绪论
一、背景与意义
底栖生物(benthos)包括生活在海洋基底表面或沉积物内部的各种生物,种类繁多、生活方式多样,具有极为重要的生态学意义。底栖生物群落组成复杂,包括生产者(底栖植物)、消费者(底栖动物)和分解者(底栖微生物),通过营养关系,能够使水层沉积的有机物得以充分利用,对于维持海洋生态系统的物质循环与能量流动顺畅至关重要。此外,河口湿地、海草场、红树林的底栖生物群落对抵御风暴、海浪对海岸的侵蚀冲击起到重要的作用;珊瑚礁作为物种*丰富的海洋底栖环境,是生物多样性的天然宝库,为许多生物提供了良好的庇护所。
底栖生物与人类的生产生活关系也十分密切。例如,许多底栖鱼类、虾蟹类、贝类、海参类、大型藻类营养丰富,生物量巨大,是重要的渔业捕捞和养殖对象,具有巨大的经济价值;从某些藻类和无脊椎动物中提取获得的天然活性物质,是许多药物的重要成分,有些底栖生物还是工业原料的重要来源;珍珠、贝壳可以被制成装饰品,珊瑚、海葵和许多鱼虾类是常见的水族观赏种类;珊瑚礁因为其美丽而丰富的各种共生海洋生物,吸引着大量的游客,是重要的旅游娱乐景点。但是,某些藤壶、贝类、藻类等海洋污损生物和钻孔生物附着于船舶、码头、取排水口等人工设施,会对海上航运、港口、发电站、海上钻探平台等工程造成破坏和危害,影响人们的生产生活。
底栖生物在揭示地球生命的起源与演化方面同样具有重要的科学研究意义。20世纪后,特别是近50年来,对深海的深入探索使得人类对深海底栖生物有了一个全新的认识。深海底栖生物的多样性超出了之前人们的预期,促使人类开展生物对深海极端环境(如黑暗、高压、低温、食物稀少等)适应机制的科学研究。另外,1977年“阿尔文号”深潜器首次发现了深海热液口和生活于此的底栖生物群落,这一发现堪称近代海洋探索史中*重要的发现之一。深海热液口和冷泉等特殊生态系统的发现改变了人们关于生物利用能量方式的认识,通过对深海热液口和冷泉底栖生物的适应机制的研究,可以为地球生命的起源和地外生命可能存在于何处的问题提供新的见解。
底栖生物对人类如此重要,我们对底栖生物应当坚持保护和可持续开发利用的原则。然而,日益加剧的人类活动伴随着全球气候变化,正在加速胁迫着海洋底栖生物的生存环境。虽然我国海域辽阔,海洋生物资源丰富,但是仍然面临着严峻的挑战。随着社会经济的快速发展,人类对渔业资源的过渡捕捞已造成许多高价值海洋底栖生物资源濒临枯竭,导致海洋生物食物链和群落结构的改变;底层拖网对海底表层环境造成了严重的扰动,破坏了底栖生物的生存环境;人类砍伐红树林、采挖珊瑚礁,导致海岸失去保护被不断侵蚀,沿岸工程、填海造田导致底栖生物环境被破坏,并可能阻断底栖生物的种群交流;大量生产生活污染排放进入海洋,导致近岸湾内海水富营养化,藻类暴发,进而导致大量海洋底栖生物缺氧死亡;气候变暖导致的水温升高,将导致珊瑚“白化”死亡,CO2浓度升高所导致的海水酸化也将对软体动物、珊瑚、棘皮动物等的钙质骨骼的生长造成不利影响。面临当前一系列的资源与环境危机,我国政府倡导可持续发展的战略,重视海洋生物多样性的保护,积极开展调查研究,加强保护与管理。
近年来,伴随着我国综合国力的提升,对海洋科学研究投入不断增加,新的技术手段、装备设施和分析方法的引入,使得对我国海洋底栖生物调查研究的范围逐渐由近海、浅水走向远洋、深海,调查研究的内容由粗放、局部走向细致、全面,收集了大量宝贵资料并取得了较高水平的研究成果。但是,作为一门基础性学科,海洋底栖生物学目前的研究现状还难以满足国家需求,相关的研究还落后于我国社会经济的发展速度,尤其是从事海洋底栖生物分类学研究的专业人才十分缺乏,如何对底栖生物进行准确的鉴定已经成为限制我国海洋底栖生态学研究的一个瓶颈。
为了改变这一现状,在国家的鼓励和资助下,我国海洋生物分类学工作者全面展开了海洋生物多样性的研究,取得了丰硕成果。近期陆续出版的《中国动物志》《中国海藻志》《中国海洋生物种类与分布(增订版)》《中国海洋生物名录》《中国海洋物种和图集》《胶州湾大型底栖生物鉴定图谱》等分类学著作,反映了我国海洋生物多样性的现状及分布特点,为海洋底栖生物生态学研究的开展提供了基础资料。然而,以上专著或是仅针对某些门类的分类学研究,或是仅针对某一特定海域进行的讨论,抑或是对全部海洋生物的种类和分布情况进行的介绍,目前国内尚缺少一本全面系统介绍我国近海底栖生物种类与分布的专著。基于以上背景,本书在总结国内历次大规模海洋底栖生物调查研究成果的基础上,选取我国近海常见底栖生物,参考国内外相关分类学文献,对其分类学地位和分布特点等信息进行汇总,便于开展相关工作的研究人员快速准确地对物种进行鉴定,从而使本书成为我国海洋底栖生物和生态学研究的实用工具书,进一步服务于我国海洋生物多样性保护和可持续开发。
二、中国近海底栖动物类群
目前已记录的海洋生物约有250 000种,占全球已知生物的14%。由于底栖生境十分多样(岩石、沙质、泥质、平原、陆坡、海山、海沟等),底栖生物的多样性要远高于浮游生物和游泳生物。已知的约250 000种海洋生物中,超过98%的物种生活在海底。随着新物种不断被发现,这一数字也在不断增加。专家认为仍存在大量的海洋生物未被发现,这在很大程度上是由于对深海的探索不充分。2008年出版的《中国海洋生物名录》共记录了我国海洋生物46门22 629种,其中海洋动物21门16 718种,而底栖动物在除了栉水母动物门Ctenophora、毛颚动物门Chaetognatha和轮虫动物门Rotifera外的所有动物门均有存在。
此外,底栖动物还可以根据其体型大小划分为三大类:微型底栖动物、小型底栖动物、大型底栖动物。微型底栖动物(microbenthos)是指能通过42μm孔径筛网的底栖动物,主要是原生动物等。小型底栖动物(meiobenthos)是指能通过0.5mm孔径筛网而被42μm孔径筛网阻截的底栖动物,包括线虫、底栖桡足类、介形类、涡虫、腹毛类和某些大型底栖动物的幼体。大型底栖动物(macrobenthos)是指不能通过0.5mm孔径筛网而被阻截的底栖动物,包括常见的海绵、环节动物、软体动物、甲壳动物、棘皮动物、鱼类等。本书包括18个动物门,共收集我国常见底栖动物4583种,涵盖了常见的底栖动物种类,基本可以满足底栖生态学相关研究进行物种鉴定的需求(表1)。
表1 常见的底栖动物类群
三、中国近海底栖动物名录分类系统
本书依据世界海洋物种名录(World Register of Marine Species,WoRMS)网站所提供的分类系统。WoRMS数据库由国际上*活跃的分类学家对每个生物类群的分类学信息进行维护,定期添加新的分类单元并对分类系统进行更新,是目前*具时效性和*权威的海洋生物多样性专业数据库。当WoRMS数据库关于某个门类的分类系统不明确时,本书参考*新发表的该类群权威分类系统学文献,以及《中国海洋生物名录》(刘瑞玉,2008)和《中国海洋物种和图集》(黄宗国和林茂,2012)两部专著所采用的分类系统。
需要指出的是,关于动物界Animalia的高级分类系统,Ruggiero等(2015)已将《中国海洋生物名录》中的黏体动物门Myxozoa并入刺胞动物门Cnidaria,作为一个亚门——黏体动物亚门Myxozoa;WoRMS所采用的分类系统又将黏体动物亚门降为刺胞动物门下的一个纲,即黏体纲Myxozoa。另外,WoRMS将尾索动物门Urochordata并入脊索动物门Chordata,与头索动物亚门Cephalochordata和脊椎动物亚门Vertebrata并列,同时Urochordata作为Tunicata的次异名被取消。
WoRMS数据库(2019)将Ruggiero等(2015)和《中国海洋物种和图集》中的动吻动物门Kinorhyncha和曳鳃动物门Priapulida降为纲,即动吻纲Kinorhyncha和曳鳃纲Priapulida,与铠甲纲Loricifera一同组成头吻动物门Cephalorhyncha。此外,基于*新的分子系统学研究结果,螠虫动物门Echiura目前已作为环节动物门Annelida多毛纲Polychaeta下的一个亚纲,这一研究结果已得到国际分类学专业人员的普遍认可,因此本书中也采用了这一分类学安排;*新的基因组学研究显示腕足动物门Brachiopoda与软体动物门Mollusca的系统发育关系十分接近,其分类学地位仍有待进一步确定,但是考虑到目前尚无定论,腕足动物门这一分类阶元仍在本书中被保留(表2)。
表2 动物界的高级分类系统对比
四、中国近海底栖动物名录修订原则
一、学名命名
本书中出现的动物学名均以WoRMS数据库公布的名称为依据。当该物种名在WoRMS数据库中存在疑问时,参考我国已经出版的相关动物志及《中国海洋生物名录》、《中国海洋物种和图集》,以及国际相关权威文献。当存在较大争议时,本丛书编写人员组织相关专家讨论确定名称。
例如,Allorchestes angustus J. L. Barnard, 1954出现在《中国动物志 无脊椎动物 第四十三卷 甲壳动物亚门 端足目 钩虾亚目(二)》(任先秋,2012)、《中国海洋生物名录》和《中国海洋物种和图集》中,分类地位如下:
(Kingdom) Animalia Linnaeus, 1758
(Phylum) Arthropoda von Siebold, 1848
(Subphylum) Crustacea Brünnich, 1772
(Class) Malacostraca Latreille, 1802
(Subclass) Eumalacostraca Grobben, 1892
(Order) Amphipoda Latreille, 1816
(Suborder) Gammaridea Latreille, 1802
(Family) Hyalidae Buly?eva, 1957
(Genus) Allorchestes Dana, 1849
(Species) Allorchestes angustus J. L. Barnard, 1954
根据WoRMS数据库提供的*新数据,Allorchestes angustus J. L. Barnard, 1954并不被接受,目前接受的种名为Allorchestes bellabella J. L. Barnard, 1974,且其所在的科和亚目均发生了转移。目前其分类学地位如下:
(Kingdom) Animalia Linnaeus, 1758
(Phylum) Arthropoda von Siebold, 1848
(Subphylum) Crustacea Brünnich, 1772
(Class) Malacostraca Latreille, 1802
(Subclass) Eumalacostraca Grobben, 1892
(Order) Amphipoda Latreille, 1816
(Suborder) Senticaudata Lowry & Myers, 2013
(Family) Dogielinotidae Gurjanova, 1953
(Genus) Allorchestes Dana, 1849
(Species) Allorchestes angustus J. L. Barnard, 1954
accepted as Allorchestes
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