红树植物对人工非潮汐淹水环境的适应性研究

摘要

红树林是具有重要生态功能的独特生境，是生长在具有良好风浪屏蔽环境的热带、亚热带海岸潮间带的特殊植被。由于全球人口的剧增，人均耕地资源越来越少，农业生产面临着巨大的压力。为了解决粮食问题，大规模的围垦养殖、毁林养殖，开发“蓝色农业”，发展海洋经济与红树林保护竞争滩涂的矛盾激化。毁林养殖一方面引起养殖水域富营养化、水体缺氧，破坏生态环境；红树林面积的减少威胁海洋安全；另一方面水产养殖产品质量下降，产量降低，引发食品安全问题。红树林污染生态学研究表明，红树林多级生态系统对环境中N、P等营养物质、重金属以及石油烃等具有较高的净化作用，这为红树林恢复和保护与养殖业循环经济的发展提供了良好的途径，但是目前红树林的研究主要集中在自然滩涂下的潮汐环境中，认为潮汐环境的恢复是红树林恢复以及其生态服务功能充分发挥的必要条件。实践中已证明红树林对非潮汐的人工环境具有一定的适应能力，文章通过对比研究自然潮汐环境下与人工非潮汐生境下红树植物白骨壤(Avicennia marina)、红海榄(Rhizophora stylosa)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、秋茄(Kandelia candel)和桐花树)(Aegiceras corniculatum)通气组织的发育情况，探讨红树植物适应非潮汐生境的可能性。进而在室内模拟和野外非潮汐淹水研究，探索不同淹水水位条件下，红树植物的生理生态响应，研究华南地区5个乡土红树植物耐受非潮汐淹水环境的能力，确定不同种红树植物对人工非潮汐淹水的临界淹水水位与最佳淹水水位。指导人工非潮汐生境下红树植物造林，一方面结合林业与养殖业的可持续发展，达到恢复一定面积红树林的目标，探讨在非潮汐变化环境下红树植物的适应性，开辟非潮汐人工生境下红树林恢复的道路，拓宽红树林的生境，提高红树林造林成活率。使红树林保护与水产养殖业发展中长期存在的矛盾冲突得到解决，实现不退耕也能还林，充分利用废弃的养殖塘，解决人口增长中对粮食产量与质量提出的新的要求。本研究主要结论：
　　 1.从潮汐与非潮汐条件下五种红树植物通气组织对比结果可初步认为，五种红树植物对非潮汐淹水的耐受能力为：桐花树＞白骨壤＞秋茄＞木榄＞红海榄。
　　 2.室内与野外模拟实验中桐花树、秋茄、木榄成活率和生长响应存在一定的差异，但是室内模拟结果虽是在不考虑野外不定因素的人工控制环境中进行的，其数据仍具有较高的参考价值。
　　 3.淹水实验后受害程度为：桐花树＜白骨壤＜秋茄＜木榄，由此四种红树植物对非潮汐淹水环境的适应能力依次为桐花树、白骨壤、秋茄、木榄，与通气组织所表现的结果一致。
　　 4.桐花树耐淹能力受SOD酶系统调节能力的限制，其耐旱能力被生长调节限制；秋茄受SOD、CAT、通气组织及生长响应等多因素的限制，其适宜非潮汐淹水范围为-15cm-7.5cm之间。木榄因SOD、CAT通气组织及ADH的调节范围的限制，生理上较适宜的淹水水位为0cm-7.5cm,然生长适宜水位为-15cm-7.5cm，两个淹水梯度范围无重叠部分，因此非潮汐淹水生境对木榄不利；白骨壤耐非潮汐淹水能力由CAT、MDA以及生长调节所控制；红海榄生长响应将其适应性控制在很窄的范围内。
　　 5.研究中的五种乡土红树植物生长需要一定的淹水条件，适宜生长在湿生环境中，但与淹水方式无关。
　　 6.桐花树、白骨壤、秋茄、木榄比潮汐淹水更有利更有利的非潮汐水位分别为(-7.5cm-15cm)、[-7.5cm)、(-7.5cm-7.5cm)、(0cm)。
　　 7.白骨壤经一年的实验研究，其前期的半年实验已基本适应非潮汐的淹水环境，其酶系统和内部其他调节机制基本经环境选择到一个最佳状态。
　　 8.根据生长响应情况，桐花树、秋茄、木榄、白骨壤、红海榄临界淹水深度分别为(-7.5cm-22.5cm)、(-15cm-0cm)、(-7.5cm-7.5cm)、(-7.5cm-7.5cm)、(7.5cm)。
　　 9.从生长及生理生态指标的响应结果知桐花树、秋茄、木榄、白骨壤最佳非潮汐淹水水位分别为(-7.5-15cm)、(-7.5-0cm)、(0-7.5cm)、(-7.5-7.5cm)。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1天然红树林淹水研究进展

1.2人工生境下红树林应用前景

1.3研究内容、意义

参考文献

第二章 红树植物通气组织对非潮汐淹水生境的适应力研究

2.1材料与方法

2.2结果与讨论

2.3讨论

参考文献

第三章红树植物在非潮汐淹水梯度下的生长状况研究

3.1实验设计与分析方法

3.2结果与分析

3.3结论

参考文献

第四章红树植物对不同梯度非潮汐淹水的生理生态响应

4.1实验设计与分析方法

4.2结果与分析

4.3讨论与结论

4.4结论

参考文献

第五章结语

5.1主要研究结论

5.2研究创新点

5.3研究展望

附录

致谢