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關系研究.pdf

1、紅樹林因其高的初級生產力和生境異質性支持了紅樹林生態(tài)系統(tǒng)豐富的生物多樣性和復雜的食物網結構，而以前的研究顯示互花米草入侵紅樹林生態(tài)系統(tǒng)后可能會對底棲動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)食物網關系。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物和游泳動物食物來源的研究報道。本博士論文研究利用穩(wěn)定同位素技術系統(tǒng)分析了互花米草入侵對福建漳江口(N23°55.719′，E117°26.436′)紅樹林周邊水域內浮游動物

2、和游泳動物的食物來源，并跟蹤了三個紅樹林生態(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物群落結構和主要物種食物源的變化，主要結果和結論如下:
　　(1)漳江口周邊水體葉綠素a含量表現出較大的時空變化，在夏季和春季最高，而冬季最低，并于鹽度之間存在顯著負相關關系。冬季顆粒有機物(POM)組成相對穩(wěn)定，自近岸到近海處，陸源紅樹植物平均貢獻度下降(30.6％-24.1％)，而海源浮游植物的平均貢獻度逐漸升高(23％-28％)，本

3、地源底棲微藻的平均貢獻度在33％-35％之間，而互花米草的平均貢獻度低于15％。夏季POM組成變化較大，近岸處紅樹植物的平均貢獻度高達62.1％，近海處平均貢獻度也達到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％）的平均貢獻度均隨近岸到近海呈上升趨勢?？傮w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物的主

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

5、處下降至14.5％，POM和BMA的平均貢獻度在14％-28％之間變化，入侵種互花米草平均貢獻度范圍也較廣，在4％-45％之間變化。浮游動物主要有機碳來源是本地源的紅樹植物和底棲微藻等，但互花米草也能對浮游動物的有機碳來源比例造成顯著影響，平均貢獻度低于50％，考慮其貢獻比例范圍，最高可達59％，成為浮游動物主要食物源。
　　(3)福建漳江口潮溝內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。對這些魚類組織的穩(wěn)定同位素分析結果顯示，互花米草對6種魚類的有機碳源貢獻度，除對黃鰭鯛的貢獻度最低值為28％(28-57％)之外，對其它5種魚類的有機碳貢獻度最低均在50％以上，

7、表明互花米草已經同化入本地食物網，成為高營養(yǎng)層次的魚類的主要有機碳源。6種魚類中，只有黃鰭鯛表現出穩(wěn)定同位素值與個體體長之間顯著相關性:個體小于10cm的黃鰭鯛的613C和815N值分別比個體大于10cm的黃鰭鯛高出5.9‰和3.4‰;小個體黃鰭鯛高的營養(yǎng)級位置表明其捕食特性，而隨著個體生長，其食性發(fā)生轉變，主要碳源也由互花米草轉變?yōu)槲⒃濉?br>　　(4)對福建湄洲灣(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年秋茄修復樣地大型底棲動物群落結構進行了調查，發(fā)現前期物理處理手段和紅樹種植對大型底棲動物的群落結構造成了影響，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，小個體生物更易于適應新環(huán)境。對大洲島互花米草、1年修復秋茄樣地、10年秋茄林和40年秋茄成熟林內底棲動物群落結構和多樣性水平的比較結果顯示:各多樣性指數在個樣地

9、之間均無顯著差異，但底棲動物群落組成可能受到了修復過程的影響。四個樣地之間總密度雖未表現出顯著差異(P＞0.05），但10年秋茄林內多毛類密度最高，而軟體動物密度最低（P＜0.05）。總生物量方面，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)定同位素技術比較湄洲灣、閩江口和大洲島互花米草及不同修復年份秋茄林內底棲動物食物來源，結

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年修復樣地內底棲動物有機碳源依舊以互花米草為主;隨修復年份增加，互花米草對底棲動物的食物貢獻水平逐漸下降，但修復10年后，林內底棲動物食物源組成與40年成熟林之間仍有差異，表明紅樹林替代互花米草修復過程中底棲動物食物源改變較為緩慢。不同攝食類型的底棲動物食物源變化對秋茄替代互花米草修復過程響應的時間存在差異，植食性物種的食物源隨秋茄修復互花米草在3年左右已有較大變化，隨著修復進行，

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