無居民海島潮間帶大型海藻生態(tài)修復研究.pdf

1、無居民海島具有重要的生態(tài)、經濟、軍事以及科學研究價值，但地域結構簡單，環(huán)境相對封閉，生態(tài)系統(tǒng)構成較為單一，生物多樣性指數(shù)小，穩(wěn)定性差，因此是一個較為相對脆弱的地貌單元。作為海島生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，潮間帶底質、地貌類型多樣，水文狀況錯綜復雜，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。海藻場不僅具有很高的初級生產力，是整個海洋食物鏈的起點；而且對近岸碳循環(huán)過程也起著非常重要的作用，是海洋中生物地球化學循環(huán)的重要組成部

2、分。隨著環(huán)境污染以及人地關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。潮間帶大型海藻無法像其他生物通過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，導致許多海島的島灘、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情況能較為直接的反應周邊環(huán)境質量，是較好的環(huán)境指

3、示物。無居民海島海藻場的生物修復，對于整個海島生態(tài)系統(tǒng)功能恢復并達到自我維持具有顯著意義。
　　 本實驗在海島潮間帶大型海藻調查的基礎上，選擇該潮間帶原有的大型海藻，用人工增殖技術，增加恢復已經退化的無居民海島藻場，完成海島潮間帶的生態(tài)修復工作，保護和恢復海島生態(tài)系統(tǒng)。由于退化的潮間帶海藻場生態(tài)修復不僅需要考慮大型海藻對水質的凈化能力，而且其海藻的整個生物發(fā)育過程要有較強的對污染物的耐受性，確保人工修復后，大型海藻在該海區(qū)能順利

4、生長和繁衍，從根本上恢復海區(qū)的生物多樣性和生態(tài)功能體系，起到較好的修復作用，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)修復的大型海藻；對選定大型海藻的發(fā)育生態(tài)學進行研究，確保修復藻體的來源；在試驗生態(tài)學的條件下，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；在實驗生態(tài)學的條件下，研究該大型海藻成體對富營養(yǎng)化水體猙化及對重金屬吸附能力；在該海區(qū)內嘗試不同方法，進行大型海藻的修復工作，確

5、保海藻場的恢復。結果如下：
　　 (1)經過采樣調查發(fā)現(xiàn)，四個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，目前海區(qū)內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。硝酸鹽、銅和鉛在海水中含量的變化對海域污染狀況的影響最大，四個季節(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，應進行生態(tài)修復工作。由于鼠尾藻是四季、四島的優(yōu)勢種，生物量較高，因此可以選擇優(yōu)勢種鼠尾藻進行該海區(qū)潮間帶大型海藻的生態(tài)修復工作。
　　 (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；鼠尾藻的假根生長發(fā)育迅速，受精后48h能就可以完成固著，是對潮間帶復雜環(huán)境的一種生存應對策略；鼠尾藻幼殖體早期生長受溫度的影響大于鹽度對其的影響，因此在實驗過程中應增加對溫

7、度的控制，提高鼠尾藻幼殖體的成活率和生長率。鼠尾藻幼殖體發(fā)育過程中形成了應對潮間帶惡劣情況的應對策略，對自身優(yōu)勢種的形成有較大幫助。通過與文獻對比發(fā)現(xiàn)，南北方鼠尾藻在生長和繁殖過程中存在一定的時間和大小差異。
　　 (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，氮磷營養(yǎng)鹽對鼠尾藻幼殖體早期不構成明顯致死效應，但對其相對生長率和發(fā)育時間有明顯影響，其中以氮濃度為4.5 mg/L，磷濃度為0.45 mg/

8、L，即10:1時，鼠尾藻幼殖體發(fā)育最快。重金屬銅對鼠尾藻幼孢子體生長有明顯影響，水體中重金屬銅濃度為0.05 mg/L時，對幼孢子體生長有興奮作用，當水體中銅濃度低于0.1mg/L時，對幼孢子體生長不存在抑制作用；重金屬銅對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)出個體偏小、色素沉積、透光性差等不健康現(xiàn)象，且當重金屬銅濃度達到2.5 mg/L時有滅絕性效應。
　　

9、 (4)實驗所設梯度下，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，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間呈現(xiàn)先上升后下