枸杞岛瓦氏马尾藻规模化增养殖及生态修复作用研究

摘要

瓦氏马尾藻(Sargassum vachellianum)属于褐藻门(Phaeophyta)，为我国特有物种，外形为树状，株高可达160cm，是我国浙江、广东沿海自然海藻场重要组成部分。马尾藻具有重要经济价值，是我国鲍鱼、海参等重要海洋经济动物养殖重要鲜活海藻饵料来源之一，且马尾藻多糖及藻胶可作为医药和工业原料。近年来，由于我国近海海洋生态环境恶化，富营养化现象严重，我国沿海瓦氏马尾藻藻场呈退化趋势。其中，浙江省枸杞岛瓦氏马尾藻野生资源受到严重破坏，瓦氏马尾藻藻场生态系统中度退化、Ⅲ类退化级别，健康状况一般。因此，如何保护和构建瓦氏马尾藻藻场、充分利用野生瓦氏马尾藻资源治理海洋生态环境是当前紧迫任务。
　　在本实验室瓦氏马尾藻人工藻礁构建工程技术建立的基础上，本文则主要研究了瓦氏马尾藻规模化增养殖及生态修复作用。首先，在实验室水平研究了温度、光照和盐度重要环境因子对瓦氏马尾藻生长及光合作用的影响；其次，在此基础上，建立了瓦氏马尾藻规模化人工育苗及海区培育体系；第三，在枸杞岛后头湾研究了瓦氏马尾藻规模化养殖及生态修复作用，以期使枸杞岛瓦氏马尾藻天然藻场得到恢复，并为后期利用大型海藻进行海洋生态环境修复，减缓海水富营养化提供理论依据和技术支持。主要研究结果如下：
　　1.重要环境因子对瓦氏马尾藻生长及光合作用的影响
　　研究了不同温度、光照强度和盐度对瓦氏马尾藻生长、光合色素含量及光合放氧活性的影响。结果表明，3种环境因子对瓦氏马尾藻生长、光合色素含量及光合放氧活性影响显著(P<0.05)。其中，瓦氏马尾藻适宜生长条件为：温度15～20℃，最适温度为20℃；光照强度20～60μmol·m-2·s-1；盐度20～40，最适盐度为30。最高特定生长率达5.80％·d-1。温度高于25℃或光照强度大于200μmol·m-2·s-1或盐度小于10或大于50藻体两周后基本停止生长并出现发白、变软、腐烂现象。温度10～20℃、光照强度20～60μmol·m-2·s-1、盐度20～40时较适宜瓦氏马尾藻光合色素的积累。温度20℃、光照强度100μmol·m-2·s-1、盐度30时瓦氏马尾藻的光合放氧活性最高，最高值达258.50μmol·mg-1·h-1。与低光强相比高光强对瓦氏马尾藻光合放氧活性的抑制作用不明显。研究结果为瓦氏马尾藻资源保护和藻场修复提供了理论依据。
　　2.枸杞岛瓦氏马尾藻规模化育苗及海区培育技术研究
　　研究了瓦氏马尾藻规模化繁育技术优化及海区养殖技术。通过采集海区成熟藻体，进行室内培养催熟放散受精卵，共收集到受精卵920.8万颗，并喷洒于水泥板、棕绳、木板3种基质，进行瓦氏马尾藻受精卵附着、萌发、生长等实验，发现棕绳育苗效果最佳，而木板在育苗后期脱苗最为严重。受精卵喷洒10天后，3种附着基的出苗率分别为85.5％、80.2%、91.3%，幼苗呈褐色针状，平均株高约1.3mm。前20天三种附着基幼苗密度较高且保持稳定，其中木板幼苗密度最高，达8.2株/cm2，且与其它各组差异显著(P<0.05)，但幼苗均生长缓慢，平均特定生长率只有5.5％·d-1。第30天，幼苗出现明显分枝，生长率增大到前20天的1.6倍，其中棕帘幼苗株高最大，且与其它两组差异显著(P<0.05)，而3种附着基幼苗密度均明显降低，幼苗存活率为83.6%、79.7%和75.6%。第60天棕绳幼苗密度及平均株高均最大，且与其它组差异显著(P<0.05)。将附有幼苗的水泥板（藻礁）、棕绳放入海区进行养殖，发现幼苗在浪大流急海区生长较快，4周后平均株高分别达98.7mm和103.1mm是对照组的1.5倍，但棕绳脱苗严重。藻礁较适合海区规模化投放养殖，是藻场修复和重建的理想材料。研究结果为瓦氏马尾藻规模化养殖和藻场构建提供技术支撑和理论依据。
　　3.枸杞岛瓦氏马尾藻规模化养殖及生态修复作用研究
　　研究了瓦氏马尾藻海区规模化养殖及其对水环境因子的影响。结果表明，瓦氏马尾藻生长适宜水深为1.5m～2.5m，最适水深为2m。藻体春秋季节生长相对较快，夏季开始衰败，养殖和野生藻体最高特定生长率均出现在2014年5月份，分别达6.8％·d-1、5.9％·d-1，生长旺盛月份养殖藻体生长快于野生藻体，并提前成熟。与2013年相比2014年除1、7号站位外其他站位IN、IP、TN、TP、COD和Ch-a质量浓度均显著降低(P<0.05)，整体呈两侧站位高中部站位低的趋势；DO质量浓度和透明度(SD)显著升高(P<0.05)，其中COD和Ch-a质量浓度分别降低达18.75%和43.51%，且后者最高值仅为1.55μg·L-1；DO质量浓度和透明度(SD)分别升高了4.52%和8.09%，与2011年相比2014年枸杞岛后头湾瓦氏马尾藻藻场藻体密度和株高均显著增加，藻场面积已由1500平方米增加到7500平方米。可见，瓦氏马尾藻养殖后该海域水质明显改善，瓦氏马尾藻藻场得到一定恢复。研究结果为瓦氏马尾藻栽培及利用大型海藻进行海洋生态修复提供了理论依据。

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引言

第一章 海藻场修复策略及其生态作用研究进展

1 海藻场现状

2 海藻场退化原因

3 海藻场修复策略

4 海藻场对近海环境的生态作用

5 利用人工海藻场进行生态修复前景展望

第二章 重要环境因子对瓦氏马尾藻生长及光合作用的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

第三章 瓦氏马尾藻规模化育苗与海区培育技术研究

1 材料与方法

2. 结果

3. 讨论

第四章 枸杞岛瓦氏马尾藻规模化养殖及生态修复作用研究

1 材料与方法

2. 结果

3. 讨论

结论

参考文献

攻读硕士学位期间科研工作情况

致谢