山东近岸海域大叶藻的生态学初步研究

论文摘要

为了尽快恢复我国北方近岸海域受损海草场,提高对海草生态系统服务价值重要性的认识。本文以山东近岸海域海草代表种大叶藻为研究对象,采用形态学和实验生态学等方法,初步掌握了山东近岸海域海草的种类,开展了山东半岛近岸海域大叶藻的周年生长变化等基础研究,调查了大叶藻海草场的生态环境,并开展了山东近岸海域大叶藻恢复方法的初步研究。得出的结论主要有:一、2009年3月,对山东青岛近岸海域进行了大叶藻初步调查,得出了青岛近岸海域海草的分布区域主要包括青岛湾、汇泉湾和浮山湾。根据青岛近岸海域海草的形态学特征描述,共发现3种海草,分别为大叶藻（Zostera marina L.）、红须根虾形藻（Phyllospadix iwatensis Makino）和日本大叶藻（Zostera japonica Ascherson & Graebner）。二、2009年3月至2010年7月,通过对青岛湾大叶藻进行周年调查,结果显示,青岛湾海域表层海水周年平均水温为15.3℃,大叶藻呈片状分布,面积约3500m2。青岛湾海域大叶藻的密度约400株/米2,单株年平均生物量为0.69克/株,大叶藻海草场的年平均生物量为276克/米2。大叶藻的周年生物量变化和高度变化与水温和水深相关。大叶藻有机碳、全氮和全磷含量呈季节性变化,有机碳含量在春季增长,夏季达到峰值,秋季急剧下降,冬季有所回升;全氮和全磷含量在夏季较高,其它季节较低。并且分析了大叶藻海草场表层底泥中有机碳,有机氮和有机磷含量变化与大叶藻脱落降解和释放有机物之间的可能关系。通过综合法和筛析法,得出大叶藻海草床的底质主要是砂质和粉砂。青岛湾表层海水亚硝酸盐、磷酸盐、氨氮以及硝酸盐浓度符合适用于海草调查水域的标准。三、2009年11月,采用直接移植法和棉线法,在汇泉湾海域进行了大叶藻移植试验,监测了移植后1年内大叶藻的生长、存活以及增殖情况,并分析了保证大叶藻移植成活的关键因子。结果显示,棉线法的大叶藻移植增殖率最高,至2010年5月,三个移植区的增殖率分别为60%,67.56%,117.78%。移植后大叶藻的生长与存活和移植海区水流、底质等主要环境因子相关。通过在实验室进行大叶藻种子培育,得出只有4℃海水保存的未成熟和成熟的种子可以发芽,发芽率约80%,成活率约9.7%,因此采用种子法进行大叶藻恢复的难度比较大,需要进一步深入研究。四、2009年6月至2010年6月,对山东威海典型海域天鹅湖、爱连湾和桑沟湾进行了大叶藻初步调查,天鹅湖共发现2种海草,为大叶藻（Zostera marina L.）和日本大叶藻（Zostera japonica Ascherson & Graebner）,大叶藻分布面积约1500 m2,日本大叶藻分布面积约600 m2。天鹅湖表层海水周年平均水温为12.4℃,大叶藻的密度约576株/米2,单株年平均生物量为1.01克/株,大叶藻海草场年平均生物量为593克/米2。爱连湾共发现2种海草,为大叶藻（Zostera marina L.）和红须根虾形藻（Phyllospadix iwatensis Makino）,分布水深较深。爱连湾表层海水周年平均水温为10.4℃,大叶藻的平均单株生物量为1.55克/株。桑沟湾共发现2种海草,大叶藻（Zostera marina L.）和丛生大叶藻（Zostera caespitosa Miki）,大叶藻分布面积约6000m2,海草场内附生生物比较丰富,丛生大叶藻生长于岩礁或岩石上,分布水深较深。桑沟湾表层海水周年平均水温为10.9℃,大叶藻密度约388米2,单株年平均生物量为0.66克/株,大叶藻海草场年平均生物量为256克/米2。三个海域大叶藻的周年生物量变化和高度变化与水深和水温呈正相关。有机碳含量变化是:在春季增长,夏季达到峰值,秋季急剧下降,冬季再次出现峰值;全氮和全磷含量在夏季较高,其它季节较低。海水中亚硝酸盐、磷酸盐、硝酸盐以及氨氮浓度符合适用于海草调查水域的标准。大叶藻海草床的底质主体是砂质成分,桑沟湾大叶藻海草场中砾石和贝壳含量较多。由于纬度较高,威海海域的大叶藻进入繁殖季节比青岛海域晚将近一个月。五、采用室内模拟实验方法研究了刺参与大叶藻碎屑之间的营养关系,将大叶藻碎屑与泥质沉积物按照一定的配比作为饵料投喂刺参,测定刺参的特定生长率和排粪率。按照添加大叶藻碎屑比例的不同,实验分为5个处理组,分别为ES0、ES10、ES20、ES40和ES100,大叶藻碎屑含量分别为0%、10%、20%、40%和100%。结果表明,饵料组成显著影响刺参的生长,大叶藻碎屑与泥质沉积物混合物中的有机质含量在17～20%范围,水温在13～17℃范围,刺参的生长效果较好,最大特定生长率为1.54%·d-1,最大排粪率为1.31g·ind.-1d-1。海草床为刺参提供栖息地的同时,大叶藻脱落腐败后的有机碎屑可以为刺参提供重要的食物来源,这对于刺参的资源恢复和营养生态学方面的研究有着重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 海草的种类和分布
• 1.1.1 海草的种类
• 1.1.2 中国海草的分布
• 1.1.3 大叶藻的分类地位和分布
• 1.2 海草群落的生态意义
• 1.2.1 重要的初级生产者
• 1.2.2 改善水质与固着底质
• 1.2.3 栖息地和食物来源地
• 1.2.4 维持生态平衡
• 1.2.5 经济、文化和药用价值
• 1.3 大叶藻的形态特征
• 1.4 大叶藻对营养盐的吸收
• 1.5 大叶藻的繁殖
• 1.6 大叶藻资源的现状和研究进展
• 1.7 大叶藻碎屑作为刺参的食物来源
• 1.8 研究技术路线
• 第二章 青岛近岸海域大叶藻的生态学初步研究
• 0 引言
• 2.1 调查的地点与方法
• 2.1.1 调查地点
• 2.1.2 调查方法
• 2.2 大叶藻的恢复研究
• 2.2.1 大叶藻的移植
• 2.2.2 种子的收集和保存
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 青岛近岸海域海草种类的确定
• 2.3.2 青岛湾大叶藻生物量变化
• 2.3.3 青岛湾和汇泉湾大叶藻的生长高度变化
• 2.3.4 大叶藻碳、氮、磷元素含量的季节变化
• 2.3.5 大叶藻的底质环境
• 2.3.6 大叶藻的水环境
• 2.3.7 大叶藻恢复
• 2.4 讨论
• 2.4.1 青岛近岸海域海草资源现状和退化原因分析
• 2.4.2 温度对大叶藻生长的影响
• 2.4.3 营养盐对大叶藻生长的影响
• 2.4.4 底质和覆盖水层对大叶藻生长的影响
• 2.4.5 海草场的固碳能力
• 2.4.6 大叶藻恢复展望
• 第三章 威海近岸海域大叶藻的生态学初步研究
• 0 引言
• 3.1 调查的地点与方法
• 3.1.1 调查地点
• 3.1.2 调查方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 天鹅湖调查结果
• 3.2.2 爱连湾调查结果
• 3.2.3 桑沟湾调查结果
• 3.3 讨论
• 第四章 大叶藻碎屑作为刺参食物来源的实验研究
• 0 引言
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验设计
• 4.1.3 实验条件
• 4.1.4 投喂方法
• 4.1.5 样品的收集和测定
• 4.1.6 数据计算与统计分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 实验Ⅰ的实验结果
• 4.2.2 实验Ⅱ的实验结果
• 4.3 讨论
• 4.3.1 刺参对大叶藻碎屑的摄食
• 4.3.2 水温对刺参摄食大叶藻碎屑的影响
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 研究成果