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蟹类洞穴是蟹类在潮间带盐沼生存、繁衍的特征性结构,具有重要的生态功能,同时也是目前研究中用以估算蟹类密度的有效方式。本文选取崇明岛周边潮间带盐沼湿地的五种典型生境类型,包括互花米草(Spartina alterniflora)分布区、互花米草-芦苇(Spartina alterniflora-Phragmites australis)分布区、芦苇(Phragmites australis)分布区、束尾草-芦苇(Phacelurus latifolius-Phragmites australis)分布区和水杉(Metasequoia glyptostroboides)分布区分别布设固定样地,通过季度采样对研究区域内蟹类洞穴分布特征以及相关的植被、沉积物等特征参数进行调研与分析。在此基础上选取最为典型的两种生境(互花米草分布区和芦苇分布区)进行野外控制实验。实验通过设置四种不同的处理方式来分析蟹类洞穴对沉积物理化性质、呼吸特征和植被指标的影响。同时结合室内实验,通过蟹类密度、温度和水位的控制,深入探究蟹类洞穴的生态效应。主要研究结果和结论如下:一、蟹类洞穴的分布特征1.蟹类洞穴密度在不同生境类型之间存在极显著差异性(P<0.01),且这种差异性在各季节的表现基本一致。具体均表现为互花米草分布区和互花米草-芦苇分布区内蟹类洞穴密度最低,束尾草-芦苇分布区和水杉分布区蟹类洞穴密度最高,而芦苇分布区介于两者之间。不同生境类型之间的蟹类洞穴开口直径也存在极显著的差异,而且不同季节有所不同:在春季,互花米草分布区和互花米草-芦苇分布区内的蟹类洞穴开口直径显著高于其他三种生境类型(P<0.05);在夏季,互花米草-芦苇分布区、芦苇分布区和水杉分布区内洞穴开口直径要显著大于束尾草-芦苇分布区(P<0.05),但互花米草分布区内的蟹类洞穴开口直径和其他生境间差异不显著(P>0.05);在秋季,互花米草分布区内蟹类洞穴开口直径显著小于其他四种生境类型(P<0.05)。2.不同生境类型内蟹类洞穴密度和开口直径具有不同的季节性变化特征。蟹类洞穴密度在互花米草和芦苇这两种生境内受到季节变化的显著影响(P<0.05),而在其余三种生境的季节间不存在显著差异(P>0.05)。开口直径则在束尾草-芦苇和芦苇这两种生境内无显著的季节性变化(P>0.05),而在其余三种生境内季节性差异显著(P<0.05)。二、影响蟹类洞穴分布的主要因子不同研究范围内蟹类洞穴分布特征的影响因子存在明显不同。从整体上的影响来看,沉积物含水率、盐度、电导率、中值粒径、容重、总碳和总氮含量是影响蟹类洞穴密度的最主因素,其中沉积物含水率和盐度与蟹类洞穴密度的相关性最高,且均与蟹类洞穴密度之间存在极显著的负相关(P<0.01),相关系数分别为-0.619和-0.594。蟹类洞穴的开口直径则更多的受到植被指标而非沉积物理化性质的影响。其中植被的盖度和植株高度分别与洞穴开口直径存在极显著的负相关(P<0.01),而植株密度与洞穴开口直径之间存在显著的正相关(P<0.05)。但在单一生境范围内,影响蟹类洞穴分布特征的环境因子会根据生境类型的差异而发生显著的改变,随深度变化的环境因子是影响该范围内蟹类洞穴分布密度和开口直径的关键因子。三、蟹类洞穴的生态效应1.蟹类洞穴对沉积物理化性质的影响包括蟹类洞穴形成与维护过程中对沉积物性质产生的影响,以及蟹类洞穴自身的结构特征对沉积物的影响。研究发现蟹类洞穴不会对沉积物的电导率、氧化还原电位、p H和总有机碳含量产生显著影响(P>0.05),但是会显著影响沉积物含水率、容重、中值粒径、总碳、总氮含量(P<0.05),且影响的效果会因生境类型和季节的不同发生显著变化。蟹类洞穴对沉积物含水率、容重和中值粒径的影响在秋季的芦苇分布区和夏季的互花米草分布区较为显著(P<0.05)。相较于互花米草分布区而言,芦苇分布区的蟹类洞穴更容易对沉积物总碳、总氮含量产生显著影响(P<0.05)。2.在野外控制实验中由于生境内水文条件或沉积环境的复杂性,蟹类洞穴对沉积物CO2释放的促进作用仅在春季芦苇分布区表现较为显著(P<0.05)。但室内实验结果表明:蟹类洞穴的形成和维护过程以及蟹类洞穴的存在会显著促进沉积物CO2的释放,且随蟹类洞穴形成和维护的频率增加(蟹类密度)而显著增强。但蟹类洞穴自身的结构特征导致的促进作用比较微弱。温度控制实验发现:高温和低温状态蟹类洞穴的形成和维护过程均会对沉积物CO2释放产生显著促进作用(P<0.01),但这两者间的影响效果会存在差异。水位控制实验发现:不同水位条件下,蟹类洞穴均会对沉积物CO2释放产生显著的促进作用,但随水位上升,蟹类洞穴对沉积物CO2释放通量的影响逐渐下降。3.在互花米草分布区和芦苇分布区内,蟹类洞穴对植被各项指标均无显著影响(P>0.05)。植被表形参数、生物量和生理指标的显著变化主要出现在同一季节的不同生境类型之间以及同一生境的不同季节之间,且具有不同的变化规律。植被指标与环境因子之间的相关性结果表明:不同生境内,植被表形参数与特定的环境因子具有相关性,但净光合速率和蒸腾速率在各生境内与沉积物指标之间的相关性均较弱。总体而言,蟹类洞穴的分布特征具有显著的时空差异性。沉积物理化因子是影响蟹类洞穴分布密度的主要因子,而植被指标主要影响蟹类洞穴的开口直径。蟹类洞穴的存在可在一定程度上改变沉积物中的部分指标特征和沉积物呼吸特征,但对植被本身的影响不大。本文的结果可为深入研究盐沼湿地生态系统结构与功能,开展受损盐沼湿地的生态恢复提供科学依据。