本文關(guān)鍵詞：膠州灣濕地菲律賓蛤仔（Ruditapes philippinarum）和蘆葦（Phragmites australis）生物學與生態(tài)化學計量學研究

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【摘要】：濕地具有涵養(yǎng)水源、保持水土、蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境、保持生物多樣性與維持生態(tài)平衡等多種生態(tài)功能,正日益受到人們的重視。膠州灣濱海濕地在凈化環(huán)境、維持生物多樣性、減輕災(zāi)害、保護海岸線免受侵蝕等方面發(fā)揮著重要作用。蘆葦(Phragmites australis)作為膠州灣濕地主要植物群落,在其生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)及生物地化循環(huán)中意義重大；菲律賓蛤仔(Ruditapes philippinarum)在膠州灣濕地中不僅有著重要的漁業(yè)地位,而且在其生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中扮演著非常重要的角色。兩種生物對維護膠州灣濕地的生態(tài)功能具有重要的作用。 本論文以大沽河口濕地及膠州灣淺海濕地為研究區(qū)域,主要以2009年5月-2010年6月在膠州灣淺海濕地菲律賓蛤仔增養(yǎng)殖區(qū)進行的逐月隨機取樣以及2009年4-10月對大沽河口濕地蘆葦群落進行的調(diào)查研究為基礎(chǔ),較系統(tǒng)的研究了兩種生物的生物學特征、主要生源要素(碳、氮、磷)含量與元素間比值變化、對環(huán)境中的元素移除效應(yīng)等,初步探討了膠州灣濕地的生態(tài)修復(fù)技術(shù)。主要研究結(jié)果如下： (1)膠州灣底播增殖菲律賓蛤仔的生長特性與膠州灣自然種群相同。菲律賓蛤仔的生長發(fā)育具有明顯季節(jié)性,生物量密度冬春季蛤仔生物量較低而夏秋季較高(2318.52±124.75～3343.37±277.37g·m-2),受溫度、鹽度、浮游植物量等外部環(huán)境條件影響較大。環(huán)境因子的突發(fā)性大幅改變會導(dǎo)致蛤仔生長停滯甚至死亡。 (2)菲律賓蛤仔體內(nèi)碳、氮、磷元素含量的變化與其生長繁殖特性及鹽度、溫度等環(huán)境因子的變化有關(guān)。碳元素作為菲律賓蛤仔殼體的主要構(gòu)成元素,在蛤仔碳元素總含量中占較大比例,且在不同月份間含量較穩(wěn)定,變化范圍為9.10±0.13～10.38±0.09mmol-g-1。軟體碳元素含量為29.42±0.05～33.64±0.62mmol·g-1。殼體、軟體氮元素含量變化趨勢相似,變化范圍分別為0.07±0.009～0.14±0.009mmol·g-1、5.46±0.12～7.39±0.43mmol·g-1。磷元素含量變化趨勢與其性成熟階段有關(guān)。殼體磷元素含量變化略滯后于軟體,分別為0.006±0.001～0.016±0.001mmol·g-1、0.058±0.017～0.293±0.029mmol·g-1。不同的養(yǎng)殖環(huán)境中,蛤仔體內(nèi)C：N、N：P比值維持在一定范圍內(nèi)。隨生長率變化,蛤仔體內(nèi)C:N、N:P比值也有相應(yīng)變化,高的生長速率對應(yīng)較低的C：N、N：P比值,N：P變化主要是由蛤仔體內(nèi)P含量的變化決定的。蛤仔體內(nèi)元素間的比值隨其生長發(fā)育階段的不同而有所改變。 (3)蘆葦在生長季節(jié),植株密度與株高成極顯著負相關(guān)；地上部各器官生物量變化較大,蘆葦葉生物量、葉鞘生物量和莖生物量逐漸增加,10月最高。同化器官與非同化器官生物量之比F/C值在生長期逐漸降低,非同化器官對地上部總生物量的變化有較大貢獻。降水量對蘆葦?shù)厣仙锪吭鲩L有較大影響。 (4)蘆葦葉、葉鞘和莖及地下根系中碳元素含量在春、秋季高于夏季。地上各構(gòu)件氮元素含量逐漸降低,磷元素含量波動較大。地下根系中氮元素含量先降低后升高；根狀莖、須根的磷元素含量逐漸增大。隨蘆葦個體生長發(fā)育與枯萎,碳元素逐漸由葉片向莖中累積。土壤碳、氮元素含量總體呈先降低后升高趨勢,土壤磷含量,總體呈降低趨勢,7月較高,9月較低,變化范圍為0.48±0.14～1.25±0.06mg/g。 (5)菲律賓蛤仔鮮活個體年收獲量約為2.5×105t計,每年通過人為捕撈及蛤仔死亡移除的碳、氮、磷元素總量分別為3.16×104t、1449.6t、149.1t。其中,通過漁業(yè)收獲蛤仔的軟體軟體部分移除C量約占膠州灣年均有機碳生產(chǎn)量的10%；通過人為收獲及蛤仔死亡年均N移除量占膠州灣外源氮輸入量的28.7%；通過蛤仔捕撈、自然死亡年均P移除量約達由河流、污水排放等外部磷元素輸入總量的43.3%。大沽河口濕地蘆葦固碳能力較強。蘆葦對氮元素的截留能力明顯高于磷,而與固碳能力相差較大；以大沽河口濕地面積為15.55km2計,每年可經(jīng)蘆葦收獲移除的碳、氮、磷總量分別為3.99×104tC·a-1(即1.39×105tCO2·a-1)、627.88tN·a-1和104.05t P·a-1。濕地土壤中儲碳、氮、磷量為1757.06t C·a-1、55.84tN·a-1和139.58tP·a-1。 (6)通過本文中對膠州灣濕地菲律賓蛤仔通過漁業(yè)捕撈與自然死亡的元素移除量與大沽河口濕地蘆葦及其濕地土壤的固碳、儲碳與氮、磷移除效應(yīng)的研究,結(jié)合歷史數(shù)據(jù),提出膠州灣濕地生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要為貝藻混養(yǎng)與蘆葦擴植,即采用潮上帶河口濕地蘆葦群落對濕地污染物的降解和截留與潮下帶淺海濕地貝藻混養(yǎng)相結(jié)合的形式。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S917.3;S917.4

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本文編號：1192522