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《中山大学》 2017年
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引种无瓣海桑对深圳湾滩涂环境的影响

刘莉娜  
【摘要】:红树林是生长在热带亚热带潮间带的独特植物群落。过去几十年来,随着中国社会经济的发展和城市化进程的加速,我国红树林遭到了严重破坏,面积萎缩,森林质量下降。为此,近20年来在海岸地区开始了较大面积的红树林植被恢复重建,相关研究不断深入,其中,无瓣海桑被作为先锋造林树种在华南沿海滩地区被广泛应用。无瓣海桑引种到广东深圳湾后,因外来种身份,其生态效应一直争论不断。本文通过对深圳湾不同样地、不同林龄的无瓣海桑林及其邻近的乡土红树林的研究,从无瓣海桑种群结构特征、凋落物动态,无瓣海桑群落中乡土红树植物的演变及底栖动物的变化,土壤质地和酶活性、滩涂高程变化等方面,探究了无瓣海桑群落对深圳湾湿地滩涂环境的生态影响,以期为深圳湾湿地保护与管理提供科学依据。本文主要结果如下:1、无瓣海桑种群个体的发育特性:从种群特征来看,无瓣海桑人工林从3a到8a逐渐成熟稳定,从8a群落开始,乔木一层的个体数明显比乔木二层个体数要多,种群呈现出明显的衰退特征;从群落特征来看,3a群落、5a群落、8a群落、11a群落立木级为近纺缍型,而13a群落、18a群落的个体的立木级呈接近金字塔型结构分布,群落的立木级结构达到稳定阶段群落;群落多样性指数(Ds,Dh,Dm)大小排列为:8a群落18a群落11a群落13a群落3a群落5a群落;作为建群种和优势种,无瓣海桑快速生长,建立群落后,8a附近多样性指数达到最高,而后下降。群落中无瓣海桑的更新幼苗较少,在各个高度级和立木级,都是人工种植的数量,待无瓣海桑将滩涂高程抬高,滩涂环境适合乡土红树植物生长后,才出现更新的其它乡土苗木。最初的建群种长大后,下层本地植物秋茄、桐花树、老鼠簕需要滞后2-4年进入无瓣海桑林林下,而后再缓慢地从幼苗层长到幼树层,再进入到成树,最后到达乔木下层,而在此期间,处于乔木层的无瓣海桑随机受台风、虫害、突降低温等影响,个体数减少,乔木层出现林窗或较大面积的空隙,为下层乡土红树林植物大量扩散或偶然快速生长提供了机会。因此,作为先锋树种,无瓣海桑种群通过促淤抬高滩涂高程等营造出适合乡土红树植物生长的生境后将逐渐消退,为乡土红树林植物更新扩散创造了稳定条件。2、无瓣海桑对底栖动物的影响:在底栖动物多样性研究方面,无瓣海桑林的底栖动物多样性指数初期随树龄增加而增加,在8a附近达到峰值,随后降低,18a的无瓣海桑林与秋茄林下的相近,且红树林(无瓣海桑林和秋茄林)下的底栖动物多样性指数都小于光滩与河口光滩的。在恢复重建中,无瓣海桑林对底栖动物群落的影响,表现出与桐花树、秋茄等乡土红树林相类似的特征,而与外来物种互花米草对红树林覆盖潮滩有区别。3、无瓣海桑对土壤环境的影响:在凋落物实验中,无瓣海桑的R值(1.28)低于秋茄(2.39)和海桑(1.98),表明无瓣海桑比本地红树的生产力更高,年凋落量变化更少,高的凋落物量也表明外来红树对红树林湿地的物质与能量输入贡献更多。盐分、pH值等土壤理化研究结果表明,无瓣海桑人工定植后,样本由中性的盐碱土向酸性硫酸盐土方向演化,在8a时达到成熟,而后与乡土红树林的土壤表现基本一致。土壤质地检测结果表明,随着树龄增大,可将深圳湾8a无瓣海桑林根系土壤判断为粘壤土,无瓣海桑林生长对滩涂土壤有促进土壤粘化的作用。随着无瓣海桑林树龄的增加,可检测出的PLFAs种类数越多,微生物种类与含量在11a达到峰值,随后减少,与秋茄林的相当,并明显高于光滩及大沙河口光滩对照样地的。滩涂高程动态研究表明,无瓣海桑呼吸根随着树龄增加平均高度增加,而呼吸根平均高度与滩涂高程呈极显著正相关。同时,相同树龄的无瓣海桑比秋茄的促淤能力强,同时间内无瓣海桑的促淤速度比秋茄要快,无瓣海桑和本地红树植物秋茄林相比具有更强的促淤能力。综合评价,引种栽种20年后,无瓣海桑可做为一种先锋树种,用于沿海滩涂红树林湿地的重建。无瓣海桑的种群发育和对土壤环境与动物的影响等方面的研究结果表明,引种无瓣海桑没有对深圳湾生态系统造成破坏性的生态影响,并对乡土红树林的更新扩散具有一定的促进作用,建议深圳湾在生态系统保护的较为完整的红树林国家级自然保护区范围内不再进行引种,在保护区范围外湿地退化和海岸破坏较为严重的区域作为先锋树种进行引种,待环境改良且本地物种群落稳定发展后再进行人工的消减处理。
【学位授予单位】:中山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S718.5

【参考文献】
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