互花米草入侵和利用本土紅樹植物防控情境下紅樹林濕地食物網(wǎng)關(guān)系研究.pdf

1、紅樹林因其高的初級(jí)生產(chǎn)力和生境異質(zhì)性支持了紅樹林生態(tài)系統(tǒng)豐富的生物多樣性和復(fù)雜的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而以前的研究顯示互花米草入侵紅樹林生態(tài)系統(tǒng)后可能會(huì)對(duì)底棲動(dòng)物食物源造成顯著影響，從而改變了紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)關(guān)系。然而，至今未見互花米草入侵如何影響紅樹林周邊水域浮游動(dòng)物和游泳動(dòng)物食物來源的研究報(bào)道。本博士論文研究利用穩(wěn)定同位素技術(shù)系統(tǒng)分析了互花米草入侵對(duì)福建漳江口(N23°55.719′，E117°26.436′)紅樹林周邊水域內(nèi)浮游動(dòng)物

2、和游泳動(dòng)物的食物來源，并跟蹤了三個(gè)紅樹林生態(tài)系統(tǒng)中利用本地紅樹植物替代互花米草過程中大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和主要物種食物源的變化，主要結(jié)果和結(jié)論如下:
　　(1)漳江口周邊水體葉綠素a含量表現(xiàn)出較大的時(shí)空變化，在夏季和春季最高，而冬季最低，并于鹽度之間存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。冬季顆粒有機(jī)物(POM)組成相對(duì)穩(wěn)定，自近岸到近海處，陸源紅樹植物平均貢獻(xiàn)度下降(30.6％-24.1％)，而海源浮游植物的平均貢獻(xiàn)度逐漸升高(23％-28％)，本

3、地源底棲微藻的平均貢獻(xiàn)度在33％-35％之間，而互花米草的平均貢獻(xiàn)度低于15％。夏季POM組成變化較大，近岸處紅樹植物的平均貢獻(xiàn)度高達(dá)62.1％，近海處平均貢獻(xiàn)度也達(dá)到33.5％，海源浮游植物(Phytoplankton)(10.9％-20.9％)、底棲微藻(BMA)（21.4％-31.4％）和入侵種互花米草（5.7％-10.7％）的平均貢獻(xiàn)度均隨近岸到近海呈上升趨勢(shì)。總體來講，本地紅樹植物和底棲微藻及海源浮游植物是漳江口顆粒有機(jī)物的主

4、要貢獻(xiàn)者，而入侵種互花米草對(duì)POM組成的貢獻(xiàn)度較低，平均低于15％，貢獻(xiàn)范圍最高也低于40％。
　　(2)漳江口浮游動(dòng)物總密度在不同季節(jié)之間表現(xiàn)出顯著差異，夏季最高，冬季最低。浮游動(dòng)物的有機(jī)碳來源方面，冬季陸源紅樹植物對(duì)浮游動(dòng)物貢獻(xiàn)較小，低于21％，POM和BMA的平均貢獻(xiàn)度在24-34％之間變化，而互花米草平均貢獻(xiàn)度在15％-35％之間。夏季浮游動(dòng)物有機(jī)碳來源變化較大，近岸處陸源紅樹植物的平均貢獻(xiàn)度高達(dá)65.6％，但隨近岸到近海

5、處下降至14.5％，POM和BMA的平均貢獻(xiàn)度在14％-28％之間變化，入侵種互花米草平均貢獻(xiàn)度范圍也較廣，在4％-45％之間變化。浮游動(dòng)物主要有機(jī)碳來源是本地源的紅樹植物和底棲微藻等，但互花米草也能對(duì)浮游動(dòng)物的有機(jī)碳來源比例造成顯著影響，平均貢獻(xiàn)度低于50％，考慮其貢獻(xiàn)比例范圍，最高可達(dá)59％，成為浮游動(dòng)物主要食物源。
　　(3)福建漳江口潮溝內(nèi)采集到的魚類主要有碎屑食性的前鱗鯔(Osteomugilophuyseni)，雜食性

6、的擬矛尾復(fù)鰕虎魚(Parachaeturichthyspolynerna)，七絲鱭(Coiliagrayii)和黃鰭鯛(Sparuslatus)以及肉食性的花鱸(Lateolabraxjaponicus)和尖吻蛇鰻(Ophichthusapicalis)等6種。對(duì)這些魚類組織的穩(wěn)定同位素分析結(jié)果顯示，互花米草對(duì)6種魚類的有機(jī)碳源貢獻(xiàn)度，除對(duì)黃鰭鯛的貢獻(xiàn)度最低值為28％(28-57％)之外，對(duì)其它5種魚類的有機(jī)碳貢獻(xiàn)度最低均在50％以上，

7、表明互花米草已經(jīng)同化入本地食物網(wǎng)，成為高營(yíng)養(yǎng)層次的魚類的主要有機(jī)碳源。6種魚類中，只有黃鰭鯛表現(xiàn)出穩(wěn)定同位素值與個(gè)體體長(zhǎng)之間顯著相關(guān)性:個(gè)體小于10cm的黃鰭鯛的613C和815N值分別比個(gè)體大于10cm的黃鰭鯛高出5.9‰和3.4‰;小個(gè)體黃鰭鯛高的營(yíng)養(yǎng)級(jí)位置表明其捕食特性，而隨著個(gè)體生長(zhǎng)，其食性發(fā)生轉(zhuǎn)變，主要碳源也由互花米草轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒃濉?br>　　(4)對(duì)福建湄洲灣(N25°14.552′，E118°53.314′)、閩江口(N26

8、°01.934′，E119°37.707′)和漳江口大洲島三地互花米草及1年秋茄修復(fù)樣地大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)前期物理處理手段和紅樹種植對(duì)大型底棲動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)造成了影響，主要是改變了底上生活型甲殼類和腹足類的密度和生物量，底下生活型多毛類密度和生物量并未受到影響，小個(gè)體生物更易于適應(yīng)新環(huán)境。對(duì)大洲島互花米草、1年修復(fù)秋茄樣地、10年秋茄林和40年秋茄成熟林內(nèi)底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和多樣性水平的比較結(jié)果顯示:各多樣性指數(shù)在個(gè)樣地

9、之間均無顯著差異，但底棲動(dòng)物群落組成可能受到了修復(fù)過程的影響。四個(gè)樣地之間總密度雖未表現(xiàn)出顯著差異(P＞0.05），但10年秋茄林內(nèi)多毛類密度最高，而軟體動(dòng)物密度最低（P＜0.05）?？偵锪糠矫?，10年秋茄林總生物量最低，顯著低于互花米草(P＜0.05)，而與1年修復(fù)樣地和40年成熟秋茄林之間差異不顯著(均為P＞0.05)。
　　(5)利用穩(wěn)定同位素技術(shù)比較湄洲灣、閩江口和大洲島互花米草及不同修復(fù)年份秋茄林內(nèi)底棲動(dòng)物食物來源，結(jié)

10、果表明:紅樹替代互花米草前期工程處理并未改變其食物源，1年修復(fù)樣地內(nèi)底棲動(dòng)物有機(jī)碳源依舊以互花米草為主;隨修復(fù)年份增加，互花米草對(duì)底棲動(dòng)物的食物貢獻(xiàn)水平逐漸下降，但修復(fù)10年后，林內(nèi)底棲動(dòng)物食物源組成與40年成熟林之間仍有差異，表明紅樹林替代互花米草修復(fù)過程中底棲動(dòng)物食物源改變較為緩慢。不同攝食類型的底棲動(dòng)物食物源變化對(duì)秋茄替代互花米草修復(fù)過程響應(yīng)的時(shí)間存在差異，植食性物種的食物源隨秋茄修復(fù)互花米草在3年左右已有較大變化，隨著修復(fù)進(jìn)行，

11、互花米草在6年修復(fù)秋茄林內(nèi)平均碳源貢獻(xiàn)度可以降至50％以下;而底棲碎屑食性的腹足類和蟹類在3年修復(fù)秋茄林內(nèi)互花米草來源有機(jī)物質(zhì)對(duì)其有機(jī)碳源貢獻(xiàn)依舊為100％，在6年秋茄林內(nèi)碎屑食性側(cè)足厚蟹中來自互花米草的有機(jī)碳降低至70％以下。
　　綜上，互花米草入侵紅樹林生態(tài)系統(tǒng)后不僅對(duì)大型底棲動(dòng)物的食物源造成了影響，也改變了周邊水體中浮游動(dòng)物和游泳動(dòng)物的有機(jī)碳來源;利用本土紅樹植物替代控制互花米草可以修復(fù)大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及其食物源，使其由