温州沿海互花米草变迁及其与滩涂开发响应

利用TM数据比较了1993年、2000年和2003年温州沿海互花米草的面积变化,以灵昆岛为例,研究了互花米草引种、繁殖和扩散的特征,并且利用样地和样线对比互花米草与滩涂发育、围垦造陆、海水池塘养殖的相互响应关系.结果显示,温州滩涂互花米草1993～2003年间总面积增加231.99 hm2;互花米草在温州没有形成成熟种子,自然繁殖以根茎为主;在灵昆岛淤长型滩涂上,1993～2003期间互花米草与围垦海堤和海水养殖池塘呈现正响应关系,滩涂淤长速率远大于互花米草,为后者在潮间带中下部扩散提供条件.互花米草对滩涂潮上带的促淤作用明显,因而有利于海水池塘养殖规模扩大,也有利于围海造陆工程.     

不同互花米草(Spartina alterniflora Loisel)密度生境中大型底栖动物群落格局

为了解不同互花米草入侵密度下滩涂大型底栖动物群落结构与差异,评价互花米草入侵对滩涂大型底栖动物资源的影响后果,于2008年7月在浙江省中部沿岸潮间带上区选择互花米草浓密区、稀疏区和光滩进行大型底栖动物群落与互花米草密度调查。对各生境大型底栖动物群落结构与差异进行比较分析,结果显示：①浓密区大型底栖动物种数、栖息密度、生物量、分类多样性指数(Taxonomic diversity index)和分类差异指数(Taxonomic distinctness)均低于其他两种生境,且以上各项参数与互花米草密度呈负相关关系;②稀疏区大型底栖动栖息密度和生物量高于光滩,种数相等,但稀疏区种间的差异程度高于光滩;③浓密区大型底栖动物群落与稀疏区和光滩差异均较大,而稀疏区与光滩差异较小,此外,群落差异程度与互花米草密度差呈正相关关系。     

互花米草在不同生境中的形态可塑性与生物量分配

该文以分布于广西合浦山口红树林保护区的互花米草(Spartina alterniflora)为研究对象,研究了不同的生境条件(淤泥质、泥沙质、沙质)对其形态因子和生物量的影响.结果表明:生境条件对互花米草的形态因子和生物量的生长有显著影响.三种生境中,以淤泥质中生长的互花米草的单位面积株数和生物量最高;比较单株的形态因子,则以泥沙质中的互花米草长势最佳,并与淤泥质、沙质相差显著;在淤泥质与沙质中,除地下生物量外,其它形态因子与生物量之间没有显著差异;在不同的生境中互花米草生物量的分配存在一定的差异;土壤透气性及养分含量可能是影响互花米草形态因子和生物量差异的主要因素.     

我国对外来物种互花米草的研究进展与展望

互花米草是1979年我国从美国引进的外来物种,自引进之后,互花米草在我国沿海分布广泛,对我国沿海环境产生了一定的影响,也引起了我国学者对互花米草进行了广泛系列的研究,得出了一系列有益的成果.我国学者对互花米草的研究从引种栽培、生物学特征、开发利用、环境影响等多方面进行了研究,对引进互花米草对生态环境影响的利弊进行了分析总结,对以后的研究重点方向进行了展望,这对我国更加科学合理地开发利用这一外来物种以及进一步明确以后的研究方向具有一定的指导意义.     

互花米草对持续淹水胁迫的生理响应

对互花米草进行了40cm水深的持续淹水胁迫,研究了其生理指标的响应.结果显示,淹水胁迫下,互花米草叶片中可溶性糖含量和叶绿索含量在初期均显著低于对照,随后逐渐积累并高于对照.丙二醛含量在初期显著高于对照,随后与对照组的差异逐渐减小,至生长季末与对照水平相当.过氧化物酶活性在淹水后63d内均高于对照,至生长季末则低于对照,而超氧化物歧化酶活性则始终高于对照.至生长季末,持续淹水胁迫条件下的互花米草生物量低于对照,其形态学上表现为植株矮小、根系变短、节长变短、地下部分所占生物量比重降低.研究结果表明,持续淹水胁迫对互花米草的生理指标产生影响,但互花米草可以通过生理和形态学的响应来适应这种胁迫,因此,必须进一步结合其它物理控制措施进行综合治理.     

NaOH溶液间歇式处理对互花米草厌氧发酵特性的影响

在中温(35±1)℃条件下,用不同质量分数的NaOH溶液处理一次发酵后的互花米草,并进行批式中温厌氧二次发酵实验.分析了发酵过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、pH值、挥发性脂肪酸(VFA)的变化.结果表明,在总固体含量(TS)为6%的条件下,一次发酵产气率为317mL.g-1(以TS计),甲烷含量为71%,发酵过程中出现酸抑制现象.发酵后原料用4%、6%、8%的NaOH溶液处理后,在TS含量为6%的条件下进行二次发酵,仍均具有很好的产气特性,未出现酸化现象,产气率分别为262、276、282mL.g-1(以TS计),甲烷含量分别为72%、72%、69%.在一次发酵的基础上单位质量TS产气量分别增加了83%、87%、89%.这表明通过NaOH溶液的间歇式处理,能有效地提高互花米草厌氧消化的沼气产率.     

入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)叶绿素荧光对淹水胁迫的响应

在上海崇明东滩国家级鸟类自然保护区生态修复示范样地中,开展了持续淹水技术治理入侵植物互花米草的物理控制实验.同时,应用叶绿素荧光技术,分别研究了连续2年持续水淹和淹水1年后排水恢复自然生境条件下,外来入侵植物互花米草叶绿素荧光动力学参数及叶绿素含量的动态变化.结果表明,第1年持续淹水降低了互花米草体内的叶绿素含量和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、光合电子传递速率(ETR)和光化学猝灭(qP)等叶绿素荧光动力参数值,抑制了互花米草的光合作用.随着淹水时间的延长,到第2年生长季节时互花米草已可以通过调节热耗散或其他生理生态指标来适应淹水环境,满足其生长繁殖的需要.一旦解除淹水胁迫,互花米草的光合活性可迅速恢复,甚至超过对照,表现出很强的恢复能力.持续淹水胁迫仅能在初期抑制互花米草的光合作用,随着淹水时间的延长,互花米草可以通过调节其他生理指标来适应淹水环境,保障光合作用的正常进行.     

上海地区外来种互花米草的生态效益综合评估

通过介绍互花米草及其在上海地区的分布状况,以2006年为基准年,利用能值分析法、市场价值法、专家评估法、替代市场法、防护费用法和恢复费用法等方法,评估上海地区互花米草提供的生态服务价值,包括促淤造陆、消浪护岸、大气组分调节、物质生产、水分调节、营养积累以及净化功能等七项价值,以反映其正面生态效益,估算出2006年上海地区互花米草提供的总价值约为15.93亿元/a,其中物质生产以及大气组分调节价值较大,促淤造陆次之;并从环境和经济两方面分析了上海地区互花米草所带来的负面效益。提出不应夸大互花米草的负面效应。     

烟气脱硫石膏对围垦滩涂土壤的脱盐作用

依靠自然降水淋洗和植物演替,围垦滩涂土壤脱盐需要数十年。烟气脱硫石膏可以通过钙(Ca2+)钠(Na+)交换将这一自然脱盐过程缩短到数年内。自2011年起,在长江三角洲崇明岛围垦滩涂进行了现场试验,烟气脱硫石膏的施用量为0,15,30,45和60 t/hm2。结果表明,在年平均降雨量为1 050 mm的条件下,施用烟气脱硫石膏的第2年,滩涂盐碱地表层土壤(0~30 cm)脱盐效果明显,用土壤交换性钠百分率表达的土壤碱化度(ESP)下降了53%。滩涂草本植物的物种数量和覆盖度随烟气脱硫石膏施用比例增加而提高(P0.05),在现场1 m×1 m样方中发现有盐生草本碱蓬、蒲公英、野艾蒿,甚至苜蓿和喜旱莲子草等非盐生植物取代了原优势盐生植物芦苇。较高烟气脱硫石膏处理过的围垦滩涂木本植物的成活率也明显高于未处理的控制地块(P0.05)。安全使用烟气脱硫石膏可望大规模地有效改善围垦滩涂盐碱土壤质量和生态环境。     

青堆子湾滩涂围垦对大型底栖动物的影响

为了研究滩涂围垦对近岸大型底栖动物群落结构的影响,于2011~2012年在青堆子海湾布设了16个监测站位,开展了4个季节的调查工作。运用ABC曲线、聚类分析（CLA）,重点分析了滩涂围垦对大型底栖生物分布的影响。结果表明:（1）近岸大型底栖动物群落结构受扰动明显,与历史数据对比,物种数、栖息密度、生物量下降明显,经济物种损失严重;（2）近岸大型底栖动物种数、栖息密度、生物量明显低于远岸;（3）ABC曲线、聚类分析结果表明,调查海域大型底栖生物群落受干扰程度明显,群落结构相似性程度较低,滩涂围垦导致近岸沉积环境形成了多个不同类型的小生境。     

互花米草厌氧消化产沼气的实验研究

为探索入侵物种互花米草厌氧生物处理的可行性,研究了互花米草中温批式厌氧发酵的产气特性和物质转化过程.结果表明,互花米草的产气率随VS负荷的增加呈现先增加后降低的趋势,当VS浓度为6.0%时,产气效果最好,产气量为294.84mL/g VS.发酵过程中,有机酸先增加后降低,pH值与有机酸呈极显著的负相关(R=-0.97508),该发酵过程为丁酸型发酵.互花米草中的维管束、薄壁细胞以及纹孔,有利于其进行厌氧生物处理, 发酵后的互花米草外观变得毛糙,出现了很多丝状物,维管束结构破坏严重,皮层和薄壁细胞不易被厌氧微生物破坏.FTIR和XRD结果显示,厌氧微生物不但利用互花米草中的易分解有机物,对纤维素的结晶区也有一定的破坏,发酵后的互花米草木质素相对含量增加.     

物理措施控制互花米草的长期效果研究

以上海崇明东滩湿地入侵植物互花米草为研究对象,进行翻耕、碎根、刈割和生物替代控制实验。在控制措施实施后第3 a的2007年生长季,继续监测不同控制措施的长期效果。研究结果显示,(1)2007年生长季初期,不同深度翻耕处理之间以及与对照已无显著性差异,翻耕处理不能长期抑制互花米草;(2)经过3个生长季,碎根处理也与对照无显著性差异;(3)不同月份刈割的处理效果之间差异显著,经过3个生长季后,8月份扬花期刈割对互花米草生长抑制的效果最好,为最佳控制时间;(4)生物替代试验中,在移栽后第3个生长季,深度翻耕处理样方中已无存活芦苇,其它样方中的芦苇存活率、植株密度、结穗率也比前两个生长季显著下降。研究结果表明,互花米草是一种适应性很强的外来物种,利用单一的物理控制措施不能长期有效地根除互花米草,必须采取综合控制措施进行治理。     

互花米草入侵对广西北海光滩大型底栖动物群落的影响

为探讨互花米草入侵对广西北部湾光滩的生态影响,于2012年7月—2013年9月对北海市青山头地区的互花米草群丛和光滩2种生境分别连续进行5次大型底栖动物群落采样,分析不同采样时间和生境下大型底栖动物的物种组成、生物量、总栖息密度、群落生物多样性、群落结构等群落特征. 结果表明:①该区域内大型底栖动物共15种,隶属于4门5纲11科,其中中国绿螂(Glauconome chinensis)占互花米草群丛大型底栖动物个体总数的86.7%,为绝对优势物种;短指和尚蟹(Mictyris brevidactylus)为光滩的优势物种. ②双因素方差分析(two-way ANOVA)结果显示,互花米草入侵光滩后大型底栖动物物种数量显著增加,并且互花米草群丛中中国绿螂个体数量的剧增也显著增加了大型底栖动物的生物量和总栖息密度,而采样时间对大型底栖动物物种数、生物量和总栖息密度的影响不显著;不同生境和采样时间均未对大型底栖动物的多样性指数产生显著影响. ③非度量多维度分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)结果表明,互花米草群丛与光滩的大型底栖动物物种群落相似度较高,但与2012年10月相比,2013年9月互花米草和光滩大型底栖动物群落相似度降低,因此可能随着互花米草入侵时间的增加,其对大型底栖动物群落的影响也不同.      

海州湾海洋牧场的长期环境效应研究

为探讨海州湾海洋牧场的长期环境效应,调查了2010~2015年牧场区和对照区沉积物总氮（TP）、总磷（TN）、水体活性磷酸盐（PO₄^3--P）、总溶解无机氮（DIN）含量,浮游植物和底栖动物的生物量.结果表明：人工鱼礁和贻贝、藻类的养殖造成了牧场区沉积物TN的累积,由2010年的266.62mg/kg增加至2015年的596.21mg/kg.浮游植物的高丰度加快了牧场区和对照区沉积物生物有效性磷的释放,造成TP含量呈减小趋势.牧场区由2010年的547.26mg/kg下降至2015年的317.25mg/kg,对照区由2010年的438.21mg/kg下降至2015年的342.97mg/kg.TP含量的空间分布由牧场区（547.26mg/kg） > 对照区（438.21mg/kg）转变为牧场区（317.25mg/kg） < 对照区（342.97mg/kg）.底栖动物对沉积物-水界面的营养盐交换通量的贡献较低,不是TP、TN变化的主导因素.牧场区DIN含量更易受到沉积物TN的影响,对照区PO₄^3--P的含量变化与TP保持了一致性.高溶解氧环境和高TN含量为牧场区提供了内源性的NH₄⁺-N.牧场区的N/P更接近最适值,海州湾海洋牧场建设取得了一定的生态修复效果.     

Influence of flooding and vegetation on carbon, nitrogen, and phosphorus dynamics in the pore water of a Spartina alterniflora salt marsh

Four sites were selected in a salt marsh in the Bah′?a Blanca Estuary (Argentina): (1) low marsh (flooded by the tide twice daily) vegetated by S. alterniflora; (2) non-vegetated low marsh; (3) high marsh (flooded only in spring tides) vegetated by S. alterniflora; (4) non-vegetated high marsh. The pH and Eh were measured in sediments, while dissolved nutrients (ammonium, nitrate, nitrite and phosphate) and particulate organic matter (POM) were determined in pore water. pH (6.2–8.7) was only a ected by vegetation in low areas. Eh (from –300 to 250 mV) was lower at low sites than at high ones; in the latter, the values were higher in the non-vegetated sediments. The POM concentration was greater in the high marsh than in the low marsh, with no e ect of vegetation. Ammonium was the most abundant nitrogen nutrient species in pore water, except in the non-vegetated high marsh where nitrate concentration was higher. All nitrogen nutrients were a ected by both flooding and vegetation. Phosphate was always present in pore water at all sites throughout the year and its concentration varied within narrow limits, with no e ect of flooding and greater values always at non-vegetated sites. Our results showed that the variability of the pore water composition within the marsh is greater than the temporal variation, meaning that both tidal flooding and vegetation are important in the dynamics of nutrients and organic matter in the sediment pore water.     

海州湾秋季沉积物磷的形态分布及生物有效性

采用改进的连续提取法（SEDEX法）对2016年秋季（10月）海州湾的表层和柱状沉积物进行磷形态测定,研究不同形态磷的分布特征并分析其生物有效性.结果表明：表层沉积物样品总磷的含量为0.340~0.445mg/g,无机磷的含量为0.271~0.350mg/g;柱状沉积物中总磷的含量为0.367~0.614mg/g,无机磷的含量为0.302~0.443mg/g.总磷中以无机磷为主要赋存形态,无机磷中又以原生碎屑磷为主,各形态磷的含量大小顺序为;总磷（TP） > 无机磷（IP） > 原生碎屑磷（DAP） > 自生钙结合态磷（ACa-P） > 有机磷（OP） > 不稳态磷及铁结合态磷（Fe-P）.通过对磷的生物有效性研究发现,本次调查海域表层沉积物中的生物有效磷（BAP）含量为0.069~0.143mg/g,在TP中所占的百分比为19.44%~32.66%,平均值为24.17%;柱状沉积物的BAP含量为0.062~0.217mg/g,在TP中所占的百分比为16.11%~43.54%,平均值为30.77%,磷的释放风险较小.沉积物各形态磷与粒径的相关性结果显示,在柱状沉积物中,Fe-P、OP和ACa-P与细粘土、粗粘土和细粉砂为正相关性,而与粗粉砂、细砂和中砂则为负相关性,DAP则主要与粗粉砂、细砂和中砂表现出了极显著正相关性,与细粘土、粗粘土和细粉砂表现出显著负相关性,BAP与颗粒物粒径的相关性则具有一定的差异性,具体表现在不同粒径组成和平面分布上.     

连云港海州湾海域表层水体和沉积物中微塑料的分布特征

近年来,微塑料成为国内外广泛关注的新型海洋污染物,海湾作为人类在海岸环境中的主要活动地区,一直是海洋污染物聚集地,但我国对近岸大部分中小型海湾环境中微塑料的分布状况仍鲜见报道.为了解我国近岸中小型海湾的微塑料污染特征,本研究以江苏省海州湾海域表层海水和沉积物中采集的微塑料为样本,通过定性和定量方法研究了表层水和沉积物中微塑料主要类型和丰度及空间分布特征.结果表明,海州湾表层水体和沉积物中的微塑料丰度分别为(2.60±1.40)个·m~(-3)和(0.33±0.26)个·g~(-1),在国内近岸环境(表层水0.33～545.00个·m~(-3),沉积物0.07～2.58个·g~(-1))中,海州湾表层水中的微塑料丰度处于较低水平,但沉积物中的微塑料处于较高水平.塑料污染物的粒径大小在水体中分布范围为0.08～13.48 mm,其中,微塑料(粒径5 mm)占91.8%,塑料污染物在沉积物中粒径的分布范围为0.04～14.74 mm,微塑料占91.4%,水体和沉积物中60%以上的微塑料粒径小于2.00 mm.海州湾海域微塑料的形态以纤维状为主,占92%;颜色以蓝色和黑色为主,占70%;材质以人造纤维和PET为主,占79.4%.表层水中微塑料的分布与悬浮物浓度分布具有显著的相关性(P0.05),沉积物中微塑料的分布受多方面因素影响,其分布规律与表层水中微塑料的分布以及沉积物中粒径的分布都具有较大差异性.通过对微塑料的形态特征以及成分组成的分析表明,海州湾的微塑料主要来源于海水养殖和沿岸陆源输入.