红树林滩涂生态恢复初步研究
黄煜 彭东 黄懿 指导教师:曾国寿
(福建省厦门市第一中学)
摘要:本研究测定了不同盐度(0‰、5‰、10‰、15‰、20‰、25‰、30‰、40‰),红树植物白骨壤幼苗的发育和泌盐情况;桐花树土培幼苗的成活情况;秋茄在不同底质(泥、沙、土)幼苗的发育情况。实验结果表明:同一底质,样本成熟程度相同,盐度的升高对红树植物的生长是不利的,但仍可生长。通过对秋茄幼苗叶片数量、茎的生长长度、叶展长度的测量比较,可知高盐度会抑制其生长,当达到40‰的盐度环境下秋茄不能发芽。对照组泥培的秋茄幼苗生长得最好,其次是沙培,最后是土培。成熟的秋茄果实培育出的幼苗显然比未成熟的秋茄果实培育出的幼苗生长更快、更好。未成熟的秋茄果实没有发育完全,培育出的幼苗适应能力较差,但仍可生长。通过实验室中用不同盐度、不同底质培植红树林种子和幼苗,得出其最佳生长盐度和底质,指导人工室内培植红树林,为大规模红树林移植作准备,使红树林滩涂生态得到恢复,以保护厦门河口、近海港湾、滩涂的生态平衡,并为生态恢复工程提供科学依据。
关键词:红树植物、盐度、底质、培植
1.引言
红树林(Mangroves)是热带海岸潮滩上中一种特殊的常绿林,它生长于风平浪静、淤泥深厚的海湾或河口高潮线以下的海滩。由于温暖洋流的影响,有的可以分布到亚热带,有的因潮汐的影响,在最高潮边缘而具有水陆两栖现象。红树林生态系统(mangrove ecosystems)处于海洋、陆地的动态交界面,作为独特的海陆边缘生态系统在维持海湾河口生态系统的稳定和平衡中起着特殊的作用,具有重要的生态意义和经济意义。①
厦门红树林现状:40年里年均缩减80亩。据厦门大学生物系王老师介绍,厦门天然的红树林面积已经很少:海沧东屿还残留着十来亩,但是已经非常难看了;杏林也保留着一点了,大概也有十来亩,但是很快就要被围垦掉;再有就是集美的凤林湾,原本有七八十亩,但是因为修建海湾大道,也马上要被围垦掉了,现在大部分的红树林都是人工种植的。
据厦门林业部门的统计,厦门红树林自上世纪60年代至今,从5000余亩红树林已锐减为400余亩。红树林的分布也从海沧、东屿、高崎、集美、同安等地萎缩到东屿、凤林湾、海沧青礁堤岸沿线。④
红树林的生态意义:我国沿海夏秋台风频繁,对海岸堤防威胁甚大。甚至在良好掩护的港湾内部的土质堤防同样易于被暴风增水及暴风浪冲缺成灾。红树林的捕沙促淤造陆与防浪护堤功能十分显著并很早就被人们所认识和得到较普遍承认。最近的研究还表明,红树林生长带与潮汐水位之间存在相当严格的对应关系,红树林成为对海平面变化最敏感的生态系统之一,红树林捕沙促淤的生物地貌功能可以在一定程度上抵消海平面上升增加浸淹强度的负面影响,成为红树林生态系响应和反馈全球变化的主要机制之一。
红树林湿地是海岸带生态关键区。生态关键区(Ecologically Critical Area,简称 ECA)是对维持生物多样性或资源生产力有特别价值的生物活动高度集中的地区,在海岸带综合管理中通常应给以特别的关注和保护。位于海洋和陆地交汇地带的红树林湿地就是一种海岸生态关键区。红树林湿地的另一特点是高生产力、高归还率、高分解率的三高特性,使红树林生态系的能量流动和物质循环高速运转,能量和物质在较快的流动和循环中活性可以大大提高,在维护河口海岸食物链,促进近海水产渔业方面具有重要作用。
研究发现,红树林过滤陆地径流和内陆带出的有机物和污染物,净化空气和海水;红树林植物吸收污染物中的重金属与有机氯农药,均富集在不易转移扩散的树根或树干部位,避免通
过食物链向其它海洋生物及人类传递。红树林区拥有海陆交汇的优越地理位置和胎生胚轴、复杂地面根系、多种鸟类等动植物观光资源,具有观赏、娱乐、知识和教育多种价值,可以实施旅游开发和环境教育相结合,是目前中国红树林保护和利用相结合的最好形式。②
红树林植物共五科八种。生长于九龙江口的红树林大部分属优势树种——秋茄纯林,树型最高达8米多,是罕见的红树林物种。红树林以其块状、带状分布生长,常被称为“海上森林”。红树林生理生态适应力强,耐水渍、耐盐渍,根系发达,不仅能防风消浪、调节气候、消除污染,还能不断生产有机物质;它的木材坚硬可作建材,果实可供食用药用等。
③
红树林的经济意义:据专家测算,每亩红树林的年产出价值在2300~4200元,比水田高出数倍,沿海80%的农户经济收入与红树林相关;如果在红树林景观区周边开发房产,其房价和地价将比城市同类商品房高出20%~40%,这已经被深圳经验所证实。④
2.材料与方法
背景资料:
表1 红树基本特征
叶序 红树林属于什么生态系统 | 花序 | 胎生果 | 特殊的根 | 花期 | 果期 | |
秋茄 白骨壤 桐花树 | 对生 聚伞 对生 聚伞 互生 伞形 | 显胎生 板状根 隐胎生 指状呼吸根 隐胎生 膝根及支柱根 | 4~8月 4~8月 1~4月 | 8~4月 8~10月 5~9月 | ||
(注:1、与木榄、桐花树同样有“胎生苗”的特别生长功能。果实还挂在树上时,种子已长出胚根。果实下落时,尖的胚根会插进泥土内。如果落在海里,能浮水的种子会随水漂流,待退潮时跌在泥土便争取时间生根生长。根据资料两小时会长出根后竖立,再长出叶。长达8个月的孕育期,果实状似笔。 2、从白骨壤的名字已可以想象此红树林露出泥土的通气支根(呼吸根)的形。 3、桐花树的根在泥土表层下成水平线伸展,稳定树身。叶纹较秋茄清晰,叶柄带有红,叶面常见有排出的盐。盐份排泄者还有白骨壤、老鼠勒。) |
2.1第一阶段
2.1.1实地考察
2.1.1.1考察简介
地点:福建九龙江河口龙海市浮宫镇草埔头村附近的红树林 (24°24′N,117°55′E,福建省,厦门以西20公里)
湿地描述:邻近地区人口稠密,有许多小城和村庄。九龙江和另一条小河的河口系统,有许多河道和小岛,微咸沼泽地,红树林沼泽地和潮间沙滩和泥滩。盐度3~30p·p·t,高潮时水深达4米。
气候状况:湿润的亚热带气候,年平均降雨量1,450毫米,年平均气温21.4℃。⑥
时间:2003年国庆放假期间,2004年五一放假期间,共进行2次考察,天气晴好
主要工具:相机、水桶、广泛PH试纸、盐度计、温度计、高枝剪、网兜、铲子等
主要工作:考察记录周边环境。测取海水酸碱度、盐度、温度。2003年十月份采集红树林(秋茄、白骨壤)幼苗、种子,每种各100株左右(n≥85)。2004年五月份采集秋茄果实,550个左右,每次各取海泥4桶。
2.1.1.2考察结果
表2 生长地秋茄树周长和株数的统计
地点 | 树数(棵) | 树胸围平均值(CM) | 树下苗数(株) | 备注 |
草埔头 | 55 | 18.60 | 68 | 树胸围最大为25.12cm, |
最小为15.70cm | ||||
(注:以上数据均在十平方米范围内测定)
当时该生长区域海水盐度为5-12‰,海水PH为6.0-6.5,两次正午水温分别为29℃和31℃,土壤为重粘壤土,盐度为15.27‰±2.52‰。
对比:据1990年8月草埔头地区秋茄样地调查统计每10 M2 有秋茄树29棵,树胸围平均12.73cm,树下苗数66株,树胸围最大为29.5CM,最小为3.5CM。可见,近十年来,草埔头的秋茄林得到了有效的保护,树数和苗数都有一定的增长。
2.1.2培植观察
2.1.2.1秋茄幼苗、秋茄种子、白骨壤种子的海泥培植
(1)准备实验器材:配置盐溶液(0‰、5‰、10‰、15‰、20‰、25‰、30‰、40‰);配置箱(共7箱,每箱12盆,每个品种4盆,每盆4株)
(2)培植方法:把采集得的幼苗(秋茄)和种子(秋茄、白骨壤)分别种植在不同盐度(0‰、5‰、10‰、15‰、20‰、25‰、30‰、40‰)盆中,每种盐度幼苗又分为干、湿两类,(干,即24小时置于空气中,每天浇一次水。湿,即24小时置于水中,每天测一次盐度,每周换一次水)每天观察记录,最终根据记录得出成活率。
(3)结论:白骨壤种子在5‰、10‰、20‰盐度的培育下发芽较好, 15‰发育较为迟缓,幼苗发芽率较低(可能与人为因素有关);25‰植株成活率较高,幼苗发芽率较低;0‰、3
0‰、40‰幼苗根发育较好但子叶发育不全,幼苗矮小,叶片窄小,发芽较晚。自来水培养的白骨壤幼苗生长迟缓的原因可能是缺乏养分。而高盐度(>20‰)对白骨壤幼苗生长有抑制作用。白骨壤幼苗的适宜生长盐度为5‰-20‰。
秋茄幼苗在0‰~30‰均能生长,但成活率普遍偏低。在湿泥和干泥中培养的幼苗生长情况要好于水培和沙培的幼苗。在0‰培养条件下,秋茄能正常生长,说明秋茄能适应低盐度和低养分的环境。表明秋茄对盐度的适应性较白骨壤要广。
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