红树植物秋茄治理互花米草的生态效应研究

红树植物秋茄治理互花米草的生态效应研究

论文摘要

红树林是热带亚热带海岸潮间带木本植物,具有重大的社会、经济、生态效益,乡土红树植物秋茄由于具有分布广泛、耐寒能力强、成活率高等特点,成为我国东南沿海红树林生态恢复工程的重要红树植物品种。近年来,随着互花米草的负面效益日益显现,针对互花米草防控的的技术也层出不穷,其中“互花米草生物-物理防控技术”是利用红树植物更替和物理方法相结合防控互花米草的技术,该技术高效、环保。本研究在应用“互花米草生物-物理防控技术”的基础上,以“泉港区滨海湿地互花米草防控与生态修复示范基地”为样地,通过对湄洲湾互花米草种群特征及叶片C、N、P含量调查和分析,选取了刈割翻耕和秋茄替代两种互花米草治理方式,并对治理之后土壤的理化性质和大型底栖动物的密度及生物量与互花米草样地进行比较,同时对替代植物秋茄的生长动态及C、N、P元素进行跟踪分析。研究结果表明:1、湄洲湾互花米草在2月初开始返青,7-8月进入繁殖时期,10月开始枯黄,翌年1月大面积倒伏。互花米草2011年夏-2012年夏全年密度介于57株/m2-107株/m2,株高介于76.08cm-179.98cm之间、冠幅范围为13.63cm-53.07cm、干重介于8.19g-27.29g之间、含水率为58.38%-69.43%;互花米草叶片C含量为302g/kg-370g/kg、N含量为8.82g/kg-14.56g/kg、P含量为1.2g/kg-1.6g/kg;叶片C:N和N:P分别介于20.8-42.02和7.35-8.93之间。在时间上,除叶片C含量和C:N外,夏季互花米草密度、株高、冠幅、干重、含水率、叶片NP含量及N:P均高于冬季;空间上,夏季高潮区互花米草密度、株高、冠幅、鲜重、干重、C含量、P含量及C:N等指标高于或等于其他潮区;冬季低潮区互花米草密度、株高、冠幅、C含量以及N:P等指标高于其他潮区。2、采用红树植物秋茄替代互花米草技术治理互花米草的效果显著好于采用刈割翻耕撂置技术。不同季节和不同栽种株距对秋茄幼苗的株高、根长、冠幅、鲜重和干重均有极显著的影响,栽种株距为50cm下秋茄幼苗的株高、根长、鲜重、干重均显著大于其他栽种株距,从夏季到秋季秋茄株高、根长、冠幅等增幅最快,而有机质积累速率则随时间的推移而增快,表明秋茄正处于快速生长阶段。不同季节叶片C、N、P含量有极显著差异,不同株距对叶片C、N、P含量影响均不明显。叶片N、P含量及N:P均表现出秋季最高,春季最低;叶片C含量和C:N均表现出春季最高、秋冬季最低,C:N和N:P存在显著的负相关关系。3、采用刈割翻耕撂置和不同密度的秋茄替代治理互花米草两年后,结果表明:(1)刈割翻耕撂置方法对0-20cm层土壤造成以下影响:提高了土壤的N含量、有机质含量,降低了土壤pH,对P含量和盐度影响不大;对20-40cm土壤造成的影响是提高土壤有机质含量和pH,降低了土壤盐度、N含量和P含量。(2)采用不同密度的秋茄替代治理互花米草对0-20cm层土壤造成以下影响:显著提高了土壤有机质含量和N含量且提高幅度与种植秋茄密度成正比,高密度秋茄显著提高土壤盐度,降低了土壤pH且密度越高pH越低,对土壤P含量影响甚微;对20-40cm层土壤造成的影响是提高了土壤有机质含量且与密度成正相关,降低了土壤N、P含量和pH且密度越高pH越低,对土壤盐度则无规律可寻。4、互花米草生境和秋茄生境中大型底栖动物密度分别介于217ind/m2-308ind/m2和218.02ind/m2-352.03ind/m2之间,生物量分别介于14g/m2-28.19g/m2和23.02g/m2-44.58g/m2,从冬季到夏季密度与生物量均表现为互花米草生境中下降,秋茄生境上升。种植秋茄1年后,提高了大型底栖动物密度和生物量,其中多毛类、甲壳类和其他动物的密度和生物量、软体动物生物量均得到提高。5、采用红树林替代的技术能有效的控制互花米草扩散和生长,对土壤有机成分和底栖动物多样性产生积极影响,同时可增加红树林的种植面积,对滨海湿地生态恢复具有重要意义,建议在滨海湿地互花米草治理的生态工程恢复中采用此技术。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 引言
  • 1.1 红树林的功能及秋茄生物学特征
  • 1.1.1 红树林功能
  • 1.1.2 秋茄的生物学特征
  • 1.2 互花米草的生物学特征及分布
  • 1.2.1 形态学特征
  • 1.2.2 繁殖学特征
  • 1.2.3 生境与分布
  • 1.3 互花米草入侵带来的影响
  • 1.3.1 对非生物环境的影响
  • 1.3.2 对土著植物影响
  • 1.3.3 改变无脊椎动物群落结构
  • 1.3.4 威胁鱼类生境
  • 1.3.5 减少鸟类觅食及栖息场所
  • 1.3.6 经济社会影响
  • 1.4 互花米草的治理方法
  • 1.4.1 互花米草的物理防治
  • 1.4.2 互花米草的化学防治
  • 1.4.3 互花米草的生物防治
  • 1.4.4 互花米草的生物替代
  • 1.4.5 互花米草的综合防治
  • 1.5 本论文的研究目的、意义及主要内容
  • 第2章 互花米草种群特征及C、N、P分析
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 样地自然条件概况
  • 2.1.2 调查及采样方法
  • 2.1.3 植物叶片C、N、P含量测定方法
  • 2.1.4 数据分析
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 互花米草生活史及夏冬季植株密度
  • 2.2.2 夏冬季不同潮区互花米草形态数量特征
  • 2.2.3 夏冬季不同潮区互花米草叶片C、N、P含量
  • 2.3 讨论
  • 2.3.1 互花米草的生活史和密度的时空变化
  • 2.3.2 互花米草叶片C、N、P及化学计量关系
  • 2.4 小结
  • 第3章 秋茄防控互花米草及其生长特性和C、N、P研究
  • 3.1 材料和方法
  • 3.1.1 样地概况
  • 3.1.2 实验设计及采样方法
  • 3.1.3 实验方法
  • 3.1.4 数据处理
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 刈割与秋茄替代控制互花米草效果
  • 3.2.2 季节和密度两因素对秋茄形态数量特征影响
  • 3.2.3 不同密度及季节对秋茄幼苗有机质积累速率的影响
  • 3.2.4 秋茄幼苗的CNP含量
  • 3.2.5 秋茄幼苗叶片C:N及N:P分析
  • 3.3 讨论
  • 3.3.1 两种方法治理互花米草效果
  • 3.3.2 密度与季节对秋茄生长特性的影响
  • 3.3.3 秋茄叶片C、N、P元素含量的分析
  • 3.4 小结
  • 第4章 秋茄样地与互花米草样地土壤理化性质的比较
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 样地自然条件介绍
  • 4.1.2 样品采集与处理
  • 4.1.3 实验方法
  • 4.1.4 数据处理
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 不同防治互花米草方法底质土壤全N含量分析
  • 4.2.2 不同防治互花米草方法底质土壤全P含量分析
  • 4.2.3 互花米草样地与治理样地底质土壤有机质含量分析
  • 4.2.4 互花米草样地与治理样地底质土壤盐度分析
  • 4.2.5 互花米草样地与治理样地底质土壤p H分析
  • 4.3 讨论
  • 4.3.1 刈割和秋茄替代对土壤全N含量的影响
  • 4.3.2 刈割和秋茄替代对土壤全P的影响
  • 4.3.3 刈割和秋茄替代对土壤有机质的影响
  • 4.3.4 刈割和秋茄替代对土壤盐度的影响
  • 4.3.5 刈割和秋茄替代对土壤p H的影响
  • 4.4 小结
  • 第5章 秋茄样地与互花米草样地底栖动物比较分析
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 样地自然条件概况
  • 5.1.2 采样时间及方法
  • 5.2 结果与分析
  • 5.2.1 互花米草样地和秋茄样地大型底栖动物密度以及生物量
  • 5.2.2 季节和生境对几大类底栖动物密度的影响
  • 5.2.3 季节和生境对几大类底栖动物生物量的影响
  • 5.3 讨论
  • 5.4 小结
  • 第6章 结论与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 在学期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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