摘要

本研究的目的是試圖證明“當物種多樣性減少時，環境中存活的單元成員將增加”的假設，我們將其命名為馬爾馬拉海尺度下的“悲觀條件規則”。

為驗證“悲觀條件規則”假說，我們對2006-2012年7年間604個底棲站和海洋站的觀測數據進行了分析和比較，結果顯示了經典生物描述因子(如物種數量、個體數量、豐富度指數、優勢度指數、Shannon/Menhinick多樣性)與環境變量(如溶解氧、溫度、鹽度、pH)和深度之間的關係。統計分析采用多元協方差分析和多元線性回歸。

底棲生物群落指數與水質變量之間的相關關係表明，底棲生物群落的多樣性普遍受到影響。除此之外，馬爾馬拉海底棲生物棲息地的變化顯然不能用單一因素來解釋，例如不受控製的過度捕撈和相鄰相連海域的循環變化，或由生物相互作用而不是水質所驅動。

根據底棲生物捕獲物的樣本組成和相關頻率值，觀察到個體數量相對增加。從目前工作的長期數據來看，基本汙染參數與群落指數值之間的相關性也可以明顯看出這一點。

由於源自馬爾馬拉海低層的地中海的獨特結構而產生的恒定環境的測量值和相關的生物參數在整個采樣周期內顯示出相幹色散。然而，與此相反的是，物種數量的值恰恰相反。在本研究中，馬爾馬拉海關於底棲生物捕獲物的長期數據的悲觀條件規則特別明顯。

此外，本工作報告是關於馬爾馬拉海底棲漁獲物的物種組成，以評估這些群落的狀況以及這些群落與汙染現象的關係。

關鍵字

多樣性;動物群;新記錄;主導地位;物種豐富度;劣性規則;長期監測

簡介

在過去的半個世紀裏，人類活動對海洋生物的影響不斷升級，威脅著生態係統的平衡。監測底棲動物最能有效地反映海洋的根本生態變化，因為大部分生態影響和汙染負荷最終都將流入海床。

在馬爾馬拉海這樣的內海中，特別是沿海城市地區，其生態變化不利，主要與富營養化、缺氧、汙染物和過度捕撈有關。馬爾馬拉海獨特的水團受到人類活動的強烈影響。

馬爾馬拉海

土耳其海峽和馬爾馬拉海的整個係統從黑海延伸到愛琴海，經過博斯普魯斯海峽(31公裏)、馬爾馬拉海(210公裏)和達達尼爾海峽(60公裏)。該係統全長約300公裏，最大深度為1273米。馬爾馬拉海的最大深度是有爭議的。在地震研究中，IFREMER[1]獲得了最準確的數據，最大震源為1273米。

由於降水和徑流的結合超過了蒸發，黑海相對較低的鹽度和密度較小的水團與地中海起源的鹹水和相應的密度較大的水團[2]完全不同。由於黑海和地中海海水的鹽度密度差異很大，沿土耳其海峽和馬爾馬拉海有一個向相反方向流動的兩層海流係統[3]。此外，這些水道沿岸有嚴重的垂直混合點，特別是在窄和淺的海峽，這往往會降低深層表層的密度(約。200 m)。因此，馬爾馬拉海較深的表層密度比相等深度[4]的愛琴海水的密度低。

作為地中海之間的連接通過達達尼爾海峽和黑海通過博斯普魯斯，馬爾馬拉海是一個雙層水體，具有獨特的環境和屬性，決定了其生物和生態特征。馬爾馬拉海位於這兩個不同的生態係統之間，是地中海和黑海起源形式的庇護、覓食和築巢區，構成了一個生物走廊[3]。

兩個海峽和馬爾馬拉海共同為過境物種從黑海向愛琴海和愛琴海遷移提供了重要的“適應帶”反之亦然[5]。此外，正因為如此，由於物種多樣性減少，競爭減少，Lessepsian入侵方式的增加開始對馬爾馬拉海產生強烈影響。

馬爾馬拉海以前的底棲生物研究

第一個馬爾馬拉海底棲生物研究是由Ostroumoff等人[7,8]進行的。Marion (1898)， Demir (1954)， Tortonese (1959)， Caspers (1968)， Ünsal (1988)， balkakis (1992)， eryilmaz (1997)， Uysal等人(2002)，Artüz等人(2007,2008,2009,2011a, 2011b, 2012, 2013)的底棲生物研究[3,4,9-21]。除了對底棲動物的研究外，也有一些具體的著作部分討論了馬爾馬拉海和土耳其海峽係統的底棲動物區係[22-31]。生物多樣性的研究非常有限，不足以研究這一獨特的水團，它被認為是一個通道或生物走廊。

多年來，馬爾馬拉海一直受到來自家庭和工業廢水來源的汙染的壓力。因此，馬爾馬拉海的水質嚴重退化，生物多樣性受到損害。目前的研究提出了基於汙染的理論“當物種多樣性減少，環境中的存活單元成員將增加”的馬爾馬拉海，這是由Artüz等人，2007年提出的關於2006年至2012年的長期數據。

材料和方法

基本原理

本研究特別選擇馬爾馬拉海作為一個合適的模型來檢驗“悲觀條件規則”，因為它提供了以下條件:I)有長期和定期的底棲生物和化學-物理海洋學數據;ii)特別是具有地中海水團性質的次溫躍層水團;Iii)規模較小，汙染參數易於控製;iv)作為一個合適的模型來檢驗物種在生物多樣性方麵接近地中海的假設。

研究區域和采樣站的位置

2006年8月至2012年8月，在馬爾馬拉海的同一地點每年定期采集一係列樣本。該研究於2006年8月15日至2012年7月30日期間在馬爾馬拉海的61個監測站(圖1)進行(表1)。定位由map330gps確定，這是伊斯坦布爾馬爾馬拉環境監測項目MAREM(馬爾馬拉海海洋條件變化)的一部分。

圖1:馬爾馬拉環境監測(MAREM)項目調查區域圖，顯示每年10個固定波束拖網采樣站(▼)。

站Nº	開始協調	結束坐標	深度(米)	日期
ALGARNA-1	40°38.167' n: 027°12.100' e	40°38.667' n: 027°12.450' e	23	15/08/2006
ALGARNA-2	40°36.067' n: 027°10.750' e	40°36.000' n: 027°10.183' e	70	15/08/2006
ALGARNA-3	40°33.850' n: 027°00.867' e	40°33.233' n: 027°00.983' e	15	15/08/2006
ALGARNA-4	40°27.500' n: 027°13.050' e	40°27.667' n: 027°12.333' e	32	19/08/2006
ALGARNA-5	40°27.217' n: 027°06.750' e	40°27.233' n: 027°06.167' e	35	19/08/2006
ALGARNA-1	40°52.583' n: 028°59.650' e	40°52.750' n: 028°59.833' e	40	03/08/2007
ALGARNA-2	40°28.150' n: 028°45.850' e	40°27.733' n: 028°45.133' e	60	03/08/2007
ALGARNA-3	40°56.650' n: 028°33.517' e	40°56.617' n: 028°33.100' e	56	04/08/2007
ALGARNA-4	40°32.800' n: 027°41.283' e	40°32.217' n: 027°40.717' e	50	05/08/2007
ALGARNA-5	40°56.150' n: 027°37.583' e	40°56.133' n: 027°38.567' e	75	06/08/2007
ALGARNA-6	40°38.167' n: 027°12.250' e	40°37.733' n: 027°11.550' e	45	07/08/2007
ALGARNA-7	40°32.917' n: 027°12.500' e	40°32.733' n: 027°13.000' e	74	07/08/2007
ALGARNA-8	40°33.317' n: 027°00.367' e	40°33.700' n: 027°00.800' e	33	09/08/2007
ALGARNA-9	40°27.017' n: 027°13.200' e	40°27.067' n: 027°13.900' e	27	09/08/2007
ALGARNA-10	40°27.150' n: 027°06.067' e	40°27.017' n: 027°05.383' e	40	09/08/2007
ALGARNA-2	40°28.700' n: 028°45.683' e	40°28.267' n: 028°45.950' e	53	07/08/2008
ALGARNA-3	40°56.517' n: 028°32.333' e	40°56.200' n: 028°31.383' e	56	08/08/2008
ALGARNA-4	40°32.417' n: 027°41.317' e	40°32.583' n: 027°40.300' e	60	09/08/2008
ALGARNA-5	40°45.900' n: 027°25.150' e	40°45.133' n: 027°25.550' e	650	11/08/2008
ALGARNA-6	40°44.300' n: 027°26.150' e	40°44.067' n: 027°26.833' e	500	11/08/2008
ALGARNA-8	40°33.383' n: 027°00.867' e	40°33.767' n: 027°01.467' e	26	12/08/2008
ALGARNA-9	40°27.000' n: 027°12.600' e	40°26.867' n: 027°11.867' e	40	11/08/2008
ALGARNA-10	40°27.133' n: 027°05.967' e	40°27.450' n: 027°04.800' e	39	11/08/2008
ALGARNA-1	40°52.217' n: 029°00.100' e	40°51.633' n: 029°00.950' e	96	01/08/2009
ALGARNA-2	40°28.550' n: 028°46.033' e	40°28.083' n: 028°46.717' e	59	04/08/2009
ALGARNA-3	40°57.150' n: 028°32.567' e	40°57.267' n: 028°31.717' e	56	05/08/2009
ALGARNA-4	40°44.700' n: 027°50.800' e	40°44.667' n: 027°59.500' e	950	06/08/2009
ALGARNA-5	40°32.400' n: 027°40.767' e	40°31.917' n: 027°40.167' e	60	07/08/2009
ALGARNA-6	40°48.233' n: 027°27.550' e	40°46.767' n: 027°26.983' e	1100	11/08/2009
ALGARNA-7	40°38.400' n: 027°12.617' e	40°37.783' n: 027°11.350' e	28	12/08/2009
ALGARNA-8	40°27.250' n: 027°13.417' e	40°26.650' n: 027°11.800' e	45	12/08/2009
ALGARNA-9	40°27.833' n: 026°55.000' e	40°27.617' n: 026°53.417' e	43	12/08/2009
ALGARNA-10	40°33.333' n: 027°00.500' e	40°33.717' n: 027°01.133' e	27	13/08/2009
ALGARNA-1	40°52.267' n: 029°00.867' e	40°52.033' n: 029°01.500' e	81	08/08/2010
ALGARNA-2	40°27.517' n: 028°45.900' e	40°26.850' n: 028°45.967' e	63	11/08/2010
ALGARNA-3	40°56.483' n: 028°32.817' e	40°56.133' n: 028°31.900' e	64	12/08/2010
ALGARNA-4	40°43.800' n: 028°00.967' e	40°43.667' n: 028°01.783' e	900	13/08/2010
ALGARNA-5	40°31.983' n: 027°39.667' e	40°31.267' n: 027°39.000' e	58	13/08/2010
ALGARNA-6	40°47.483' n: 027°26.450' e	40°47.600' n: 027°27.117' e	1100	15/08/2010
ALGARNA-9	40°27.767' n: 026°54.900' e	40°27.800' n: 026°54.150' e	42	15/08/2010
ALGARNA-7	40°37.300' n: 027°12.617' e	40°37.950' n: 027°11.900' e	30.	15/08/2010
ALGARNA-8	40°27.217' n: 027°13.533' e	40°27.083' n: 027°11.867' e	45	15/08/2010
ALGARNA-10	40°33.333' n: 027°00.767' e	40°33.817' n: 027°01.450' e	22	16/08/2010
ALGARNA-1	40°52.483' n: 029°00.267' e	40°53.033' n: 029°01.183' e	74	31/07/2011
ALGARNA-2	40°27.050' n: 028°45.633' e	40°26.783' n: 028°46.433' e	65	02/08/2011
ALGARNA-3	40°58.417' n: 028°07.483' e	40°58.467' n: 028°06.517' e	40	04/08/2011
ALGARNA-4	40°45.050' n: 027°58.300' e	40°44.550' n: 027°58.317' e	900	05/08/2011
ALGARNA-5	40°33.467' n: 027°43.450' e	40°33.183' n: 027°42.533' e	65	06/08/2011
ALGARNA-6	40°48.850' n: 027°29.167' e	40°48.317' n: 027°28.483' e	1000	07/08/2011
ALGARNA-7	40°27.950' n: 027°08.367' e	40°27.850' n: 027°07.533' e	32	08/08/2011
ALGARNA-8	40°26.467' n: 026°50.067' e	40°26.767' n: 026°50.800' e	31	09/08/2011
ALGARNA-9	40°33.950' n: 027°01.100' e	40°33.500' n: 027°00.917' e	23	09/08/2011
ALGARNA-1	40°52.500' n: 029°00.333' e	40°52.067' n: 029°01.117' e	64	24/07/2012
ALGARNA-2	40°27.217' n: 028°45.667' e	40°26.667' n: 028°45.500' e	65	26/07/2012
ALGARNA-3	40°57.450' n: 028°31.617' e	40°57.617' n: 028°30.400' e	53	22/07/2012
ALGARNA-4	40°44.567' n: 028°01.200' e	40°44.500' n: 028°02.017' e	1000	27/07/2012
ALGARNA-5	40°32.733' n: 027°43.117' e	40°32.383' n: 027°42.067' e	64	28/07/2012
ALGARNA-6	40°49.400' n: 027°29.133' e	40°50.583' n: 027°29.333' e	1000	21/07/2012
ALGARNA-7	40°27.800' n: 027°07.183' e	40°27.017' n: 027°05.917' e	49	29/07/2012
ALGARNA-8	40°27.167' n: 026°51.100' e	40°26.950' n: 026°50.350' e	30.	29/07/2012
ALGARNA-9	40°33.533' n: 027°00.650' e	40°33.850' n: 027°01.283' e	18	30/07/2012

表1:位置表，包含每個工位的運輸開始和結束坐標、深度和工作日期。

大型動物取樣和樣品處理

雙梁拖網漁船“Oktay 4”(總長度28米;總噸位142噸;主機，735千瓦)用於研究。該船被安裝為雙3.75米的橫梁拖網，在鱈魚末端有18和3.6毫米的拉伸網尺寸。在每個站點進行一次運輸，持續時間為15分鍾，船速為每小時2英裏。

所有捕獲的材料都保留下來進行物種鑒定，然後稱每個物種的重量(濕重)到最接近的0.01 g，並確定每個物種的個體數量。此外，在捕獲的各種類型和大小的硬基質上附著的無脊椎動物也被收集並添加到捕獲成分中。

隨後，收集到的物種被固定在10%緩衝福爾馬林-海水中，然後被帶到實驗室進行更仔細的檢查。大約一周後，樣品用福爾馬林衝洗，然後轉移到70%異丙醇中。

最豐富的物種主要是Spatangus紫色在一些車站被大量運走，每次運走超過4噸。在本例中，使用25個重複的隨機抽樣方法計算個體數量，並將個體數量作為平均值提交。同樣是在ALGARNA-2空間站，在2008年8月，物質聚集Phyllochaetopterus socialis，總濕重為58公斤，不計算在個人基礎上，也不計算在內。

多樣性的測量

本研究估計了幾個捕獲參數:根據Shannon-Weiner指數[32-36]的方程估算了物種豐富度指數，根據Pielou等的[37]估算了均勻度指數;Simpson等。[38]。在文本和表格中，索引的計算結果按向上四舍五入到小數點後兩位給出。因為，小於0,01的值被賦值為(:－2）.

統計分析

采用MANCOVA(多元協方差分析)檢驗馬爾馬拉海東部和西部地區的多個因變量的均值質心是否存在顯著差異。這種區分的原因是基於汙染的外部因素對東部地區(Algarna 1;2;3)重汙染負荷下和西部地區(阿爾加爾納4個;5;6;7;8;9;10)在相同的水質量下，在相對較少的汙染負荷下。

因變量為“物種數(S)”、“個體數(Nº)”和“溶解氧(DO)”，因子變量為“區域”。MANCOVA是一種統計方法，在處理由一個或多個自變量解釋的多個結果變量的分析時，允許使用連續控製變量作為協變量。“年份”被用作協變量，以控製因變量在收集年份的值。

還進行了事後比較，使用Bonferroni平差[39]進行多次比較，分別檢驗每個因變量在東部和西部地區之間的平均差異。使用社會科學統計包(SPSS) version 20,0進行統計分析(IBM SPSS Statistics for Windows, version 20,0;IBM公司，阿蒙克，紐約，美國)。

水質數據

所有海洋學參數均由CTD YSI 6600 V2多參數數據探空儀和MIDAS ECM與水柱進行原位測量，水柱從地麵(0.5 m)到站點最深處持續1秒(約10厘米間隔)。在計算中使用了距離底部1米高度的水團的平均值。

底類型數據

對於Wenworth等人[40]的底部類型的分析，從沉積物上部2cm層的重力取芯器樣品上進行了兩次重複。在幹燥前去除小石子和貝殼部分，第一次複製的殘渣在機械篩上通過6個篩(網目尺寸為2 mm-0,004 mm)篩60分鍾，並稱每個篩中存在的沉澱物。第二個副本在400°C下燃燒有機成分。

基本底部類型(砂:2mm至0.59 mm;淤泥:0.6毫米至0,004毫米;粘土:< 0004 mm;泥質:沙子+淤泥+粘土的混合物;碎石:≥燃燒時損失重量的50%)見表2。

			Stationrichness			索引值
站	深度(米)	底	年代	Nº		DMg		靜息狀態		H”		J '
2006
ALGARNA-1	23	淤泥和粘土	10	166		76		0, 78		91		0, 83
ALGARNA-2	70	粘土	14	307		2、27		0, 80		93		0, 73
ALGARNA-3	15	碎屑	10	73		2、10		1、17		2, 01		0, 87
ALGARNA-4	32	碎屑	15	360		2、38		0, 79		93		0, 71
ALGARNA-5	35	淤泥	17	159		3、16		1、35		2, 63		0, 93
2007
ALGARNA-1	40	淤泥和粘土	9		533		1、27		0, 39		0, 69		0, 31
ALGARNA-2	60	粘土	25		1867		3、19		0, 58		2, 18		0, 68
ALGARNA-3	56	碎屑	15		1266		96		0, 42		1、28		0, 47
ALGARNA-4	50	碎屑	25		369		4, 06年		1, 30		2, 93		0, 91
ALGARNA-5	75	淤泥	18		875		2, 51		0, 61		85		0, 64
ALGARNA-6	45	泥濘的	19		464		2, 93		0, 88		2, 54		0, 86
ALGARNA-7	74	砂質粘土	27		498		4、19		1、21		2, 58		0, 78
ALGARNA-8	33	砂質粘土	23		467		3, 58		1, 06年		2, 59歲		0, 83
ALGARNA-9	27	淤泥和粘土	28		491		4, 36		1、26		2, 80		0, 84
ALGARNA-10	40	粘土砂	27		810		3, 88		0, 95		2, 46歲		0, 75
2008
ALGARNA-2 *	53	粘土	43	1872		5日,57歲		0, 99		99		0, 53
ALGARNA-3	56	碎屑	22	1421		2, 89		0, 58		1、35		0, 44
ALGARNA-4	60	碎屑	41	968		82		1、32		2, 59歲		0, 70
ALGARNA-5	650	淤泥	1	16		<依照		0, 25		<依照		<依照
ALGARNA-6	500	泥濘的	4	3939		0, 36		0, 06年		0, 13		0, 09年
ALGARNA-8	26	砂質粘土	32	648		4, 79		1、26		3, 06年		0, 88
ALGARNA-9	40	淤泥和粘土	19	213		3, 36		1, 30		2, 63		0, 89
ALGARNA-10	39	粘土砂	28	2264		3,50		0, 59歲		1, 10		0, 33
2009
ALGARNA-1	96	淤泥和粘土	13	6808		1, 36		0, 16		0, 13		0, 05年
ALGARNA-2	59	粘土	22	658		3、24		0, 86		85		0, 60
ALGARNA-3	56	碎屑	19	132456		1, 53歲		0, 05年		0, 02年		0 01
ALGARNA-4	950	泥濘的	6	134		1, 02年		0, 52		1,25		0, 70
ALGARNA-5	60	淤泥	36	556		5, 54		1, 53歲		2, 65		0, 74
ALGARNA-6	1100	泥濘的	10	130		85		0, 88		93		0, 84
ALGARNA-7	28	砂質粘土	24	987		3, 34		0, 76		98		0, 62
ALGARNA-8	45	砂質粘土	28	482		4,37		1、28		2、38		0, 71
ALGARNA-9	43	淤泥和粘土	61	1049		63		88		3, 34		0, 81
ALGARNA-10	27	粘土砂	42	551		6日,50		79		3, 03		0, 81
2010
ALGARNA-1	81	淤泥和粘土	10	21628		0, 90		0, 07年		0, 07年		0, 03
ALGARNA-2	63	粘土	23	115429		89		0, 07年		0, 02年		0 01
ALGARNA-3	64	碎屑	30.	151457		2, 43		0,08年		0, 05年		0 01
ALGARNA-4	900	泥濘的	10	212		68		0, 69		1, 41		0, 61
ALGARNA-5	58	淤泥	26	389		4、19		1、32		2, 52歲		0, 77
ALGARNA-6	1100	泥濘的	4	65		0, 72		0, 50		0, 78		0, 57
ALGARNA-7	30.	砂質粘土	16	272		2, 68		0, 97		2, 07年		0, 75
ALGARNA-8	45	砂質粘土	24	534		3, 66		1, 04		2、14		0, 67
ALGARNA-9	42	淤泥和粘土	89	1300		12日,27日		2, 47		3, 98		0, 89
ALGARNA-10	22	粘土砂	68	803		10日02		2、40		3、31日		0, 79
2011
ALGARNA-1	74	淤泥和粘土	20.	30168		84		0, 12		0, 04		0 01
ALGARNA-2	65	粘土	20.	148		3, 80		64		2, 35		0, 78
ALGARNA-3	65	碎屑	8	558		1、11		0, 34		0, 67		0, 32
ALGARNA-4	900	泥濘的	8	155		1, 39		0, 64		66		0, 80
ALGARNA-5	65	淤泥	39	1254		5、33		1, 10		2、23		0, 61
ALGARNA-6	1000	泥濘的	13	997		74		0, 41		0, 49		0, 19
ALGARNA-7	29	砂質粘土	61	594		9日,39歲		2, 50		3、24		0, 79
ALGARNA-8	31	砂質粘土	48	348		8日03		2, 57		2, 74		0, 71
ALGARNA-9	23	淤泥和粘土	14	86		2, 92		1, 51		2、32		0, 88
ALGARNA-10	40	粘土砂	23	1472		3, 02年		0, 60		1、20		0, 38
2012
ALGARNA-1	64	淤泥和粘土	10	858108		0, 66		0 01		< e－2		< e－2
ALGARNA-2	65	粘土	32	518		4, 96		1, 41		2, 61		0, 75
ALGARNA-3	53	碎屑	15	698		2、14		0, 57		89		0, 70
ALGARNA-4	1000	泥濘的	22	644		3、25		0, 87		63		0, 53
ALGARNA-5	64	淤泥	38	746		5, 59歲		1, 39		2, 99		0, 82
ALGARNA-6	1000	泥濘的	15	167		2, 74		1、16		2、25		0, 83
ALGARNA-7	49	砂質粘土	39	711		79		1, 46歲		2、25		0, 62
ALGARNA-8	30.	砂質粘土	58	798		8日,53		2, 05年		3、33		0, 82
ALGARNA-9	18	淤泥和粘土	11	1636		1、35		0, 27		1、20		0, 50

表2:站基深度(m)，海底類型，站豐富度(S=物種數量;N°=個體數)和指標值(D_毫克=馬格列夫豐富度指數;D_錳= Menhinick多樣性指數;H'= Shannon-Weiner多樣性指數;J'= Pielou均勻度指數)。
*在該站點著陸了58公斤社會毛翅魚，個體不能單獨計數，不包括在計算中。

材料和數據的可用性

材料存放在MAREM項目的集合中，所有數據都在Hidro- QL版本2012.9.2中記錄、存儲和處理。[41]。由於http://prog.marem原因，目前研究期間生成和/或分析的數據集無法公開。org。登錄需要成員資格和注冊，工作的所有者需要根據數據庫規則共享工作。

結果

動物區係的社區

在2006年至2012年的MAREM波束拖網調查中，從馬爾馬拉海收集和確定了21個分類群的360個底棲和底棲動物物種，其中52個物種是馬爾馬拉海的新記錄。每個物種的個體數量和總濕重都在表3．

在梁拖網調查中，共收集了360個物種的1356624個標本，總濕重為21616108,28 g。就占總重量的百分比而言，Spatangus紫色其次是優勢種(96,7%)嗎Parapenaeus longirostris(0 32%)。年度頻率表和圖表見補充文件1。

多樣性組成

根據采樣站計算4個指標(多樣性、物種豐富度、均勻度和優勢度)(表2)。

多樣性指數(H’)在2009年最大值(H’:3,72)，ALGARNA-9站最大值(H’:3,31)，2012年最小值(H’:0,06)，ALGARNA-1站最小(H’:－2)該站點的物種組成為棘皮動物群落，Nº種2，個體Nº數為858038，頻率為0,9999;骨魚群落，Nº種5,Nº個體29;十足類群落，種Nº2，個體Nº23;海鞘群落，Nº種1,Nº個體18 (表34)。

	站豐富		索引值
一年	年代	Nº	D毫克	D錳	H”	J '
2006	55	1065	75	69	3、31日	0, 83
2007	105	7640	11日,63年	1、20	3、24	0, 70
2008	111	10341	11日,90年	1, 09年	2、33	0, 49
2009	147	5117	17日10	2, 05年	3, 72	0, 74
2010	144	292089	11日,36	0, 27	0, 16	0, 03
2011	151	35981	14日,30	0, 80	0, 71	0, 14
2012	142	864026	10日,32	0, 15	0, 06年	0 01

表4:以年為基礎的站豐富度和指數
* (S =數量的物種;Nº=數量的個人;D_毫克=馬格列夫豐富度指數;D_錳= Menhinick多樣性指數;H ' = Shannon-Weiner多樣性指數;J'= Pielou均勻度指數)。

豐富度指數(D_毫克)並沒有顯示出明顯的年度趨勢。豐富度指數在2009年達到最大值(D_毫克: 17,10)在ALGARNA-9站(D_毫克: 8,63)，最小值在2006年(D_毫克: 7,75)，最小值在ALGARNA-1站(D_毫克: 1,76)(表2,4)。

均勻度(J’)在各年份表現出不同的值，並在2006 - 2012年呈逐年遞減的趨勢。均勻度指數(J ')在2009年最大值(J ':0,83)，在ALGARNA-5站點最大值(J ':0,93)，在2012年最小值(J ':0,01)，在ALGARNA-1站點最小(J ':－2)(表2,4)。

2006年的優勢群落是骨魚，區域頻率為0,2486次;2007年十足類，區域頻次為0,3654;2008年棘皮病發生區域頻次為0.4157次;2009年為棘皮動物，區域頻次為0,9689次;2010年為棘皮動物，區域頻次為0,9851次;2011年和2012年棘皮蟲區次分別為0.9118和0.950。此外，整體優勢種為Spatangus purpureus(補充資料1)。

測量環境參數

在調查過程中測定了各監測站海水的溶解氧(DO)濃度、鹽度、溫度和pH值。溫躍層以下(30米)較深層水團的溫度幾乎沒有變化，在整個采樣期間僅波動了1.2℃(14,2-15,4℃)(補充文件2)。

此外，鹽度測量清楚地顯示馬爾馬拉海的雙層結構，在溫躍層以下的所有站點得到的地中海環境條件的鹽度範圍在21,81和39,46薩爾(平均值)之間。係統中流入和流出的水團被界限明確的過渡層隔開，過渡層根據底部輪廓上下振蕩。這個過渡層也代表溫度和鹽度的不連續層(熱鹽躍層)。溫躍層和碧躍層的交叉是馬爾馬拉海的一個獨特特征，從測量結果可以清楚地追蹤到(補充文件2)。

馬爾馬拉海溶解氧濃度變化不定，取決於兩個主要因素，特別是在溫躍層以下。主要原因是先前地中海入海口DO較高，達達尼爾海峽入海口DO超過5 mg/l。隨著馬爾馬拉海中沿碧斜層移動的距離的增加，DO逐漸減少到3.5 mg/l，這些碧斜層被低密度的黑海起源水團隔離，覆蓋了整個海麵，封閉了大氣中的氧氣轉移。這種減少是水經過的距離的函數。此外，根據我們的測量，在過去的150年裏，馬爾馬拉海200米深的底棲區域廣泛觀察到缺氧和缺氧區域。相比之下，在馬爾馬拉海表層和碧斜界麵之間的大部分水體中，超級地層中的DO濃度超過了平均值4 mg/l，限製了這片強碧斜的垂直再通氣。

在采樣期間，記錄的pH值在最小值7,06和最大值8,88之間(補充文件2)，黑海起源上層的平均值為pH 7,84±0,03，海斜以下的地中海起源層的平均值為pH 7,86±0,09。馬爾馬拉海的另一邊是季節性旺盛、連續不斷的浮遊植物繁盛。因此，浮遊植物消耗更多的CO₂在開花期的光合作用過程中，將環境中的碳酸氫鹽分解為中性碳酸鹽。此事件導致環境的堿度增加。

觀察到的化學環境變量(補充文件2)的變化，例如pH值，可能是由於馬爾馬拉海中氯的數量增加和/或農藥濃度[43]增加所致。氯作為防汙劑，用於清潔工業設施的汙水直排管和冷卻係統的進水管。當直接排放到水柱時，氯可能是導致電流酸化的原因之一。

動物群與環境變量的關係

所測環境參數(pH;做;薩爾;T˚C)與各指標值(D_錳D_毫克， H '， J ')相互聯係。此外，物種數量(S)和個體數量(N)與汙染直接相關的測量環境參數(DO和pH)之間的相關性表現出顯著的分散性。

在過去的五十年裏，馬爾馬拉海東部的汙染急劇增加。重工業的發展和該地區相關的城市化也是汙染增加的主要原因。由於通過達達尼爾海峽的連接和由於與愛琴海的水交換，西部暴露在相對較少的汙染負荷[42]。

馬爾馬拉海東部有19個觀測結果，西部有43個觀測結果。多元檢驗結果(表5)顯示，馬爾馬拉海東西區域之間存在顯著性差異(顯著性0,008<0,05)。(Supplementary 5)兩兩比較結果顯示個體數量存在差異(顯著性0,031)。東方平均比西方多出65450人。相反，隨著個體數量的增加，物種數量減少，西部平均比東部多8種反之亦然；試圖被證明為“悲觀條件規則”。此外，可以看出東部的溶解氧比西部少了近一個單位。

因變量	平均差(東西)	團體。b
物種	-8077年	0079年
個人	65450年,014 *	0031年
做	, 997 *	0006年

表5:MANCOVA的兩兩比較結果。相關數據和計算作為補充文件(補充文件:3;4;5)

比較結果表明，當多樣性降低時，這兩個區域的存活成員數量增加，從而處於較重的汙染壓力下，汙染負荷相對較小。

由於MANCOVA的分析結果給出了物種數量和個體數量之間存在負相關關係的一些見解，因此還使用了多元線性回歸分析來建模所有數據的關係。回歸模型估計為:

個體=常數- 1739 ×種- 82 ×深度+ 17867 ×年

根據回歸模型，隨著單位種數的增加，個體數在1739個單位中平均減少。每增加一個單位(米)，個體數量平均減少82個單位;每增加一個單位(年)，個體數量平均增加17867個單位。這意味著馬爾馬拉海的個體數量在增加，而物種數量在逐年減少。

所有相關值都在補充文件2和補充文件3中給出。分析結果見補充文件4和補充文件5。

底類型

各站點間的底類型差異不顯著。該站點的主要沉積物成分是泥沙和粘土，混合著碎石材料(表2)。主要結構是軟底類型，顆粒大小在1,9至0,001毫米之間。這種情況似乎並不是影響物種多樣性的因素。事實上，馬爾馬拉海底棲動物的物種組成構成了一個相對的連續體，盡管沉積物的組成有不確定的變化。

討論

目前的研究是在2006年至2012年期間進行的，是馬爾馬拉海持續時間最長的研究。目的是調查在不斷變化的環境條件下的生物多樣性，特別是由於日益增加的汙染負荷。

底棲生物群落指數與水質變量之間的相關關係表明，底棲生物群落的多樣性普遍受到影響。除此之外，馬爾馬拉海底棲生物棲息地的變化顯然不能用單一因素來解釋，例如不受控製的過度捕撈和相鄰相連海域的循環變化，或由生物相互作用而不是水質所驅動。

由於大多數環境參數之間關係密切，很難區分各環境參數對底棲動物元素分布的影響，特別是在高度富營養化的生態係統中。

然而，環境測量結果(補充文件2)、指標值隨時間的變化(表2)和相關的相關值表明，汙染的主要影響超過了該水生介質中的所有其他因素。

通常情況下，物種多樣性應該以自然的方式下降，因此個體數量取決於深度，但在本研究中相反，根據樣本組成(表3)和頻率值(補充文件1)，除物種多樣性減少外，個體數量相對增加。基本汙染參數DO和pH值與當前工作長期數據的群落指數值之間的相關性也表明了這一點。

如上所述，由於地中海起源於馬爾馬拉海低層的獨特結構而產生的恒定環境的測量值和相關的生物參數在整個采樣周期內顯示出相幹色散。然而，與此相反的是，種數(N)的值恰恰相反。其主要原因是棘皮動物群落的可變結構和基於棘皮動物群落的物種密度的總物種數量的巨大波動，特別是由於美國紫色在缺氧深度和區域的個體豐度(例如N值在18到858,108之間)

底棲生物多樣性低，存活數目不規則，可能是環境條件變化的結果，底棲物種更容易受到環境變化的影響，因此一些大型動物群的群落模式可能反映了物種對這些環境條件的適應。然而，點源和非點源汙染會影響大型底棲動物群落的組成，使其向更耐受性的類群轉變。

還應指出的是，由於馬爾馬拉海與地中海和黑海相連，考慮到海上交通繁忙，它對任何種類的物種運輸都是開放的。因此，在馬爾馬拉海中可以自然地觀察到各種種類和數量的物種的出現，從而增加了其生物多樣性。然而，由於未經處理的廢水的持續排放和外來物種的間歇性運輸的影響，馬爾馬拉海的生物多樣性已被觀察到減少。

結論

在本研究中，我們對2006-2012年7年間604個底棲和海洋觀測站的觀測數據進行了假設“悲觀條件規則”的分析。我們的研究結果符合“當物種多樣性降低時，環境中存活的單元成員會增加”的理論。

Artüz，等人[29]之前討論過，在20世紀70年代以來一直在進行的重大城市化和工業化之前，馬爾馬拉海曾經有很高的生物多樣性。無計劃的城市化和工業化帶來了許多環境問題，其中一個主要問題是大量的生活和工業廢水。對這一大規模廢水問題最經濟的解決方案被認為是將其排放到馬爾馬拉海，多年來，那裏成為了一個傾倒場。在密集的無計劃城市化和工業化之前，馬爾馬拉海在其離散的兩層係統中生活著各種各樣的生物。此外，達達尼爾海峽和博斯普魯斯海峽的結構狹窄和相對較淺，構成了不同物種的生物走廊/屏障。

另一方麵，馬爾馬拉海一直受到伊斯坦布爾和鄰近人口密集地區的大量市政和工業廢水的輸入。大量的工業廢水和城市廢水仍然在一級處理後排放，其中包括篩分和除砂。由於嚴重的家庭和工業汙染負荷，需要采取更強有力的汙染控製措施的關鍵地區包括伊斯坦布爾附近、İzmit灣和格姆利克灣。一個主要的汙染源是經過有限或未經處理的廢水通過“深海排放”釋放出來。“深海排放”的原理是利用從愛琴海流入黑海的水下水體作為傳送帶。

如果生活世界中的重大壓力發生在遠離正常環境條件的情況下，這可以被描述為一個有效的規則，可以被命名為“悲觀條件規則”。根據這一規律，根據與正常條件的背離程度，共享同一生態係統的現存物種數量會因壓力而減少。然而，適應了環境的物種群體，能夠機會性地抵抗壓力，增加自己的個體數量。隨著生態係統中退化物種的消失，邊界較寬、不受限製生態因素影響的物種開始相對增多;這些生物可以是與先前失去的物種或生態係統中的任何新物種共享同一環境的生物。

在本研究中，馬爾馬拉海棘皮動物群落結構的悲觀條件規則尤其明顯。隨著對長期數據的研究，越來越多的美國紫色物種是這種情況的一個指標。

同時，對於目前工作中棘皮動物最常見的群落位置，馬爾馬拉海似乎發生了變化的組成。Öztoprak，等。[28]表示棘皮類冠膜盤蟲，chiajei水蛭，Ophiura Ophiura, briissopsis lyrifera, Cidaris Cidaris, Psammechinus microtuberculatus, Ocnus koellikeri,Oestergrenia digitata作為居住在土耳其海岸最深處(bb0 600米)的物種。同樣，關於水生生物研究所關於1968年[44]的報告Echinocyamus pusillus而且Stylocidaris親近種都來自馬爾馬拉海。

然而，在目前的工作中，除了活體標本A. chiajee, O. ophiura而且p . microtuberculatus在馬爾馬拉海是看不到的。然而，對於沉積物樣品中的Artüz，等人[29]，在沉積物芯材料中，報道了Cidaridae家族自旋的密集出現。

這種棘皮動物群落組成交換的原因可能取決於馬爾馬拉海>600米深處的實際DO水平(平均0.98毫克/升)，因為與溶解氧濃度有關的最小生存極限範圍b . lyrifera而且c . cidaris分別是2,17毫克/升和2,27毫克/升[45]。

特別是棘皮類群落的增長趨勢，與DO下降和pH值波動等環境海洋學參數相比，是“悲觀條件規則”的典型反映。

確認

作者要感謝“Oktay 4”號船的船長和項目人員在捕獲、製備樣品和收集數據方麵的協助。作者還感謝Sevinç-Erdal İnönü基金會對馬爾馬拉環境監測項目的支持。

突出了

• 在馬爾馬拉海進行了生物多樣性研究。
• 研究了物種多樣性與個體數量的關係。
• 對基於長期現場測量的數據進行了評價。
• 這種情況，似乎是測量的結果，被定義為假設。

提出了假設“悲觀條件規則”。

參考文獻

1. Rangin C, demirbauel E, Caner İ， Crusson A, Alain N, et al.(2001)馬爾馬拉海(土耳其)海洋地圖集。在RV Le Suroît上收集的數據，2000年9月，法國伊夫雷默。［Ref。］
2. Artüz İ， Baykut F, aydidan A (1982) Bilimsel Açıdan Karadeniz。伊斯坦布爾大學出版社，工程學院，伊斯坦布爾，土耳其。
3. Artüz ML, Okay IA, MaterB, Artüz OB, Gürseler G, et al. (2007) Bilimsel Açıdan Marmara Denizi。土耳其律師協會聯盟出版，土耳其安卡拉。［Ref。］
4. Artüz ML, Artüz OB, Gülen D, Koç HT， Üzen E, et al. (2009) Marmara Denizi’nin dezheiyen ohninografik Şartlarının İzlenmesi Projesi (MAREM) 2008 senesi çalışma verileri (Ön Raporlar)。TC Piri Reis大學出版，土耳其伊斯坦布爾。［Ref。］
5. Artüz ML(2016)寄生蟲(Ellobiopsis chattoni考勒裏，1910年)在橈腳蛇上有兩個新的寄主記錄，來自土耳其馬爾馬拉海。Mar biodiver Rec 9:1 -5。［Ref。］
6. Artüz ML, Tunçer S(2017)關於花甲綱幼魚的聯想，Alepes djedaba,水母Rhizostoma表示“肺”．Cybium 41: 69 - 71。［Ref。］
7. 奧斯特魯莫夫A(1894)博斯福拉。L 'Académie Impériale聖彼得堡科學74:1-46。
8. 奧斯特魯莫夫A(1896)“塞利亞尼卡”。L 'AcadémieImpériale聖彼得堡科學學報，5:33-92。
9. 馬裏恩(1898)《達達尼爾山和博斯普雷的筆記》。馬賽自然博物館年度曆史(ser: 2)動物學生物學公報Paléontologie 1: 163-182。
10. 德米爾·M(1954)。伊斯坦布爾大學，科學學院，水生生物研究所出版，土耳其。
11. Tortonese E (1959) Osservazioni sul Bentos del Mar di Marmara和del Bosforo。自然科學學報50:18-26。
12. 卡斯珀斯·H(1968)博斯普雷和法國的大農場problèmes法國的滲透éléments méditerranéens法國的黑暗。海洋科學探索國際委員會的融洽關係Méditerranée 19: 107-115。
13. Ünsal M(1988)汙水處理對金角灣底棲動物分布的影響。國際日刊'Océanographie Médicale 91: 105-124。
14. balkakis H(1992)馬爾馬拉島近海大型底棲動物初步研究。海洋科學與地理研究所9:309-327。
15. 埃爾伊爾馬茲(1997)馬爾馬拉海帕亞利馬尼島沿岸大型底棲動物的初步研究。伊斯坦布爾大學生物學雜誌60:47-59。
16. 尤薩爾，Yüksek A, okue, Yilmaz N(2002)博斯普魯斯海峽及周邊地區底棲生物群落結構。水科學技術46:37-44。［Ref。］
17. Artüz ML, Artüz OB, Aydemir A, Sönmez B， Özel D, et al. (2008) Marmara Denizi 'nin dezheiyen ohninografik Şartlarının İzlenmesi Projesi (MAREM) 2007 Yaz aya土耳其。TC Kültür大學出版社，İstanbul，土耳其。［Ref。］
18. Artüz ML, Artüz OB, aydidan A, Gülen D, Koç HT, et al. (2010) Marmara Denizi 'nin dezheiyen omikhailik Şartlarının İzlenmesi Projesi (MAREM) 2009 senesi çalışma verileri (Ön Raporlar)。馬爾馬拉大學出版物，İstanbul，土耳其。［Ref。］
19. Artüz ML, Artüz OB, Gülen D, aydidan A, Koç HT, et al. (2010) Marmara Denizi 'nin dezheiyen omikhailik Şartlarının İzlenmesi Projesi (MAREM) 2010 senesi çalışma verileri (Ön Raporlar)。馬爾馬拉大學出版，伊斯坦布爾，土耳其。［Ref。］
20. Artüz ML, Artüz OB, aydidan A, Gülen D, Yalçın B, et al. (2012) Marmara Denizi 'nin dezheiyen omikhailik Şartlarının İzlenmesi Projesi (MAREM) 2011 senesi çalışma verileri (Ön Raporlar)。馬爾馬拉大學出版，伊斯坦布爾，土耳其。［Ref。］
21. Artüz ML, Artüz OB, Gülen D, aydidan A, Yalçın B, et al. (2013) Marmara Denizi 'nin dezheiyen omikhailik Şartlarının İzlenmesi Projesi (MAREM) 2012 senesi çalışma verileri (Ön Raporlar)。SevinçErdal İnönü瓦克法伊·亞亞金尼，土耳其伊斯坦布爾。
22. Sowinsky W(1897)博斯普魯斯海峽的高等甲殼類動物(Malacostraca)，來自a. a. Ostroumoff I博士收集的資料。自然社會回憶錄，基輔，15:447-518。
23. 格拉卡·M(1949)《博斯普雷Polychètes筆記》。科學雜誌Faculté科學雜誌'Université伊斯坦布爾，14:270-280。
24. 馬爾馬拉海和博斯普魯斯海的棘皮動物區係。伊斯坦布爾大學，理學院，水生生物研究所出版，1-16。
25. Rullier F (1963) Les Annélides Polychètes du bospore, de la Mer de Marmara and de la Mer Noire, en avec cell de la Méditerranée。和諧與海洋科學探索國際委員會Procès-verbaux de réunions Méditerranée, 17: 161-260。
26. Çınar ME, balkakis H, Albayrak S, dahirlakh E, Karhan SU(2009)金角河口(馬爾馬拉海)汙染軟基上多毛目動物(環節綱:多毛目)的分布，特別強調外來物種。海洋生物學會議50:11-17。
27. Çınar ME, da土耳其，Açık S(2011)馬爾馬拉海環節動物(多毛目和少毛目)及五個新種的描述。J Nat hiist 45: 2105-2143。［Ref。］
28. 碎屑沉積物的等級和等級術語表。雜誌30:377-392。［Ref。］
29. Artüz ML, Artüz OB, Gürseler G, Gülen D, Sakınç M, et al. (2014) Marmara Denizi 'nin dezheigin omikhailik Şartlarının İzlenmesi Projesi (MAREM) 2013 senesi çalışma verileri (Ön Raporlar)。土耳其律師協會聯盟出版，土耳其安卡拉。
30. Çınar M, da土耳其，Çağlar S, Albayrak S(2015)馬爾馬拉海北部的多毛類及一新種的描述(環節動物:多毛目:蛛科)。地中海三月科學16:524-532。［Ref。］
31. Çinar我(2016)外星海鞘海鞘現在入侵馬爾馬拉海(海鞘目:海鞘目)。Zookeys 563: 1 - 10。［Ref。］
32. Margalef R(1958)浮遊植物的時間演替和空間異質性。見:Buzzati-Traverso A (Eds)海洋生物學的觀點，加州大學出版社，美國。［Ref。］
33. Margalef R(1980)《生態學編輯行星》，西班牙巴塞羅那歐米茄。
34. Magurran A(2004)測量生物多樣性。威利出版社，紐約。［Ref。］
35. Ludwig AJ, Quartet L, Reynolds FJ(1988)統計生態學:方法和計算入門。威利出版社，紐約。［Ref。］
36. Molles MC(2002)生態學:概念和應用。麥格勞-希爾高等教育，紐約，美國。［Ref。］
37. Pielou EC(1975)生態多樣性。Wiley-Inter科學,倫敦。［Ref。］
38. Simpson EH(1949)多樣性的測量。自然163:688。［Ref。］
39. Neter J, Wasserman W, Kutner MH(1985)應用線性統計模型。理查德·歐文公司。伊利諾斯州,美國。
40. 碎屑沉積物的等級和等級術語表。雜誌30:377-392。［Ref。］
41. Artüz B (1990) Hidro-QL，水文生物-海洋學管理軟件和數據庫。MAREM項目。2012.9.2版本。［Ref。］
42. Yalçın B, Artüz ML, Pavlidou A， Çubuk S, Dassenakis M(2017)馬爾馬拉海營養動態與富營養化:來自近期海洋學研究的數據。科學總環境601:405-424。［Ref。］
43. Aksu A, takykin OS(2012)土耳其馬爾馬拉海和伊斯坦布爾海岸表層沉積物中的有機氯殘留和有毒金屬(Pb、Cd和Cr)水平。馬爾汙染牛64:1060-1062。［Ref。］
44. Artüz MI (1968) Türkiye Denizlerinde Rastlanan Deniz Kestaneleri。balakk ve Balıkçılık dergiisi, Cilt XVI, sayuy7 (ayr土耳其巴斯卡)。
45. Diaz RJ, Rosenberg R(1995)海洋底棲動物缺氧的生態效應和大型底棲動物的行為反應。海洋學與海洋生物學:年度回顧245-303。

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條信息

文章類型:研究文章

引用:Artüz ML, Artüz OB, Sakınç M, Yalçın B, erdoerdogan BE(2018)物種少但個體多:基於土耳其馬爾馬拉海底棲動物物種組成和環境變量的長期數據檢驗假設“悲觀條件規則”。環境毒理學研究2(2):dx.doi.org/10.16966/2576-6430.116

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出版的曆史:

收到日期:2018年8月31日,

接受日期:2018年10月01

發表日期:08年10月,2018年