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全球变化下外来红树植物无瓣海桑和本土红树植物秋茄的响应情况

郭旭东  
【摘要】:本研究旨在探讨气候变暖和海平面上升背景下,外来红树植物无瓣海桑(Sonneratiaapetala)和本土红树植物秋茄(Kandelia obovata)的响应机制。在温州鳌江、福建云霄和海南东寨港三地,通过构建模拟海平面上升的人工水位平台(Marsh organ),在野外自然潮汐条件下模拟海平面上升40 cm和80 cm的情境;同时在平台上加装开顶箱(Open top chamber)装置,通过被动增温模拟未来大气增温的情景。根据对云霄漳江口红树林的高程调查结果,将水位平台的海平面等级划分为4级:HW(现有红树林近岸一侧集中分布区的高程)、MW(现有红树林林缘的平均高程)、LW(海平面上升40 cm的情景)、LLW(海平面上升80 cm的情景),探究在海平面上升和全球变暖驱动下无瓣海桑和秋茄的响应机制,并结合云霄红树林区的无瓣海桑扩散高程调查,预测未来云霄红树林区的无瓣海桑扩散格局。研究结果如下:1.两种红树植物的幼苗生长应对不同海平面上升情景的的状态不同。随着海平面上升等级的增加,两种植物均增加植株高度、基径增粗变缓。两种植物都通过加速茎的伸长生长,来缓解缺氧的环境。无瓣海桑由于生长迅速,促使植物长高并摆脱海平面上升的胁迫,开始植物正常的营养生长。2.在各个海平面上升处理中,无瓣海桑具有比秋茄更快地生物量积累速率。两个时间段(第6个月和第12个月),生物量分配发生显著变化。在前6个月,无瓣海桑的生物量大部分集中在根和茎,随着海平面上升加剧,根生物量比例逐渐减少,而茎生物量分配增大,根冠比也随海平面上升而逐渐递减。在第12个月,无瓣海桑根生物量比例高于6个月处理、且根冠比均超过了 1。而秋茄植株在第12个月后仍保持与6个月相同的生物量分配趋势,即随着海平面上升,茎生物量仍占较大比重,地下生物量比重进一步降低,可见秋茄在12个月后仍然牺牲地上生物量积累来抵抗海平面上升的胁迫。3.鳌江、云霄、海口三地的相同水位平台实验结果有所不同。鳌江和海口两地的两种植物幼苗的生长均受到显著抑制、甚至死亡。在三个样地地的MW处理中,两种植物的株高、基径和生物量积累都最高,同时,无瓣海桑的各项指标均显著高于秋茄。4.云霄水位平台的增温和海平面上升交互实验中,开顶箱内的大气温度比非增温处理高出约0.92~2.42℃。增温处理在不同海平面处理对于两种植物的促进作用不同,但增温和海平面上升没有产生显著的交互作用。5.云霄红树林保护区内天然扩散的无瓣海桑多分布在林外光滩和互花米草空地,其滩面高程分布范围显著低于林缘高程;且幼苗株高和滩面高程呈显著性正相关关系。结合水位平台实验结果,我们推测保护区内的无瓣海桑有进一步定居扩散的可能。


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