城市化对热带岛屿沙滩大型底栖生物多样性的影响超越形态动力学因素

本文通过研究美属维尔京群岛16个沙滩的宏底栖生物多样性，揭示了在形态动力学变异有限的热带岛屿环境中，城市化取代海滩形态（如波浪、沉积物、坡度）成为生物多样性的主要驱动因素。研究发现城市化梯度导致物种丰富度和丰度显著下降，而邻近海草床的预期促进作用被大型藻类输入所抵消。该研究为热带岛屿沙滩保护提供了关键基线（macrobenthic biodiversity, morphodynamics, urbanization gradient）。

Highlight

通过研究加勒比海沙滩沿跨岸梯度的宏底栖生物群落，我们的研究有助于理解热带岛屿生物多样性的形成机制，并强调自然驱动因素如何与人为干扰相互作用塑造群落模式。与我们关于小型热带岛屿有限形态动力学变异会限制其影响的预期一致，城市化成为宏底栖生物多样性的主要预测因子。

Discussion

通过研究加勒比海沙滩沿跨岸梯度的宏底栖生物群落，我们的研究有助于理解热带岛屿生物多样性的形成机制，并强调自然驱动因素如何与人为干扰相互作用塑造群落模式。与我们关于小型热带岛屿有限形态动力学变异会限制其影响的预期一致，城市化成为宏底栖生物多样性的主要预测因子。尽管形态动力学变量（如沉积物粒度、海滩坡度）通常被认为是大陆海滩生物多样性的主要驱动因素，但在美属维尔京群岛（USVI）的狭窄、波浪主导的反射性海滩中，这些自然因素的变化范围有限，从而削弱了它们的解释力。相比之下，城市化梯度——通过沿海开发、游客活动和人为改造来衡量——对物种丰富度和丰度产生了强烈负面影响。这种模式在淹没区最为明显，该区域通常支持更专业的底栖群落，可能对沉积物扰动和污染物输入更敏感。

我们关于海草床邻近度会通过营养补贴增加生物多样性的假设未得到支持。虽然海草碎屑（wrack）被认为是沙滩食物网的重要碳源，但当地海滩上大型藻类的大量输入可能改变了资源可利用性，掩盖了海草的任何积极影响。这突出了在高度连通的海景中考虑多种有机物质输入源的重要性。

Conclusion

沙滩在小型热带岛屿社区的福祉中发挥着核心作用，其福祉与海滩生态系统的功能完整性密切相关。我们的结果表明，人为活动的影响超过了自然形态动力学变异，导致热带岛屿沙滩生物多样性显著丧失。在美属维尔京群岛，物种丰富度和丰度都随着城市化加剧而下降，淹没海滩区成为对干扰特别敏感的热点区域。这些发现强调了将沙滩管理纳入更广泛的海岸带综合管理框架的紧迫性，其中人类影响与自然动态被共同考量。未来的研究应探索缓解城市化影响的具体机制，例如通过栖息地恢复或游客管理，同时进一步研究有机物质输入在构建热带沙滩群落中的作用。