当前世界环境

介绍

河口受河流、潮汐、海浪、沉积物和营养物流入等外力的影响，在物理和化学方面具有复杂的时空环境特征。¹因此，从物理特征或盐度分布的角度，存在几种河口的定义。²此外，河口是保护仅生活在微咸水中的物种生物多样性的重要栖息地。^3.另一方面，河口自古以来就受到人类活动的高度干扰。人为干扰与物理和生态系统响应之间的关系是复杂的，因为河口的环境变化反映了整个上游流域的影响。一些研究调查了河口的影响-响应关系。Longphuirt等。研究了上游流域土地利用与氮负荷的关系。⁴杨等。测量了三峡大坝建设对河口地貌的影响。⁵威廉姆斯等。研究了河口堰建设对河口沉积环境的影响。⁶近年来，有关气候变化引起的海平面上升对河口环境影响的研究已经开展。^7号到9号

建立在正确认识河口自然特征与动物之间关系的基础上的保护策略对保护河口环境至关重要。在澳大利亚，已经为每个河口制定了保护计划，保护行动也在进行中。澳大利亚的系统根据潮汐、波浪和河流能量的影响强度对河口进行分类。^10、11将河口划分为潮控型、潮控型河口型、潮滩型、波控型三角洲型、波控型河口型和滨滩型6种主要类型，并提出了每种河口类型的潜在生境类型。¹²动物群与河口类型关系的研究¹³以及各河口类型的参考条件¹⁴也进行了研究。

河口的物理特征与动物群之间的关系一直是过去研究的主题。一个主要的物理指标是波浪暴露。克里斯普研究了英吉利海峡的波浪暴露和藤壶之间的关系，¹⁵而埃布林则根据海恩湖(爱尔兰)的波浪作用调查了海藻的分布。¹⁶同时，人们也在研究直接测量波浪暴露程度的方法。¹⁷另一方面，Ronowicz指出潮汐是影响动物群的重要物理因素。¹⁸

河口的生物群因河口的物理特征而异。因此，阐明河口物理特征与潜在生物群之间的关系，对于制定河口保护策略或恢复计划具有重要意义。本文对日本九州岛河口区系进行了分类，并探讨了分类结果与自然特征之间的关系，为河口保护提供基础知识。

材料与方法

分析目标

本研究以生活在半咸淡水中的贝类(蜗牛和双壳类)为研究对象。利用咸淡鱼类区系评价河口环境的研究已有不少。^19、20然而，咸淡水鱼类并不一定适合作为评价河口环境的指示物种，因为它们并不一定局限于咸淡水环境。相比之下，贝类是相对固定的，因此是在咸淡水的河口环境中圈养的，受水质或底部沉积物的影响更大。此外，一些贝类物种是专业的，只能在特定的环境中生存。因此，贝类物种直接反映了栖息地的现状，是评价栖息地生态健康最相关的生物。²¹

生物学数据及分析方法

表1中贝类数据来源于国土交通部1993 - 2010年的全国河流环境普查和环境部2007年的全国自然环境调查。从保护的角度来看，黑色突出显示的物种是重要的。我们使用每个物种的存在-缺失数据进行分析。菊池河和翁加河(MOE和MlIT测点)由于空间接近而被视为同一空间点。采样点位置如图1所示。

表格1：贝类动物群列表 在日本九州的49处遗址 点击这里查看表格

图1:调查地点位置 点击此处查看图

我们进行了双向指标物种分析(TWINSPAN)²²根据各样点贝类区系的相似性对贝类区系进行分类。采用PC-ORD version 4 (MjM软件设计)计算TWINSPAN。伪物种截止水平定义为0(即存在-不存在)，划分的最大指示物种数设置为5。

物理指标

河口生物群的组成因潮汐、波浪作用和水流而异。在本研究中，我们采用波浪暴露和直接取水作为波浪作用的指标，采用潮汐变化作为海潮的指标。用Baardseth指数量化波浪暴露。²³为了计算指数，将一个半径为15厘米(代表7.5公里)的透明圆盘的中心放置在1:50 000图表上的调查现场。磁盘被分成40个扇区，每个扇区的角度为9°。包含半岛、岛屿或部分大陆海岸的区域被忽略。^24日,25我们通过积分从调查点到对岸的距离来计算直接提取，从中心点开始以±22.5°的宽度向每个方向扩展半径。²⁶根据波高饱和的概念，最大距离设定为200公里。²⁷潮汐变化采用2014年1 - 12月月最高潮位与最低潮位之差的平均值。潮汐数据来自日本海岸警卫队(http://www1.kaiho.mlit.go.jp/KANKYO/TIDE/tide_pred/)。调查点的潮汐采用最近的日本海上保安厅观测点的记录值。

结果

贝类分类结果

图2是对49个地点贝类动物群的TWINSPAN结果。在第一级，49个遗址被划分为位于九州南部的12条河流(包括Gokase河、Omaru河和Mannose河)，其余37个遗址被划分为存在的河流Clithonfaba，Psammotaea小，Littorina (Littorina) brevicula,菲律宾蛤仔。在第二级，37个地点被划分为有明海和八津海(包括Midori, Shira和菊池河)内的17个地点和位于九州北部的Onga和Yamakuni河等20个地点Pseudomphalalatericeamiyazakii。位于有明海和八津海内的遗址被进一步划分为有明海内部区域(矢部河、千吾河、六阁河、冲幡河和盐田河)和其他遗址。的存在Salinatortakii，Nassariussinarus,Stenothyra sp。在有明海的内部区域得到了证实。此外，洪右河在地理上位于有明海内;然而，它被分为其他组。相比之下，松根滩涂和中津港在地理上位于九州北部;然而，它们被划分为有明海和八津海群。图3显示了这些分类结果。

图2:双向指标物种分析 (TWINSPAN)贝类动物群的结果 点击此处查看图

图3:49个站点的分类结果 点击此处查看图

分类结果与物理指标的关系

表2列出了分类结果和物理指标值。南九州组波浪暴露和直接取水最大，潮汐变化最小(波浪暴露:9.83±5.78，直接取水:773.2±808.5，潮汐变化240.7±41.6)。这一组的大部分地点都面对着开阔的大海，暴露程度很高。在有明海和八津海，直接取水量最小(215.5±122.1)，潮汐变化最大(483.5±57.0)。这类地点大多位于内湾，受潮汐影响较大。此外，有明海群和八津海群的波浪暴露值与九州北部和南部群的波浪暴露值处于中等水平。北九州组波浪暴露值最小(6.26±6.88)，直接取浪值(298.2±407.0)，潮汐变化值(314.0±114.5)介于两者之间。九州北部地区这些物理指标的标准差较高。因此，这些群体似乎包括各种各样的环境。

表格2:值的各种各样的物理 指示器年代49沿海网站 点击这里查看表格

讨论

每组相似度指数

这里用Jaccard指数来讨论各组贝类动物群的相似性。²⁸表3为九州南群贝类动物群相似指数。面向天和那田海的大渡河和谷川河之间的指数值最高(0.47)。指数第二高的是Kiiretyo和Shigetomi海岸之间(0.45)，落在鹿儿岛湾内。位于Koshiki岛的浦内湾与其他地点的相似性较低(0.10±0.08)，而位于Hyuga-Nada海域的Omaru河内没有共同物种。此外，石桥湾贝类动物群多样性较差，与其他遗址相似度较低。

表格3.：相似性指数值的贝类 动物在的九州南部群 点击这里查看表格

表4为有明海群和八津海群贝类动物群相似指数。3个类群的平均相似度指数最高(0.25±0.12)，有明海内类群的平均相似度指数更高(0.34±0.13)。其中，同属于有明海内区的矢部河和赤吾河相邻河口的相似性指数最高。这是因为有明海的内部是封闭的海湾，因此形成了特有的贝类动物群。松根滩地、中津港、熊本小野河虽然相隔较远，但相似度较高。松根滩地和熊本小野河的物理指标表现为低直接取水和高潮汐变化的特征(表2)。此外，中津港受大潮汐变化的影响。由于这三个地点的物理指标相似，因此我们认为贝类动物群也因对物理特征的响应而相似。另一方面，与伊莎哈雅湾南、北海岸其他遗址的相似指数较低，为Ellobiumchinense，Cerithidea（Certhidea）largillierti,Cerithidea（Cerithidea）华丽的在这两个地点均未发现有明湾典型物种。这些物种很可能已经在这两个地点灭绝了，因为伊萨哈亚湾的排水关闭了。佐藤报告说，在伊沙哈雅湾排水关闭后，贝类动物群的组成发生了巨大变化。²⁹目前的研究结果支持了他们的发现。

表格4：相似性指数值的贝类 动物在的有明和矢弘海洋集团 点击这里查看表格

表5显示了九州北部群贝类动物群的相似指数。位点的平均相似度为0.21±0.10。别府湾(大分河、小野河、八坂河、古福前港、莫里湾)的指数较高。其中，大分河与小野河相邻河口的相似指数值在该组中最高，为0.48。另一方面，Yokaku湾、Yamakuni河和Imari湾的贝类动物群相似，尽管这三个地点相隔很远。这些地点可能表现出相似的物理特征。鸿游河虽然在地理上位于有明湾，但被划分为北九州组。在这些站点中，仅确认了5种，与其他站点的相似指数较低。研究认为，依沙哈雅湾截流对洪游河贝类动物群的影响与依沙哈雅湾南岸和北岸相同。此外，位于Kosiki岛的Namako池与其他遗址的相似性较低。 This is because this is the only site which is a brackish lake, and a differential environment is formed as compared with the other sites.

表格5：相似性指数值的贝类 动物在的九州北部群 点击这里查看表格

贝类的判别分析

通过判别分析，建立了34种植物的发生率预测模型，并在30多个测点进行了验证。基于马氏广义距离进行判别分析。采用统计分析软件R进行分析。

表6为判别分析结果。线性判别因子表示一个因子如何有助于预测客观物种的存在或不存在，如表6中物理指标栏所示。此外，我们还利用各种文献资料收集了各物种的生境信息。的歧视命中率Pseudomphalalatericeamiyazakii和Cerithidea（Certhidea）largillierti居住在内陆海湾或潮滩的动物很高。这表明，在一定程度上，利用潮汐变化、直接提取和波浪暴露来预测这些物种的存在或不存在是可能的。另一方面，存在Solenstrictus它们利用了相对广泛的海底沉积物环境，Littorina (Littorina) brevicula那坚持礁石，还是Clithonretropictus在低盐密度地区，使用该模型很难预测。认为该模式使用的物理指标(直接取水、波浪暴露和潮汐变化)是宏观尺度的;因此，栖息地尺度信息，如盐度、栖息地或底部沉积物，是预测贝类存在的必要条件。利用生境尺度的定量数据可以提高预测精度。

表格6：判别分析结果 点击这里查看表格

从物理环境的角度对河口类型学也有一定的需求。从物理和生态的角度对河口类型进行分类是制定河口保护策略或修复计划的必要条件。综合这些信息将有助于通过简单的实地调查来决定保护或恢复的主要物种。

结论

本研究的目的是对日本九州地区贝类区系进行分类，并探讨区系组成与物理特征之间的关系。从本研究的结果中获得的知识包括:

1.将九州岛河口贝类动物群划分为九州南部、有明海、八津海和九州北部3个类群。每组的物理特性如下所述。

• 九州南部:浪高，浪长，潮汐变化小。
• 有明海和八津海:低浪暴露，短时间，潮汐变化大。
• 九州北部:取水和潮汐变化的中间值。

2.中津港、松根滩涂、洪游河等地在地理上被划分为不同的组。这是因为这些地点的物理特征与分类群相似，或者贝类动物群受到人为影响而发生了显著变化。

3.判别分析结果表明，生活在内湾和潮滩的物种的识别命中率较高，而生活在各种底沙环境的物种的识别命中率较低。为了提高判别模型的准确性，需要收集更详细的物理信息，如生境类型、盐度浓度或底部沉积物的粒度。

鉴于贝类动物群与自然环境的密切关系，本研究对贝类动物群进行了分类。为了建立保护或恢复计划，需要对其他分类类群或物理特征进行分类。

鸣谢

这项工作得到了JSPS KAKENHI基金号15K18144的支持。作者感谢日本环境省自然保护厅提供的珍稀物种数据。

参考文献

1. 麦克卢斯基博士:《河口生态系统》，查普曼和霍尔, 2^nd版(1989年)。
2. 《河口:物理导论》。威利(1997)。
3. Kusuda, T.和Yamamoto, K.(2008)河流咸淡区。GihodoShuppan353(日本)。
4. Ní longphirt, S, O'Boyle, S, and Stengel, D. B.爱尔兰河口对改变土地管理实践的环境响应。整体环境科学，521 - 522中文信息:388-399(2015)。
5. 杨绍林，Milliman, j.d，徐坤华，邓斌，张晓燕，罗晓霞，三峡大坝对长江下游沉积地貌的影响。地球科学评论，138(1): 469-486(2014)。
6. Williams, J.， Dellapenna, T.，Lee, g.h.，和Louchouarn, P.永山河口的人为变化对沉积的影响。海洋地质，357(1): 256-271(2014)。
7. Schlenk, D，和Lavado, R.气候变化对河口高盐条件和外来生物毒性的影响。水生毒理学，105(3-4): 78-82(2011)。
8. James, n.c.， van Niekerk, L.， Whitfield, A. K.， Potts, W. M.， Götz, A.和Paterson, A. W.气候变化对南非河口和相关鱼类的影响。气候研究，57(3): 233-248(2013)。
9. 佩尔森，W.，戴维，E.，琼斯，A.，哈文，W.，毕晓普，K.，贝格，M.，卡彭，S.，费尔韦瑟，P.，克里塞，史密斯，T. F.，格雷，L.，汤姆林森，R.气候变化下河口的机会主义管理:一个新的适应性决策框架及其实际应用。环境管理杂志，163(1): 214 - 223(2015)。
10. Dalrymple, R. W.， Zaitlin, B. A.， Boyd, R.，河口相模式:概念模式及其地层意义。沉积岩石学杂志，62: 1130 - 1146(1992)。
11. 张建军，李建军，李建军，等。碎屑岩沉积环境的分类。沉积地质学，80: 139-150(1992)。
12. Heap, A.， Bryce, S.， Ryan, D.， Redke, L.， Smith, R.， Harris, P.和Heggie, D.澳大利亚河口和沿海水道:一个改进和综合资源管理的视角。澳大利亚地质调查组织，记录2001/07(2001)。
13. 哈里森，t.v.和惠特菲尔德，A.K.《南非河口类型学和鱼类群落结构》。鱼类环境生物学，75: 269-293(2006)。
14. 确定河口的“健康”:生态研究的优先事项。澳大利亚生态学杂志，24(4): 441-451(1999)。
15. 克里斯普，D. J.和南向，A. J.。英吉利海峡沿岸潮间带生物的分布。英国海洋生物评估杂志，37(1): 157-203(1958)。
16. Ebling, F. J.， sleigh, M. A.， Sloane, J. F.， and Kitching, J. A. The Ecology of Lough Ine: 7。浅海及亚浅海地区常见动植物的分布。生态学杂志，48(1): 29-53(1960)。
17. 测量潮间波力。实验海洋生物学与生态学杂志，81(2): 171-179(1984)(日文)。
18. 北极砾石滩的物种多样性:物种栖息地的案例研究。波兰极地研究，26(4): 287-297(2005)。
19. Inui, R.， Nishida, T.， Onikura, N.， Eguchi, K.，Kawagishi, M.， Nakatani, M.和Oikawa, S.影响日本九州岛西北部沙滩冲浪区未成熟鱼类群落的物理因素。河口、海岸和陆架科学，86(3): 467-476(2010)。
20. Koyama, A.， Inui, R.， Iyooka, H.，赤松，Y.，和Onikura, N.，温带河口潮滩八种濒危虾虎鱼的生境适宜性:日本九州岛熊马河河口的模型发展。Ichthyological研究，19(2015)。
21. 四个学术团体关于有明湾生物多样性保护的联合研讨会报告。日本底栖学杂志，66(2): 102-116(2011)(日语)。
22. 用个体和属性分类在有序的双向表中安排多变量数据的FORTRAN程序。生态与系统学系。康奈尔大学，纽约(1979)。
23. Baardseth, E. A方形扫描，两阶段采样法估算海藻数量。挪威滑雪研究所，融洽的关系，33: 1-41 (1970)
24. Ruuskanen, A, Bäck, S.和Reitalu, T.使用Fucusvesiculosus作为指示剂的两种制图暴露方法的比较。海洋生物学，134(1): 139-145(1999)。
25. 暴露测量的地质方法。船蛸属，16: 25-38(2009)(日语)。
26. Keddy, P. a .量化新斯科舍省Gillfillan湖的湖内波能梯度，加拿大植物学杂志，62(2): 301-309(1982)。
27. Burrows, M, Harvey, R.和Robb, L.《数字海岸线的波浪暴露指数和岩岸社区结构的预测》。海洋生态进展系列，353: 1 - 12(2008)。
28. 高寒地区植物区系的分布。新植物学家11: 37-50(1912)。
29. Sato, S.， Azuma, M.， Kondo, H.， Nishinokubi, K. .日本西九州艾萨哈亚湾填海筑堤形成的潮滩上双壳类和腹足类动物的空间分布。第四纪研究，40(1): 43-51(2001)。
30. Sassa, S, Watanabe, Y, and Yang, S.双壳类自埋活动的性能和机制，日本小颈。日本海岸工程会议论文集，65(1): 1116-1120(2009)。
31. Wada, K, Nishihira, M.， Furota, T.， Nojima, S.， Yamanishi, R.， Nishikawa, T.， Goshima, S.， Suzuki, T.， Kato, M.， Shimamura, K.和Fukuda, H.日本河口环境中发生的底栖无脊椎动物的现状。世界自然基金会日本科学报告，3.: 1-182(1996)(日文)。
32. Matsuo, K, Masuda, T.， Misonou, T.， Igarashi, M.， Morimoto, K.， Takikawa, K.有明湾潮滩指示物种的研究。日本土木工程学会学报，Ser。B2、海岸工程，67(2): I_481 - I_486(2011)(日语)。
33. Tomita, Y.和Tomiyama, K.日本鹿儿岛Kiire红树林潮滩上Nassariusfestiva (Powys, 1833)(腹足目:Nassariusfestiva科)的生活史。鹿儿岛的自然，40: 155-158(2014)(日语)。
34. 《潮滩动物野外指南》。Nanpou-shinsha，鹿儿岛(2008)(日语)。
35. Ito, K, Sasaki, K, Omori, M.和Okata, A.用标记-再捕获和笼养法测量双壳贝的生长速度。日本底栖学杂志，56: 9-17(2001)(日语)。
36. Wada, T.吉野河潮滩大型底栖动物区系与河口生物多样性保护探讨(2011-2012年调查)。公告德岛县博物馆，23: 87-111(2013)(日语)。
37. Yamashita, H.， Seino, S.， Uda, T.， Mori, H.， Kudo, H.， Nakashima, A.和Ehira, Y.纵向盐度梯度与Yasaka河下游淡水、河口和海洋软体动物栖息地分布的关系。水利工程学报，JSCE，46: 1187-1192(2002)(日文)。
38. Adachi, N，和Wada, K.两种潮间带腹足类动物的分布Batillariamultiformis和b . cumingi（Batillariidae)。维纳斯:日本线虫学杂志，57(2): 115-120(1998)(日语)。
39. 日本的海洋软体动物。东海大学出版社(2000)(日语)。
40. 为什么濒危蜗牛Ellobiumchinense聚集在最上层的潮滩?政府公报日本科学渔业学会，77(1): 119(2011)(日语)。
41. Iijima, A.，Kurozumi, T.，和Furota, T. A.东京都湾内人工潮滩上濒危潮滩蜗牛cerithideadjariensis (Martin)(软体动物，腹足类)种群的重建。日本底栖学杂志，57: 34-37(2002)(日语)。
42. Kohama, T.， Montani, S.， Kajiwara, Y.和Yamada, M.日本超富营养化海湾中无底双壳类Mytilusgalloprovincialis和Xenostrobussecuris的种群动态。的日本水产科学学会，67(4): 664-671(2001)(日语)。
43. 堀越，A，和冈本，k .。东京湾潮间带海岸的无柄生物群落结构。固着生物，24(1): 9-19(2007)(日语)。
44. Nishi, E.和Tanaka, K.玉川河河口底栖动物区系。神奈川自然历史报道，27;77-80(2006)(日语)。
45. Yajima, T.日本海潮间带群落的研究IV.大贺半岛岩岸带的一般特征金泽大学日本海研究所公报，12: 1-17(1980)(日文)。
46. 有明海的auriculastradicata:一个流动的种群。日本线虫学学会，11(4): 72-73(1980)(日文)。
47. Takada, Y.， Abe, O.，和Shibuno, T.在Boulder岸边的Patelloidaheroldi种群的长期变化(论文摘要，在2006年日本Malacological Society of Japan (Tokyo)年会上发表)，维纳斯:日本线虫学杂志，65(3): 228(2006)(日文)。
48. Eiko, M.， Ohtaki, H.，和Tomiyama, K. .四种小蠹蛾和小蠹蛾的分布和底物偏好，以及对小蠹蛾分布季节变化的观察(K. Martin, 1889)(腹足目:小蠹科)。维纳斯:日本Malacology杂志，61(1-2): 61-76(2002)(日语)。
49. 山本，Y.，和田，K. .潮滩上的潮蠓分布特征。NankiSeibutsu，41(1): 15-22(1999)(日文)。
50. 大谷，S.， Kozuki, Y.和Yamanaka, R.Cerithidae扣带在河口潮滩。日本土木工程学会学报，Ser。B3、海岸工程，67(2): 487-492(2011)(日语)。
51. Koga, T.， Matuura, S.和歌山滩涂多形蝶和环纹蝶的分布和大小组成NankiSeibutsu，45(2): 85-91(2003)(日语)。