类动物(99;软体动物(75年21.9%);16.6%),棘皮动物(42;9.3%),和其他组织如海鞘(22;4.9%),动物(22;4.9%)、多毛类(4;0.9%),和其他(21;4.6%)。 The species with the largest overall mean abundances considering all samples were the fishMicromesistius poutassou(Risso, 1826),Glossanodon leioglosus(瓦朗谢讷,1848),Engraulis encrasicolus(林奈,1758),Gadiculus argenteus(Guichenot, 1850),萨迪纳pilchardus(Walbaum, 1792),Aphia minuta(Risso, 1810),Trachurus Trachurus(林奈,1758),Spicara maena(林奈,1758)Capros模仿者(林奈,1758);的甲壳类动物Plesionika heterocarpus(哥,1871),Pasiphaea sivado(Risso, 1816),Aristeus antennatus(Risso, 1816),头足类动物Alloteuthis媒体(林奈,1758)。藻类的家庭珊瑚藻科,Rodophiceae还显示高丰度在某些特定的运输量(maerl底部)上面的架子上。Merluccius Merluccius(林奈,1758)的物种被发现在大多数样品,出现频率为90%,紧随其后的是t . trachurus,Boops Boops(林奈,1758),c .报纸上和Mullus barbatus(林奈,1758),频率为60%。头足类动物Illex coindetii(Verany, 1839),答:媒体、和Eledone cirrhosa(拉马克,1798),甲壳纲动物Liocarcinus净化剂(林奈,1758),棘皮动物Astropecten irregularis(Linck, 1733)也有一个发生的频率高于60%。

聚类分析清晰地分离了五个主要组。在相似水平大于10%或等级值为25岁,000年,五组明显标识(图2(一个))。MDS的结果显示与深度有关的团体与聚类分析(图定义的一致2 (b))。因此,组连续编号根据他们的意思是深度。ANOSIM测试结果差异组样品确认的差异建立了聚类分析和MDS在所有情况下(全球;)。此外,意味着之间的相似和相异的结果组(表2支持组织的分离的有效性。

在集群中(图确定的群体2上层架子(U.Sh相关)。,集团s 1 and 2), the middle shelf (M.Sh., Group 3), the upper slope (U.Sl., Group 4), and the middle slope (M.Sl., Group 5). The SIMPER analysis (Table3)表明,上货架组合(平均深度70米)在鱼的存在的特征美国pilchardus,大肠encrasicolus,Spicara flexuosa(Rafinesque, 1810),Spicara smaris(林奈,1758),b . boops,t . trachurus,答:minuta,m . merluccius,Trisopterus minutus(林奈,1758);头足类动物答:媒体,coindetii,和章鱼寻常的(居维叶,1797);的甲壳类动物Pagurus普利多(浸出,1815),l .净化剂和达尔达诺斯arrosorHerbst (1776);和棘皮动物Stichopus regalis(居维叶,1817),Echinaster sepositus(Retzius, 1783)答:irregularis。中间货架上(平均深度128米),我们观察到的硬骨鱼的主导地位m . merluccius,t . trachurus,c .报纸上,t . minutus,m . poutassou和m . barbatus板鳃类鱼Scyliorhynus天狼星(林奈,1758);头足类动物答:媒体,即coindetii和大肠cirrhosa;的甲壳类动物l .净化剂和巨足longipes(答:Milne-Edwards和布维耶,1899);和棘皮动物答:irregularis和美国regalis。在上斜坡(平均深度298米)优势种是鱼g . argenteus,m . poutassou Phycis blennoides(Brunnich, 1768),天狼星,和Helicolenus dactylopterus(Delaroche, 1809);的甲壳类动物p . heterocarpus,m . tuberculatus和Nephrops形(林奈,1758);头足类动物Sepietta oweniana(d 'Orbigny, 1840)大肠cirrhosa。在中间的斜率(平均深度589米),优势种是鱼Lampanictus crocodilus(Risso, 1810),Galeus melastomus(Rafinesque, 1810)p . blennoides和甲壳类动物,如Plesionika martia(答:Milne-Edwards, 1883),a . antennatus Polycheles typhlops(海勒,1862),n .形和Pasiphaea multidentata(Lesmark, 1866)。头足类动物为代表Todarodes sagittatus(拉马克,1798)。

这些物种建立做出了相当大的贡献之间的不同选择组合(表4)。上面的架子上,物种标记所选组合之间的区别美国flexuosa,b . boops,m . barbatus,Pagellus erythrinus(林奈,1758)美国smaris在组1同时更丰富美国pilchardus,大肠encrasicolus,答:媒体、和m . merluccius组2的主导。上面的架子上,中间货架组合之间的差异是基于的丰度c .报纸上,m . poutassou,t . trachurus,m . merluccius和t . minutus在中间的架子上,这是更大的。中间货架之间的差异和上游坡的丰度的基础上g . argenteus,p . heterocarpus,p . blennoides,p . sivado,美国天狼星。最后,中间的斜率显示更大的丰度l . crocodilus,a . antennatus和p . martia比上斜坡。

物种的数量组合之间略有不同。上层架子上平均每个样本之间的不同的物种数量47和37组考虑。中间架子上,平均数量非常类似于上面的架子上的最小值(37)。平均上斜坡上发现的物种数量是高于中间,分别为42岁和37岁的(表5;图6)。意味着多样性值适中,降低中间架子上,在上斜坡。之间的不同生物多样性指数每样本组,产生温和的值,中值的范围在每个指数(表5)。一般来说,多样性的变化与深度和丰富的减少并不显著(表6)。

抽样和样本获得的纬度显示无显著相关性与其他变量和多样性指数,除了年与温度的相关性,这是消极和重大(表6)。温度明显下降沿采样周期,这意味着样本的平均温度下降。其他非生物变量监控显示高度相关。深度与温度负相关,随深度增加,和盐度呈正相关,随深度增加。温度和盐度也负相关,与温度随盐度增加(图3)。他们之间多样性指数显示积极和显著的相关性;当考虑因素,多样性指数的平均值的差异都不显著(),这表明多样性指数沿采样周期保持稳定。

除了深度依赖,遵循一个模式识别的组合和对温度和盐度类似,这些变量显示深度。的非生物变量组合因此也呈现出一定的下降意味着温度随着深度和盐度的增加(图4),以及采样周期,同时多样性指数显示,沿着时间和纬度无显著变化。

abundance-biomass曲线绘制为每个组每个组合(图显示5)在微生物丰度的一般优势,更明显的组合占据的架子上。的斜率,顶部的两条曲线的叠加,轻微的主导地位的生物量的曲线在最深的地区。

4所示。讨论

这项研究的结果为春季鱼类和大型无脊椎动物组合的东部沿海的西班牙地中海。五组的分布明显受深度影响识别和定义的组合上部和中部大陆架和研究区域的上部和中部斜坡。这种组合的结构与基于深度的影响被观察到在其他场合,主要在鱼类taxocoenoses,东地中海(爱琴海北部[13];克里特岛(49]),中央地中海(亚得里亚海,[14];托斯卡纳,31日,35,50)和爱奥尼亚海(6)),狮子湾(15),巴利阿里群岛(17,37加泰罗尼亚海岸],[20.,51),和莱万特海岸22]。然而,通常认为,海洋生物的分布可能不仅反应深度,还要结合depth-related底类型等因素,粮食供应,光照强度,温度,压力52]。

随着时间的推移水底的组合往往是稳定的(15,31日,34,53),显示一个特定的空间分布与深度密切相关。在我们的例子中,结果是符合这个模式中,由于缺少意义随时间动态变化的多样性指数的平均值,并明确标识(图组和深度之间的关系发现7)。在西方地中海宏观尺度,底栖鱼以前确定的三个组合:Alboran海,一个Catalan-Levante地区,另一个海湾的狮子(15]。这动物区系的狮子和海湾之间的分化模式Catalan-Levante区域可以部分解释的影响,在中尺度上,一个永久的水文结构(15]。递减趋势观察样品的平均温度在研究期间可以归因于特定的变化和影响的水文特点,而不是其他的气候影响。温度和盐度对组合定义显示无显著影响,但在一些物种被认为是狭温或狭盐性的,如答:antennatus与地中海东部的物种,显示了一个直接的关系中间水;这些变量已被证明比深度更重要的生物量分布(54]。虽然这些非生物变量也被证明有助于物种的分离等m . barbatus和m . surmuletus深度与强度比(55]。

它也表明,水底的组合部分与沉积物类型和大型生物群落的组成(33),尽管缺乏沉积物数据在这个研究阻止我们证实了这一点。然而,每组样本之间的相似性属于范围从30%到41%,表明有一些变化的栖息地分布的深度范围内的每个组合负责相对异质性观察每组的样本。一般来说,这些相似性指数与平均深度相应增加,每组,这一发现可能与更均匀的存在条件深区和不均匀的货架区。事实上,有一个深度和沉积物类型之间的关系,所以在一般的沉积物的砾石和粗砂在架子上的浅区域و和沉积物的粒径减少随着海岸的距离增加,与最好的泥浆在更深层次的领域(56- - - - - -58]。砾石的优势和sand-muddy底部河口附近的一些地区大陆架上的研究领域和陆源泥在离岸地区(图7)可以解释的存在两个不同的组合上货架(组1和2)。

确定组合是由鱼。这个书架上的最大优势是,头足类动物等o .寻常的,答:媒体、和即coindetii和甲壳类动物,如l .净化剂和d . arrosor也被发现。斜坡上我们发现更多的甲壳纲动物物种,如p . heterocarpus,m . tuberculatus和n形和中间坡甲壳类动物的结构作出了较大贡献的物种数量和丰富的组合。一般来说,软骨鱼类的贡献组合很低,除了的美国天狼星存在于所有组合g . melastomus和Etmopterus spinax最深的地层(林奈,1758)。

因此,我们发现第一个组合上货架由两个子组(组1和2)分布在底部平均深度在70年和72之间,根据集团。虽然物种组成相似的两个组合,第一组有更高的游泳物种的丰度与先验低底物的依赖,而第二组显示穴居鱼的丰度很高Cepola macrophthalma(林奈,1766),显然居于水底的物种生活在muddy-sandy沿海底部。此外,第二组样本的丰度高l .净化剂,一个物种被认为是一项指标或陆源生物有机体59,60),加强了两个组合的空间分布的假设在架子上找到基于基质的类型,组1是主要分布在sand-muddy底部区域的特点是沉积物的沉积率高和组2集水区的河流,在典型陆源泥底位于近海(31日)(图7)。另一方面,多样性指数显示更高的价值比组2组1。拖网捕鱼诱发更换脆弱的生物(如固着动物,大型的棘皮动物,双壳类)的生物能够承受更高的持续影响拖网捕鱼(例如,海星,小螃蟹,游泳多毛类)(9]。物种的数量必须代表90%的累积贡献是43 1和28组2组。此外,物种的丰度在组1等美国天狼星,Arnoglossus thori(凯尔,1913)美国regalis,一些海鞘类(Phallusia mamillata(居维叶,1815),Ascidia mentula(穆勒,1766),Polycarpa pomaria(萨维尼,1816),Microcosmus寻常的(海勒,1877)和等固着动物Alcyonium palmatum(帕拉斯,1766年),稀缺或没有出现在组2,让我们考虑组1比第二组多结构化和少打扰,这似乎是更具有代表性的干扰陆源泥泞的底部,覆盖更广泛的区域(图7)。

观察depth-related过渡的组合从中间货架上斜坡。中间货架组合是位于平均深度128米,显示最低的意思是书架上的多样性和斜率。大规模,发现物种丰富度往往达到最大值80至110米深度(15]。规模较小,存在稳定的水底的组合在货架上发现的狮子,沿深度梯度组织在80 - 100米深度分离(61年]。在我们的例子中,这个模式的同时,观察上层和中产货架组合。崖边组合,位于平均深度170米,定义一个区域以碎屑沉积物有机生成的,经常殖民Leptometra phalangium(j·穆勒,1841)62年]和受到架子上打破上升流区域影响力的棘皮动物Spatangus紫色(o·f·穆勒,1776)也发现(7]。在我们的例子中,这些物种显示平均发生深度112米l . phalangium和145美国紫色。

更深层次的组合,两个depth-differentiated半深海组合分离在400 - 500米深度以前描述(6),确认上斜率之间的过渡和严格半深海动物群位于400 - 500米深度(51,63年,64年]。在我们的例子中,两个边坡组合确定过渡深度位于436米,平均深度298米,上部边坡组合和589中产斜率的组合。

一般来说,描述的定义组合结果非常类似于其他地中海地区如地中海中部[31日),狮子湾(34),或加泰罗尼亚海岸20.]。定义组合的数量略有不同,从三到六,从一个地区到另一个主要是由于不同的统计方法用于识别不同的组。在大多数类似的情况下,至少有一个巧合到识别四个组合:上层或沿海大陆架,中间架、上斜坡,斜坡。考虑物种组成一个好的协议从不同区域之间存在类似的组合,尽管沿着地中海发生物种分布的差异。物种如答:minuta,p . erythrinus,d . annularis,美国maena,或b . boops同Alicante-Catalan海地区紧密相关,而物种如Lepidorhombus boscii,Citharus linguatula,Lepidotrigla dieuzeidei,Chelidonichthys gurnardus (Eutrigla),Buglossidium luteum,阿根廷sphyraena,和Solea Solea主要特点是狮子湾(15]。

abundance-biomass曲线通常显示优势物种丰度的生物量。这个事实显示了主导地位的贡献小的物种的个体,往往被视为一种指标的特定组合的改变和/或社区(9,65年]。的主导地位相对较小的生物可能是一个适应带来的变化频繁的拖网捕鱼,包括消除大量个体生长缓慢的物种。例如,大量利用意大利水域的曲线之间的差异和利用阿尔巴尼亚的亚得里亚海越少(描述14]。这一趋势也观察到在abundance-biomass累积曲线,展示了主导地位的小生物,对社会作出的贡献甚微生物量影响最大地区与地区没有拖网捕鱼活动时在加泰罗尼亚海岸(9]。我们观察的主要蚀变组合上,中间部位比斜率。山坡上有一个温和的改变,而在中间斜率改变较小的曲线,但达到相同的水平上斜率当添加了更多的物种。

关于生物多样性,物种的数量每样品组之间的不同,但显示没有明显的趋势与深度,这意味着深度测量法对多组分结构几乎没有影响的物种多样性66年,67年]。然而,海湾的狮子15),物种丰富度梯度下降从海岸上斜坡。平均值是中等高,附近,或略低于平均值的每个索引的范围。一般有一个倾向于均值的物种数量和多样性指数减少从上到中间货架和上部和中部斜坡略有增加。总的来说,指数的平均值发现可以被认为是中等高,表明西地中海的物种丰富度可能高于其他地区。在爱奥尼亚海的斜率6)在科西嘉岛(67年]略低意味着多样性值被发现在组合比报道。然而,多样性指数对物种替换这可能反映了生态系统压力(比如由于捕捞强度高)。此外,一些物种,主要来自斜率,表现出很强的可变性在其分布面积(34]。在这个意义上的物种组成和结构描述的组合这项工作将有利于未来的研究来检测它的具体成分和/或比例的变化,以及与其他领域的结果。

总之,这些定义的存在,地居于水底的组合在将来的研究中应考虑渔业评估,因为它促进了基于生态系统的管理。地中海的multispecies性质拖网渔业和观察到的温和的多样性表明,西班牙地中海的健康状况相对较好,可能由于生态系统复原能力基于大量的物种间的相互作用。然而,所有研究的组合有改变的迹象,这表明一个持久钓鱼对其结构的影响。从的角度渔业管理,监控是很重要的,在时间和空间中,这些组合的稳定或变化影响渔业,因为他们可以为未来multispecies渔业的管理是有用的。

确认

作者要感谢克里斯蒂娜Bulto和米格尔维瓦斯动物区系的表和参与者合作,科研人员和船员的MEDITS GSA06一系列调查,得到欧盟。

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