無(wú)居民海島潮間帶大型海藻生態(tài)修復(fù)研究.pdf

1、無(wú)居民海島具有重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、軍事以及科學(xué)研究?jī)r(jià)值，但地域結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，環(huán)境相對(duì)封閉，生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成較為單一，生物多樣性指數(shù)小，穩(wěn)定性差，因此是一個(gè)較為相對(duì)脆弱的地貌單元。作為海島生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，潮間帶底質(zhì)、地貌類型多樣，水文狀況錯(cuò)綜復(fù)雜，具有較為豐富的生物多樣性，其中廣泛分布大量種類繁多的大型海藻。海藻場(chǎng)不僅具有很高的初級(jí)生產(chǎn)力，是整個(gè)海洋食物鏈的起點(diǎn)；而且對(duì)近岸碳循環(huán)過(guò)程也起著非常重要的作用，是海洋中生物地球化學(xué)循環(huán)的重要組成部

2、分。隨著環(huán)境污染以及人地關(guān)系緊張等問題的出現(xiàn)，海島的自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)受到了極大的威脅和破壞，尤其是潮間帶海藻場(chǎng)。潮間帶大型海藻無(wú)法像其他生物通過(guò)游弋等方式躲避外界不利因素，環(huán)境的優(yōu)劣直接決定了海藻的繁殖和生長(zhǎng)，導(dǎo)致許多海島的島灘、島基茂密的大型海藻(定生藻)退化或荒漠化，生物多樣性降低，進(jìn)而使以海藻為基本餌料的底棲(潮間帶)生態(tài)系統(tǒng)和沿岸生態(tài)系統(tǒng)受到很大的破壞，因此，大型海藻的繁殖和生長(zhǎng)情況能較為直接的反應(yīng)周邊環(huán)境質(zhì)量，是較好的環(huán)境指

3、示物。無(wú)居民海島海藻場(chǎng)的生物修復(fù)，對(duì)于整個(gè)海島生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)并達(dá)到自我維持具有顯著意義。
　　 本實(shí)驗(yàn)在海島潮間帶大型海藻調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇該潮間帶原有的大型海藻，用人工增殖技術(shù)，增加恢復(fù)已經(jīng)退化的無(wú)居民海島藻場(chǎng)，完成海島潮間帶的生態(tài)修復(fù)工作，保護(hù)和恢復(fù)海島生態(tài)系統(tǒng)。由于退化的潮間帶海藻場(chǎng)生態(tài)修復(fù)不僅需要考慮大型海藻對(duì)水質(zhì)的凈化能力，而且其海藻的整個(gè)生物發(fā)育過(guò)程要有較強(qiáng)的對(duì)污染物的耐受性，確保人工修復(fù)后，大型海藻在該海區(qū)能順利

4、生長(zhǎng)和繁衍，從根本上恢復(fù)海區(qū)的生物多樣性和生態(tài)功能體系，起到較好的修復(fù)作用，所以主要工作如下：分析海島周邊海域污染狀況及潮間帶藻類退化情況，確定用于生態(tài)修復(fù)的大型海藻；對(duì)選定大型海藻的發(fā)育生態(tài)學(xué)進(jìn)行研究，確保修復(fù)藻體的來(lái)源；在試驗(yàn)生態(tài)學(xué)的條件下，研究大型海藻幼體發(fā)育在環(huán)境脅迫下的耐受性，確保藻體投放后的存活率；在實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)的條件下，研究該大型海藻成體對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體猙化及對(duì)重金屬吸附能力；在該海區(qū)內(nèi)嘗試不同方法，進(jìn)行大型海藻的修復(fù)工作，確

5、保海藻場(chǎng)的恢復(fù)。結(jié)果如下：
　　 (1)經(jīng)過(guò)采樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，四個(gè)海島周邊海域海水物理因子較穩(wěn)定，但pH有逐年上升的趨勢(shì)，目前海區(qū)內(nèi)的主要污染物是銨鹽和鉛，各污染物含量有逐年增加的趨勢(shì)。硝酸鹽、銅和鉛在海水中含量的變化對(duì)海域污染狀況的影響最大，四個(gè)季節(jié)的海域健康狀況由好到壞依次為蘇山島、褚島、小石島、三連島。
　　 與歷史相比，四個(gè)海島潮間帶大型海藻生物量和覆蓋密度均有明顯下降，種類減少，一些原本的優(yōu)勢(shì)種和特有種發(fā)生更替，生

6、態(tài)系統(tǒng)遭到一定的破壞，應(yīng)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)工作。由于鼠尾藻是四季、四島的優(yōu)勢(shì)種，生物量較高，因此可以選擇優(yōu)勢(shì)種鼠尾藻進(jìn)行該海區(qū)潮間帶大型海藻的生態(tài)修復(fù)工作。
　　 (2)鼠尾藻的有性繁殖和發(fā)育觀察表明，鼠尾藻的孢子放散時(shí)間和有性繁殖較為集中，比較有利于受精卵的收集；鼠尾藻的假根生長(zhǎng)發(fā)育迅速，受精后48h能就可以完成固著，是對(duì)潮間帶復(fù)雜環(huán)境的一種生存應(yīng)對(duì)策略；鼠尾藻幼殖體早期生長(zhǎng)受溫度的影響大于鹽度對(duì)其的影響，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)增加對(duì)溫

7、度的控制，提高鼠尾藻幼殖體的成活率和生長(zhǎng)率。鼠尾藻幼殖體發(fā)育過(guò)程中形成了應(yīng)對(duì)潮間帶惡劣情況的應(yīng)對(duì)策略，對(duì)自身優(yōu)勢(shì)種的形成有較大幫助。通過(guò)與文獻(xiàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，南北方鼠尾藻在生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程中存在一定的時(shí)間和大小差異。
　　 (3)在不同氮磷濃度及不同氮磷比例及重金屬脅迫下發(fā)現(xiàn)，除重度污染處理組外，氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)鼠尾藻幼殖體早期不構(gòu)成明顯致死效應(yīng)，但對(duì)其相對(duì)生長(zhǎng)率和發(fā)育時(shí)間有明顯影響，其中以氮濃度為4.5 mg/L，磷濃度為0.45 mg/

8、L，即10:1時(shí)，鼠尾藻幼殖體發(fā)育最快。重金屬銅對(duì)鼠尾藻幼孢子體生長(zhǎng)有明顯影響，水體中重金屬銅濃度為0.05 mg/L時(shí)，對(duì)幼孢子體生長(zhǎng)有興奮作用，當(dāng)水體中銅濃度低于0.1mg/L時(shí)，對(duì)幼孢子體生長(zhǎng)不存在抑制作用；重金屬銅對(duì)鼠尾藻幼孢子有明顯的致死作用，并隨著劑量的升高，死亡率逐漸升高；隨著水體中銅濃度的升高，鼠尾藻幼孢子體表現(xiàn)出個(gè)體偏小、色素沉積、透光性差等不健康現(xiàn)象，且當(dāng)重金屬銅濃度達(dá)到2.5 mg/L時(shí)有滅絕性效應(yīng)。
　　

9、 (4)實(shí)驗(yàn)所設(shè)梯度下，鼠尾藻鮮重受氮磷影響不大，但受重金屬影響較大。硝酸還原酶活性隨溶液中氮濃度的升高而升高，但過(guò)高的氮磷比(32:1)能抑制硝酸還原酶的活性。低濃度磷水平下(0、2.5μmol/L)，堿性磷酸酶活性隨溶液中磷濃度的降低而升高；高濃度磷水平下(16、80μmol/L)，堿性磷酸酶活性隨溶液中磷濃度的降低而降低。氮缺乏時(shí)，堿性磷酸酶活性隨溶液中磷濃度降低而升高。在重金屬銅脅迫下，鼠尾藻藻葉綠素含量隨脅迫時(shí)間呈現(xiàn)先上升后下