中国温带海域新发现较大面积(大于50ha)的海草床:Ⅰ黄河河口区罕见大面积日本鳗草海草床

日本鳗草(Zostera japonica)原是中国沿海潮间带较为常见的海草种类,近些年来随着生境的破坏其分布面积急遽下降,较大面积连续分布的海草床已经非常少见。2015年5月和8月,在山东黄河河口区发现了超过1000 ha几乎连续分布的日本鳗草海草床,与互花米草生境相邻,形成独特的生态景观。对日本鳗草生物量和种群补充等基本生物学指标也进行了调查。该发现极大丰富了中国海草数据库,并为日本鳗草的深入研究及保护提供了得天独厚的实验基地。

黄河口日本鳗草(Zostera japonica)在环境胁迫下的光合响应研究

针对黄河口日本鳗草面临的水体浊度变化造成的光限制及重金属污染等双重胁迫,综合野外监测和室内控制实验,分别研究了水体浊度、重金属Cu胁迫以及重金属Cu与浊度耦合胁迫下的日本鳗草光合响应特征.研究发现:浊度胁迫、浊度与低浓度重金属Cu耦合胁迫下,日本鳗草叶片叶绿素含量降低,光合色素的合成受到抑制;叶绿素a与叶绿素b的质量比值较高,表明捕光色素复合体II含量低的同时,叶片通过减少对光能的捕获,降低了日本鳗草光合机构遭受破坏的风险;而在单一的浊度胁迫下,随着光化学猝灭系数下降,日本鳗草用于电子传递的能量逐渐减少,光能利用效率降低;随胁迫时间延长,日本鳗草最大光化学效率也出现下降;同样单一重金属Cu胁迫下,日本鳗草对Cu长期处理表现出抗性差,其光合作用也受到较大影响.据此推测,日本鳗草是对浊度胁迫有一定适应性的海草种类,但污染胁迫如重金属Cu对日本鳗草光合作用影响比水体浊度胁迫影响更大.

黄河口互花米草对日本鳗草Zostera japonica的入侵生态效应

日本鳗草(Zostera japonica)是中国沿海潮间带较为常见的海草种类,随着全球变化和人类活动干扰的影响,面临着生境破碎化、种群退化的巨大威胁。互花米草(Spartina alterniflora)入侵是当前中国滨海生态系统中突出的生态问题之一,对黄河口日本鳗草种群带来巨大影响。通过野外控制实验发现,不同密度互花米草对其共生的日本鳗草植株个体和种群有明显的抑制作用,茎枝密度、茎枝高度和总生物分别下降了92.6%~99.9%、56.6%~78.7%、98%~100%。通过分类遥感影像得出,日本鳗草生境格局经历了2009年至2013年的扩张期至6.42 km^2,以及2013年至2017年的萎缩期,鳗草的生境面积下降为3.98 km^2。黄河口互花米草入侵日本鳗草生境规模由2009-2013年的0.32 km^2扩大到2013-2017年的1.77 km^2,占到日本鳗草生境总面积的27.55%。互花米草入侵对本地物种的生境侵占是导致日本鳗草种群退化的重要原因,因此对互花米草入侵的控制、防御以及日本鳗草的监测、保护与修复将是当前和未来中国滨海湿地海草床保护领域的重大研究议题。

富营养化和海水盐度对日本鳗草生物量和碳氮含量的协同影响

营养盐和盐度对海草的生长和生理都具有重要影响,但二者对海草的协同作用还未见报道。本研究以日本鳗草(Zostera japonica)为对象,在室内可控条件下进行营养盐和盐度对日本鳗草的协同影响研究。实验结果显示,营养盐和盐度对日本鳗草地上生物量、地上部分C含量、地下部分C含量均有显著的协同影响。日本鳗草组织中的营养盐含量(Nt)与盐度有显著相关性,但并未受到营养盐和盐度的协同影响。营养盐和盐度会协同影响海草的固碳能力,并同时影响其对硝酸盐的吸收。

日本鳗草对潮间带大型底栖动物群落的影响

为研究日本鳗草(Zostera japonica)对大型底栖动物群落的影响,本研究对广西珍珠湾的海草床和裸滩开展4季的大型底栖动物群落调查。通过Margalef丰富度指数(d)、Pielou均匀度指数(J′)和Shannon Wiener多样性指数(H′)等指标评价大型底栖动物的物种多样性,使用聚类(Cluster)分析和非度量多维尺度排序(NMDS)分析大型底栖动物群落结构。结果表明,4季海草床定量记录的大型底栖动物种类数量(45种)高于裸滩(29种)。海草床大型底栖动物的4季平均丰度[(673.69±65.22)ind.·m^(-2)]、生物量[(574.13±44.06)g·m^(-2)]、次级生产力[(51.37±4.03)g(AFDM)·m^(-2)·a^(-1)]、Margalef丰富度指数(1.36±0.09)、Pielou均匀度指数(0.57±0.02)和Shannon Wiener多样性指数(1.28±0.07)均大于裸滩,且生物量、次级生产力、Margalef丰富度指数和Shannon Wiener多样性指数差异显著。研究结果表明,珍珠湾日本鳗草的生长可促进潮间带大型底栖动物的定居,保护海草资源也有利于大型底栖动物的保护,从而维护潮间带的生物多样性。

温度胁迫对日本鳗草(Zostera japonica)叶际可培养细菌的影响

叶际微生物对海草的生理代谢和生态功能具有重要意义,目前全球温度升高对日本鳗草叶际微生物的影响还不明确。本研究在实验室条件下通过梯度升温(26、28、30和32℃)胁迫实验,利用培养分离、RFLP分型、测序和系统发育分析等手段,研究了温度升高对日本鳗草叶际可培养细菌的影响。随着温度的升高,叶际可培养细菌的数量先增加后降低,32℃数量最多。共分类获得363株菌株,分为24个OTU,均来自α和γ-变形菌纲,未发现所有温度梯度共有的OTU。海单胞菌(Marinomonas)为最优势的类群,其在28℃相对丰度最高,达到86.8%;假单胞菌(Pseudomonas)和Thalassospira属细菌随温度升高锐减;海杆菌属(Marinobacter)和弧菌(Vibrio)在30℃被富集;而32℃时,红螺菌科(Rhodobacteraceae)和玫瑰杆菌(Ruegeria)激增。26和32℃细菌的多样性和均匀度较高,28℃最低。

中国温带海域新发现较大面积(大于50 ha)海草床:Ⅳ烟台沿海海草分布现状及生态特征

海草床是珍贵的“海底草原”,具有十分重要的生态服务功能。20世纪90年代,烟台曾分布有4种海草,尚不明确海草的分布现状。本研究结合了现场调查、声呐探测等手段,查清了烟台市莱州市至莱山区沿海海草的分布现状,发现了一处位于烟台市套子湾的面积为51.90 ha的鳗草-日本鳗草混合草床,并对鳗草、日本鳗草的生态特征进行了调查。调查发现烟台现存海草仅有2种,部分草床严重退化,亟需对现存海草进行保护与监测,以遏制海草的退化速度。