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潮间带鼠尾藻床构建技术研究

作　者: 于永强
导　师: 张全胜
学　校: 烟台大学
专　业: 水生生物学
关键词: 鼠尾藻床潮间带修复胁迫叶绿素荧光
分类号: S968.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

海藻床(Seaweed beds)是由大型海藻群体和其他海洋生物群落共同构成的一种近岸海洋生态系统,在近岸海域发挥众多的生态功能。但近年来,全球范围内天然海藻床呈衰退趋势。潮间带是淹没和露空两种环境动态交替的地带,栖息于此生境中的大型海藻处于连续变化的海洋和陆地环境中,因此相比潮下带,潮间带开展海藻床的构建工作更具挑战性。本文以潮间带营固着生活的克隆海藻-鼠尾藻为建群种,选择潮间带这一独特且严酷生境为示范区,采用“生境营造-种苗播种-遮阳网覆盖”新模式,成功构建鼠尾藻床。主要研究结果如下：1.小黑山岛潮间带大型底栖海藻时空分布及多样性研究采用生态学调查的方法,环绕小黑山岛共布设32处断面开展潮间带大型底栖海藻组成、分布及多样性研究。结果表明：共鉴定出大型底栖海藻46种,其中红藻门33种,褐藻门9种,绿藻门4种,区系特征明显,大型底栖海藻的季节演替也非常明显,夏季物种数(39种)明显高于春季(19种)、秋季(21种)和冬季(21种),各季节均出现的物种只有11种；由物种优势度可见,不同季节主要优势种有相同之处,但其群落的功能地位随季节而发生较大变化,比如鼠尾藻春季,秋季和冬季为第1优势种,但夏季是第3优势种；Shannon-Weaver’s多样性指数(H),Margalef’s物种丰富度指数(R)和Pielou’s均匀度指数(J’)平均值春季分别为1.64±0.27、0.60±0.36、0.60±0.22,夏季分别为2.07±0.33、0.90±0.21、、0.67±0.22,秋季分别为1.81±0.15、0.74±0.25、0.63±0.30,冬季分别为1.88±0.27、0.76±0.15、0.59±0.1。各断面多样性差异较大,这与小黑山岛各断面潮间带大型底栖藻类的稳定和复杂性有很大关系。对比历史数据,鼠尾藻作为优势种构成的潮间带海藻床产生衰退演替,藻类多样性降低。2.模拟潮间带干露环境下鼠尾藻光合量子产量的日变化采用全析因设计(Full Factorial Designs),模拟潮间带潮汐循环,分析了鼠尾藻光合日变化及主导影响环境因子。结果表明：鼠尾藻具有阳生植物的光合特征,最大((Fv/Fm)和有效量子产量(ΦPSII)随上午光强增加而下降,正午达到最小值,下午光强减小时光合活动立即恢复,表明动态光抑制的发生。重复测量方差分析(Repeated Measures ANOVA)表明温度、潮汐模式和干露显著影响了藻株的光合量子产量。相比8℃和15℃,25℃培养时,Fv/Fm和ΦPSⅡ下降速率更快,高温下藻株对光抑制更敏感,光合活动仅在8℃时能够完全恢复；与上午低潮相比,下午低潮时,干露初期光合量子产量增加,但干露末期光合产量下降程度更大,且恢复缓慢,2h干露没有显著影响光合活动；中等胁迫时(8℃时干露6h和15℃时干露4h),藻株光合活动显著性抑制,随后发生部分或完全恢复；极端条件(15℃或25℃时干露6h和25℃时干露4h)导致光合活动完全抑制,至次日清晨恢复没有发生。基于效应大小估计(Magnitude of Effect),在模拟的日变化光环境下,干露是影响藻株光合作用的首要因素。该结果解释了该物种的自然分布格局,即栖息于海浪运动频繁的岩礁潮间带石沼中。因此,在潮间带地区进行鼠尾藻床修复,开展“避免或减轻低潮时干露胁迫”的生境营造是首要的工作。3.小黑山岛潮间带鼠尾藻床的构建在岩礁潮间带生境,人工筑槽以消除干露,室内蓄养成熟藻株获取萌发孢子体后在槽中播种,随后遮阳网覆盖降低海浪水流对播种幼孢子体的驱逐。结果表明：鼠尾藻萌发孢子体播种24小时内,假根快速生长,并牢固地附着于人工营造水泥槽的底面上。播种两个月后,幼孢子体长度达到15-20mm；一年后,鼠尾藻密度达118.5±13.2株/m2,丰富度32.7±0.1%,平均长度34.2±1.6cm,分株的数量为7.3±0.6个；藻体成熟比例达73.62±2.97%,意味着成熟藻株可通过有性生殖更新新个体,鼠尾藻种群进一步拓殖。此外,建群区发现其他7种底栖海藻,人工鼠尾藻床Shanno n-Weaver’s多样性指数(H’),Margalef’s物种丰富度指数(R)和Pielou’s均匀度指数(J’)分别为1.06±0.09,0.65±0.04和0.67±0.05,表明鼠尾藻床的构建丰富了底栖藻类群落。总之“生境营造-萌发孢子体播种-遮阳网覆盖”新模式,是一种有效易行的构建鼠尾藻床办法。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-11
前言  11-12
1 文献综述  12-25
  1.1 海藻床的研究进展  12-14
    1.1.1 天然海藻床概念  12
    1.1.2 海藻床的生态功能  12-13
    1.1.3 海藻床的退化现象  13-14
  1.2 人工海藻床构建技术的研究进展  14-17
    1.2.1 人工海藻床概念  14
    1.2.2 人工海藻床构建技术  14
    1.2.3 人工海藻床构建现状  14-16
    1.2.4 人工海藻床构建建群种选择  16-17
  1.3 建群种马尾藻种群的研究进展  17-20
    1.3.1 马尾藻种群的时空变化特征  17-18
    1.3.2 马尾藻种群时空变化的影响因子  18-20
    1.3.3 马尾藻种群的研究展望  20
  1.4 研究对象  20-22
    1.4.1 鼠尾藻分类地位及形态学特征  20-21
    1.4.2 鼠尾藻生活史概述  21-22
    1.4.3 鼠尾藻生态和经济价值  22
  1.5 小黑山岛地理概况  22-23
  1.6 研究目的和意义  23
  1.7 本文的研究内容  23-25
2 小黑山岛潮间带大型底栖海藻时空分布及多样性研究  25-37
  2.1 材料和方法  25-29
    2.1.1 调查区域概况  25-26
    2.1.2 调查方法  26-27
    2.1.3 分析方法  27-29
  2.2 结果与分析  29-35
    2.2.1 大型底栖海藻的种类组成及其季节变化  29-30
    2.2.2 大型底栖海藻优势种的季节变化  30-31
    2.2.3 大型底栖海藻多样性的季节变化  31-35
  2.3 讨论  35-37
3 模拟潮间带干露环境下鼠尾藻光合量子产量的日变化  37-49
  3.1 材料和方法  38-40
    3.1.1 海藻采集  38
    3.1.2 日潮汐干露模拟  38-39
    3.1.3 叶绿素荧光测量  39-40
    3.1.4 数据分析  40
  3.2 结果与分析  40-46
    3.2.1 光合活动的日变化  40
    3.2.2 温度胁迫  40-41
    3.2.3 潮汐模式胁迫  41-44
    3.2.4 干露胁迫  44-46
    3.2.5 温度、潮汐模式和干露叠加胁迫  46
  3.3 讨论  46-49
4 小黑山岛潮间带鼠尾藻床的构建  49-61
  4.1 材料和方法  50-53
    4.1.1 修复站点选择  50-51
    4.1.2 生境营造  51
    4.1.3 萌发孢子体采集  51-52
    4.1.4 萌发孢子体播种  52
    4.1.5 数据获取  52-53
    4.1.6 数据分析  53
  4.2 结果与分析  53-58
    4.2.1 鼠尾藻孢子体早期阶段生长  53
    4.2.2 鼠尾藻密度和形态学  53-57
    4.2.3 大型底栖藻类多样性及丰富度  57-58
  4.3 讨论  58-61
5 结论  61-63
6 展望  63-64
参考文献  64-73
致谢  73-74
附录一  74-76

潮间带鼠尾藻床构建技术研究

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