（動物學(xué)專業(yè)論文）黃河三角洲米草入侵對大型底棲無脊椎動物的影響.pdf

獨(dú)創(chuàng)聲一明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的 研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其 他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得( 注：如 沒有其他需要特別聲明的，本欄可空) 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材 料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明 并表示謝意。 學(xué)位論文作者簽名八曲f 、耘當(dāng) 導(dǎo)師簽字： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 孑享吃 本學(xué)位論文作者完全了解堂撞有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保 留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。 本人授權(quán)堂撞可以將學(xué)位論文的全部或部分p 9 容編入有關(guān)數(shù)據(jù)厙進(jìn)行檢索，可 以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。( 保密的學(xué)位論文在 解密后適用本授權(quán)書) 學(xué)位論文作者簽名 寺，岳虹導(dǎo)師簽字：弓孑孝絡(luò) 簽字日期：2 0 0 年p 月胡日 簽字日期：2 0 0 年石月j 舊 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 近年來，互花米草和大米草相繼入侵黃河三角洲，主要分布在東營市河口區(qū) 仙河鎮(zhèn)、小清河河口和無棣岔尖的潮間帶。在黃河三角洲裸露的鹽荒灘，米草入 侵帶來了的潮問帶生態(tài)環(huán)境的變化。這種變化對潮間帶大型底棲無脊椎動物群落 產(chǎn)生了一定的影響。 本文以黃河三角洲為調(diào)查研究區(qū)，以2 0 0 5 年為調(diào)查基準(zhǔn)年，通過不同季節(jié)、 不同樣區(qū)對黃河三角洲米草入侵潮間帶大型底棲無脊椎動物的群落結(jié)構(gòu)、密度分 布、生物量分布和物種多樣性等方面的調(diào)查與研究，探討黃河三角洲潮同帶米草 入侵對大型底棲無脊椎動物的影響。 對黃河三角洲米草入侵區(qū)的水質(zhì)和底質(zhì)進(jìn)行理化分析，黃河三角洲調(diào)查區(qū)的 3 個(gè)樣區(qū)海水水質(zhì)均不符合二類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中東營海星貝類養(yǎng)殖場水質(zhì)主 要受到石油類污染，無棣岔尖水質(zhì)受到了硫化物和磷酸鹽的污染，以小清河口水 質(zhì)污染最重，以石油類、硫化物、磷酸鹽和c o d 污染為主，溶解氧不符合要求， 尤其是磷酸鹽濃度已超過海水水質(zhì)四類標(biāo)準(zhǔn)。底質(zhì)監(jiān)測結(jié)果：為東營海星貝類養(yǎng) 殖場底質(zhì)中鉀超標(biāo)，小清河口底質(zhì)的鉛、鎘、鋅、砷超標(biāo)。 通過全年3 次調(diào)查采樣，在黃河三角洲調(diào)查區(qū)，共采到大型底棲無脊椎動物 2 1 種，分別隸屬于4 門5 綱9 目1 5 科。軟體動物、節(jié)肢動物分別居底棲動物種 類總數(shù)的第一、二位。東營海星貝類養(yǎng)殖場樣區(qū)是互花米草入侵區(qū)域，入侵區(qū)大 型底棲無脊椎動物優(yōu)勢類群是腹足綱和多毛綱，相對多度分別是7 9 o 和1 3 5 。 底棲動物優(yōu)勢種是珠帶擬蟹守螺，相對多度為7 0 o 。入侵區(qū)與對照區(qū)的 p s = o 0 9 ，說明底棲動物群落極不相似。小清河口樣區(qū)主要是大米草入侵，入侵 區(qū)大型底棲無脊椎動物優(yōu)勢類群是腹足綱，相對多度9 8 5 ，底棲動物優(yōu)勢種是 擬詔螺，相對多度高達(dá)9 8 5 。入侵區(qū)與對照區(qū)的p s = o 0 4 ，說明底棲動物群落 極不相似。無棣岔尖樣區(qū)主要是大米草入侵，入侵區(qū)大型底棲無脊椎動物優(yōu)勢類 群是腹足綱和甲殼綱，相對多度分別是8 1 7 和1 6 2 ；底棲動物優(yōu)勢種是托氏 鯧螺、擬沼螺和天津厚蟹，相對多度分別是6 2 b 、1 8 8 和1 4 1 。入侵區(qū)與對 照區(qū)的p s = o 0 4 ，說明底棲動物群落不相似。3 個(gè)樣區(qū)大型底棲無脊椎動物的年 平均密度呈現(xiàn)不同分布特點(diǎn)，東營海星貝類養(yǎng)殖場入侵區(qū)與對照區(qū)分別為1 7 8 個(gè)，m 2 和4 5 6 個(gè)m 2 ，入侵區(qū)明顯低于對照區(qū)；小清河口米草入侵區(qū)和對照區(qū)分別 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 為2 7 2 7 個(gè)m 2 和4 7 _ 3 個(gè)m 2 ，無棣岔尖米草入侵區(qū)與對照區(qū)分別為6 3 7 個(gè)m 2 和 2 9 3 個(gè)m 2 ，入侵區(qū)明顯高于對照區(qū)。生物量的分布與密度分布有一定的相關(guān)性。 大型底棲無脊椎動物的多樣性指數(shù)在東營海星貝類養(yǎng)殖場樣區(qū)和無棣岔尖樣區(qū) 的入侵區(qū)站點(diǎn)與對照區(qū)站點(diǎn)之間，無明顯差異：在小清河口樣區(qū)入侵區(qū)底棲動物 多樣性指數(shù)低于對照區(qū)。說明米草入侵黃河三角洲后，對大型底棲無脊椎動物的 群落結(jié)構(gòu)和多樣性產(chǎn)生了不同程度的影響，需要加強(qiáng)防控。 關(guān)鍵詞：黃河三角洲米草入侵大型底棲無脊椎動物 2 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，m u t u a l l ys p e n ts p a r t i n aa n dt ，h er i c eg r a s si si n t r o d u c e daf i n e v a r i e t yt 0t h ey e l l o wr i v e rd e l t a , m a i n l yd i s t r i b u t ei nt h ea r e ab e t w e e nt h ex i a n h e t o w na n dt h ef i f t hs t a k eo f t h ed o n g y i n gc i t y , t h eb a y o uo f s m a l ll i m p i dr i v e r , a n dt h e t i d e l a n do fw u d i c h a j i a n i nt h ey e l l o wr i v e rd e l t ae x p o s e ds a l td e s o l a t eb e a c ht h e i n v a s i o no ft h em u t u a l l ys p e n ts p a r t i n aa n dt h er i c eg r a s sr e s u l ti nt h ev a r i e t yo f t i d e l a n de n t i r o n m e n t t h ev a r i e t yh a so b v i o u s l ye f f e c t e dt h el a r g e s c a l eb e n t h o s t a k et h ey e l l o wr i v e rd e l t aa st h ei n v e s t i g a t i o na n ds t u d ya r e a ，t a k e2 0 0 5a st h e i n v e s t i g a t i o nd a t u my e a r d i f f e r e n ts e a s o n sa n ds a m p l i n ga r e ae f f e c tt h ev e r t e b r a t e s p o p u l a t i o ns t r u c t u r e ，d e n s i t yd i s t r i b u t i o n ，b i o m a s sd i s t r i b u t i o na n ds p e c i e sm u l t i p l i c i t y , a c c o r d i n gt o t h i sr e a s o n ，d i s c u s st h ei n f l u e n c eo fl a r g e - s c a l eb e n t h o sc a u s e db y i n v a s i o no f t h er i c eg r a s s a n a l y s i st h ew a t e rq u a l i t ya n db o t t o mq u a l i t yo i lt h ep h y s i c sa n dc h e m i s t r y t h e r e s u l ts h o w st h a tt h ew a t e rq u a l i t yo ft h r e es a m p l i n ga r e a sn e i t h e rc o n f o r mt ot h e r e q u i r e m e n tt h es e c o n dk i n ds e a w a t e rq u a l i t ys t a n d a r d t h ew a t e rq u a l i t yo fs t a r f i s h a n ds e a s h e l lb r e e da q u a t i c ss p o ti nd o n g y i n gi sm a i n l yp o l l u t e db yo i l ，t h ew a t e r q u a l i t yo fc h a j i a n ，w u d ii sp o l l u t e db ys u l p h i d ea n dp h o s p h a t e ，a n dt h ep o l l u t i o no f t h ew a t e rq u a l i t yo ft h et h ex i a oq i n gr i v e ri st h eh e a v i e s t ，t h ec o n t a m i n a t i o nm o s t l y i so i l ，s u l p k i d e ，p h o s p h a ta n dc o d ，t h ed i s s o l v e do x y g e nd i dn o tc o n f o r mt ot h e r e q u i r e m e n te i t h e r e s p e c i a l l yt h ec o n c e n t r a t i o no f p h o s p h a t eh a se x c e e d e df o u rt i m e s o ft 1 1 ef o u r t hk i n ds e a w a t e rs t a n d a r d t h er e s u l t s h o w st h a tk a l i u mo fs t a r f i s ha n d s e a s h e l lb r e e da q u a t i c ss p o ti nd o n g y i n gs u p e r p a s st h es t a n d a r d ，a n dp l u m b u m ， c a d m i u m ，z i n c ，a r s e n i co ft h eb o t t o mo ft h ex i a oq i n gr i v e ri so v e r s t e pt h es t a n d a r d b ys a m p l i n gf o rt h r e et i m e si nay e a r , c o l l e c t i n g2 1 k i n d so fl a r g e s c a l eb e n t h o s a l t o g e t h e rw h i c hb e l o n gt o 1 5f a m i l y , 9o r d e r , 5c l a s s4p h y l u m t h en u m b e ro f m o l l u s k ，t h ea r t h r o p o dp a r t l yt a k et h ef i r s ta n dt h es e c o n dp a r ti nt h en u m b e ro f a l lt h e l a r g e - s c a l eb e n t h o s s t a r f i s ha n ds e a s h e l lb r e e da q u a t i c ss p o ti nd o n g y i n gi st h ea r e aw h i c hi s i n v a d e db ym u t u a l l ys p e n ts p a r t i n a , a n dt h el a r g e s c a l eb e n t h o si ni ti sg a s t r o p d aa n d 3 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 p o l y c h a e t a ，t h er e l a t i v l ye x c e s s i v e n e s si sp a r t l y7 9p e r c e n ta n d1 3 5p e r c e n t t h e d o m i n a n c ec o m m u n i t yi sc e r i t h i d e ac i n g u l a t a ( g m e l i n ) ，t h er e l a t i v l ye x c e s s i v e n e s si s 7 0p e r c e n t t h ep so ft h ei n v a s i o na r e aa n dt h ec o n t r a s ta r e ai so 0 9 ，i ts h o w st h a tt h e b o t t o m - i n h a b i tc o m m u n i t yi sn o ts i m i l a r t h ei n v a s i o ns p e c i e si nt h es a m p l i n ga r e ao f t h ex i a oq i n gr i v e rm a i n l yi st h er i c e g r a s s ，t h ed o m i n a n c ec o m m u n i t yo f b o t t o m i n h a b i ti n v e r t e b r ac o m m u n i t yi sg a s t r o p d aa n dc r u s t a c e a ，t h et h er e l a t i v l y e x c e s s i v e n e s sp a r t l yi s81 7p e r c e n ta n d1 6 2p e r c e n t t h ed o m i n a n c ec o m m u n i t yo f t h el a r g e s c a l eb e n t h o si su m b o n i u mt h o m a s i ( c r o s s e ) 、a s s i m i n e as p a n dh e l i c e t i e n t s i n e n s i sr a t h b u m ，t h er e l a t i v l ye x c e s s i v e n e s si s6 2 8p e r c e n t ，1 8 8p e r c e n t ，1 4 1 p e r c e n t t h ep so ft h ei n v a s i o na r e aa n dt h ec o n t r a s ta r e ai s0 0 4 ，i ts h o w st h a tt h e l a r g e - s c a l eb e n t h o si s n o ts i m i l a r t h ea n n u a la v e r a g ed e n s i t yd i s t r i b u t i o no ft h e l a r g e s c a l eb e n t h o s i nt h et h r e es a m p l i n ga r e ah a v ed i f f e r e n tc h a r a c t e r , a n n u a la v e r a g e d e n s i t yo ft h ei n v a s i o na r e aa n dt h ec o n t r a s ta r e ai ns e a s h e l lb r e e da q u a t i c ss p o ti n d o n g y i n gp a r t l yi s1 7 8p e rs q u a r em e t e ra n d4 5 6p e rs q u a r em e t e r , a n dt h ei n v a s i o n a r e ai so b v i o u s l yl o w e rt h a nt h ec o n t r a s ta r e a t h ea n n u a la v e r a g ed e n s i t yo ft h e i n v a s i o na r e aa n dt h ec o n t r a s ta r e ai nt h ex i a oq i n gr i v e rp a r t l yi s2 7 2 7p e rs q u a r e m e t e ra n d4 7 3p e rs q u a r em e t e r t h ea n n u a la v e r a g ed e n s i t yo ft h ei n v a s i o na r e aa n d t h ec o n t r a s ta r e ai nc h a j i a np a r t l yi s6 3 7p e rs q u a r em e t e ra n d2 9 3p e rs q u a r em e t e r , a n dt h ei n v a s i o na r e ai so b v i o u s l yh i g h e rt h a nt h ec o n t r a s ta r e a t h ed i s t r i b u t i o no f b i o l o g yq u a n t i t yh a ss o m er e l a t i v i t yo ft h ed i s t r i b u t i o no fb i o l o g yd e n s i t y i ts h o w s t h a tt h em u t u a l l ys p e n ts p a r t i n aa n dt h er i c eg r a s sw h i c hi n v a d ei nt h ey e l l o wr i v e r d e l t ae f f e c t st h ec o m m u n i t ys t r u c t u r ea n dv a r i e t yo ft h el a r g e - s c a l eb e n t h o si n d i f f e r e n td e g r e e k e yw ord ： y e l l o wr i v e rd e l t a ，r i c eg r a s si n v a s i o n , l a r g e s c a l eb e n t h o s 4 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 1 文獻(xiàn)綜述 目前，地球上的生物物種每年以0 1 1 1 9 6 的速率在急劇減少“1 ，這種生物 多樣性的極度銳減，除了人類大規(guī)模開墾土地導(dǎo)致自然生境快速喪失外，它的另 一個(gè)主要因素就是生物入侵。 在全球范圍內(nèi)，外來物種入侵是繼生境破壞之后嚴(yán)重影響生物多樣性的第二 大威脅因素。隨著全球化、商業(yè)和旅游的增長以及對自由貿(mào)易的重視，有意或無 意地為物種傳播提供了前所未有的機(jī)會。外來物種橫越千里，到達(dá)新的生境，成 為外來入侵種。 成功的入侵外來種對各種環(huán)境因子的適應(yīng)幅度較廣，對環(huán)境有較強(qiáng)的忍耐 力，如耐蔭、耐貧瘠土壤、耐污染等，具有很強(qiáng)的繁殖能力，能迅速產(chǎn)生大量的 后代”3 。外來種與土著種之間存在強(qiáng)烈的相互競爭、抑制作用，同時(shí)雜交造成入 侵種與本地種的基因交流，導(dǎo)致后者的遺傳侵蝕。入侵外來種不僅威脅本地的生 物多樣性，引起物種的消失與滅絕，而且瓦解生態(tài)系統(tǒng)的功能，致使生態(tài)系統(tǒng)退 化，產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)和進(jìn)化后果“1 。近年來，有的地區(qū)過度、盲目地引進(jìn)了大量 生長期短、易于管理，更能適應(yīng)環(huán)境的外來物種，它們正在逐漸排擠、取代當(dāng)?shù)?物種，并且不斷擴(kuò)大到自然和半自然地區(qū)，影響到那里生態(tài)系統(tǒng)的種類和功能。 米草屬( s p a r t i n a ) ( 下文統(tǒng)一簡稱米草) 屬于禾本科虎尾草族，起源于北 美東海岸和墨西哥灣。該屬于1 8 7 9 年由s c h r e b e r 命名，全球約有1 4 種。1 ，均 為多年生耐鹽植物，廣布世界各地沿海地區(qū)。1 ，主要分布在歐、美、亞、澳四洲 溫帶和亞熱帶地區(qū)的海涂，其最適的生境為河口灣。由于在原產(chǎn)地的生態(tài)系統(tǒng)中 具有重要的生態(tài)功能“，米草的一些物種已被傳到了世界許多地區(qū)和國家。從擴(kuò) 散的情況看，7 種米草被認(rèn)為具有很強(qiáng)的入侵性，其中大米草( s p a r t i n a a n g l i c a ) 和互花米草( sa l t e r n i f l o r a ) 是全球性的入侵種，在國際上已得到了 廣泛的關(guān)注和研究。1 。 1 1 我國米草入侵研究進(jìn)展 為了在沿海灘涂進(jìn)行生態(tài)建設(shè)，自2 0 世紀(jì)6 0 年代以來，我國先后從英國和 5 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 北美引進(jìn)了大米草、互花米草、狐米草( 工p a t e n s ) 和大繩草( 曼o y n o s u r o f d e s ) 4 個(gè)種。1 。其中大米草、互花米草在國內(nèi)外引種后表現(xiàn)出極強(qiáng)的入侵性，我國已 把互花米草列入我國入侵種的黑名單“3 。 大米草是一種多年生禾本科植物，原產(chǎn)英國南海岸，是歐洲海岸米草和美 洲互花米草的自然雜交種，該種植物耐鹽、耐淹能力強(qiáng)，生長繁殖快，生態(tài)幅寬， 是一種優(yōu)良的促淤、護(hù)堤、保岸和改造灘涂的鹽生植物“1 。關(guān)于大米草的最早記 錄，始于1 6 6 6 年m e r r e t t 對英國海岸米草的描述”1 。英國的r o y a lc o m m i s s i o no n c o a s te r o s i o n1 9 0 7 年啟動了一項(xiàng)對大米草保堤護(hù)岸和造陸功能的研究，并于 1 9 2 9 年出版了米草的經(jīng)濟(jì)可行性一書，在世界范圍引起了大米草需求的大 幅增加，到了1 9 3 6 年，世界上已有1 3 0 多個(gè)國家有種植。目前大米草廣布于 英國、美國、法國、德國、丹麥、中國、荷蘭、新西蘭、愛爾蘭和澳大利亞等許 多國家。荷蘭自1 9 2 3 年引種大米草，到1 9 6 7 年發(fā)展為4 0 0 0 5 8 0 0 h m 2 ，目前已 占據(jù)絕大部分沿海河口，造成了嚴(yán)重的危害。法國的大米草分布面積在1 9 6 7 年 為4 0 0 0 8 0 0 0 h m 2 ：英國的大米草在1 9 6 7 年為1 2 1 0 0 h m 2 ，到1 9 9 1 年占據(jù)河口 鹽沼資源總面積( 4 4 3 7 0 h m 2 ) 的9 5 2 5 。澳大利亞自1 9 3 0 年引種大米草，目前的 總分布面積為8 8 0 h m 2 。美國的米草主要分布于華盛頓州、俄勒崗州相加里福利 亞州的太平洋沿岸。其中華盛頓州自1 9 6 1 年向p u g e ts o u n d 地區(qū)引種了不育的 x t o w n s e n d i i ，但后來發(fā)現(xiàn)是可育的s a n g l i c a ，引入后擴(kuò)展十分迅速，目前在該地 區(qū)面積已達(dá)3 3 l l h m 2 。 我國是上世紀(jì)6 0 年代初開始對大米草進(jìn)行研究的，1 9 6 3 年南京大學(xué)仲崇信 教授從英國引種大米草，并在江蘇省海涂試種獲得成功( 只有2 1 株成活苗) 。1 9 6 4 年引種于浙江沿海各縣、市，1 9 8 0 年引種到福建，之后逐漸被其他沿海省市引 種繁殖并取得成功。經(jīng)過近4 0 a 的推廣種植和自然傳播，在我國沿海9 0 多個(gè) 市、縣栽培大米草3 6 0 0 0h m 2 ，間斷分布在北緯4 0 。3 5 至北緯2 1 。2 7 ，即 由遼寧省盤山縣至廣東省電白縣，由鴨綠江口至廣西合浦縣全長1 5 0 0 0 k m 的海岸 帶范圍內(nèi)“。大米草表現(xiàn)出了很強(qiáng)的入侵性，在浙江、江蘇地區(qū)生長尤為繁茂。 、 福建省自1 9 8 1 年在羅源灣引種大米草6 6 7 m 2 ，至今己發(fā)展到1 0 0 0 0 h m 2 。江蘇省 1 9 8 2 年試種互花米草，已經(jīng)擴(kuò)展至1 2 5 0 0 h m 2 。在北方氣候寒冷，海水鹽度高， 生態(tài)環(huán)境十分惡劣的條件下仍能抗冰凌、耐高鹽濃度、耐低溫而長盛不衰，在渤 6 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 海灣淤泥質(zhì)灘涂上，有史以來第一次出現(xiàn)了綠色的海岸，是一種改造灘涂的優(yōu)良 植物，也是一種鹽漬土裸地上植物群落形成的先鋒植物“”。 1 9 7 9 年南京大學(xué)仲崇信教授由美國引進(jìn)了南方高桿生態(tài)型的互花米草。互 花米草是禾本科米草屬的多年生草本植物。莖干粗壯、堅(jiān)韌、直立，其地下部分 由短而細(xì)的須根和長而粗的地下莖所組成，在莖基部和根莖的節(jié)上常有胚芽生長 出土，長出新的植株。種子在l o 1 1 月成熟，種子脫落隨水漂浮，遇合適的海 灘位置和較好的立地條件種子自行萌芽，耐鹽耐淹能力強(qiáng)，適宜在高潮帶下部至 中潮帶上部的潮間帶生長“。原產(chǎn)北美洲中緯度海岸潮間帶，北自加拿大魁北克 沿大西洋海岸直達(dá)佛羅里達(dá)州及得克薩斯州均有分布，是當(dāng)?shù)佧}沼優(yōu)勢種?；セ?米草主要以無性分蘗的方法進(jìn)行繁殖，伴以種子繁殖，在光灘上能迅速成叢，一 般無其他伴生種。移栽3 個(gè)月后，株高能從l o 2 0 c m 增長到1 5 0 1 9 0 c m ，株數(shù) 從2 3 抹發(fā)展到2 2 0 3 5 0 株，草叢向外擴(kuò)展0 8 1 2 m 。短短的2 0 a ，我國的 沿海北起鴨綠江口，南至廣西北部灣的沿海灘涂上都有它的分布，現(xiàn)該物種的種 群已發(fā)展到5 3 x1 0 4h m 2 以上。由此可見，作為一個(gè)外來種，互花米草屬于r 建型 對策者，它以較高的繁殖能力和擴(kuò)散能力取得生存n 1 1 。 近年南京大學(xué)生物技術(shù)研究所又從美國特拉華大學(xué)海洋研究院鹽生生物實(shí) 驗(yàn)室引進(jìn)第- - 7 中大米草，即狐米草，原產(chǎn)北美東海岸、加拿大魁北克至佛羅里達(dá) 及得克薩斯潮灘高潮帶及砂質(zhì)草地，是一種優(yōu)良的耐鹽植物，也是美國的干草資 源。目前正在我國推廣應(yīng)用。 隨著米草的引種成功和大面積繁殖，對米草各方面的研究也相繼展開。仲崇 信等對米草的海岸帶生態(tài)工程和米草的綜合利用、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等做了大量研究【l “。 孫丙寅等對大米草和互花米草鹽沼地硫酸鹽還原速率進(jìn)行了比較研究，經(jīng)測定， 兩種米草鹽沼地硫酸鹽還原速率無顯著差異，大致反映了兩種鹽沼土的厭氧微生 物群體代謝活性是相似的“；陳才俊對江蘇灘涂大米草的促淤造陸和護(hù)岸保灘效 果進(jìn)行了分析，并對提高大米草促淤效果提出了建議?！保黄釃鹊葘Υ竺撞菰趦?nèi) 陸地貴州省氣候條件下的生長適應(yīng)性及凈化污水的能力進(jìn)行研究，結(jié)果表明，引 入貴州的大米草不僅有較強(qiáng)的生長能力，而且對有機(jī)污水存在的b o o 。及n 、p 有 很好的凈化效果“，許德芝也得到了相似的結(jié)果【1 6 】；莊樹宏等研究了各種逆境 對引自英國的7 種不同生態(tài)型的大米草蘋果酸脫氫m d t 和過氧化物酶p o d 同工 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 酶的影響，并對不同生態(tài)型大米草在酶水平上的分化和遺傳背景的差異做了分析 ?！?；福建省1 9 8 1 年在羅源灣引種6 6 7 m 2 ，不到2 0a 已發(fā)展為1 0 0 0 0 k m 2 ，對福建 省濰涂養(yǎng)殖造成嚴(yán)重影響，每年經(jīng)濟(jì)損失近兩億元。 隨著研究的不斷深入，對引進(jìn)的米草屬植物的功過國內(nèi)存在爭議。很多人認(rèn) 為這些米草屬植物引進(jìn)是成功的，并在我國固濰、護(hù)堤、促淤中發(fā)揮了重要作用， 對米草的正面評價(jià)較高。1 ；而米草屬植物在一些地方也存在危害當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)、 引發(fā)生物多樣性喪失，并對灘涂養(yǎng)殖造成經(jīng)濟(jì)損失等危害，因此有人提出米草生 態(tài)入侵的警告，強(qiáng)調(diào)了其入侵的危害和嚴(yán)重生態(tài)后果，認(rèn)為應(yīng)認(rèn)真對待米草種群 爆發(fā)正在或?qū)韺υ猩鷳B(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重危害。 1 1 1 米草生態(tài)功能的正面評價(jià) 米草是宿根性強(qiáng)的草本植物，具有非常發(fā)達(dá)的地下莖，用地下莖和種子繁殖， 具有抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣，分蘗力和繁殖力強(qiáng)，種群密度高、群落生物量大等特 點(diǎn)。自1 9 6 3 年引入以來，米草適應(yīng)于我國海岸帶自然環(huán)境而正常生長發(fā)育，具 有明顯的促淤造陸、保灘護(hù)岸、環(huán)境保護(hù)等生態(tài)功能，并有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，是 一種改造灘涂的優(yōu)良植物，也是一種鹽漬土裸地植物群落的先鋒植物。經(jīng)過4 0 a 栽培、觀察和實(shí)驗(yàn)研究，米草己充分證明在保護(hù)我國海岸帶生態(tài)環(huán)境中具有多方 面積極作用。 1 1 1 1 促淤造陸功能 我國沿海各省海涂資源豐富，沿海濱海潮灘鹽土( 海岸線以下，零米線以上 潮間帶) 1 3 5 2 萬h m “。米草促淤主要是米草繁殖能力強(qiáng)，很快形成盤根錯節(jié)的 米草群落帶，利用其龐大根系，能固定濱海松軟流動的受潮水間斷浸漬的淤泥質(zhì) 土壤，當(dāng)其發(fā)育形成密集的植物群落后，便具有消浪、緩流、攔截潮水帶來的泥 沙，促進(jìn)灘面淤積和增高，進(jìn)而為濱海光濰裸地植樹種草或農(nóng)田墾殖創(chuàng)造新的環(huán) 境，發(fā)揮促淤造陸的功能。米草促淤造陸的生態(tài)過程十分迅速。我國利用大米草 從海洋得到的第一塊陸地浙江省溫嶺市東片農(nóng)場，自1 9 6 4 年試種大米草成 功后，1 9 6 7 1 9 6 8 年海涂種植面積2 8 6 h m 2 ，1 9 7 9 年圍涂面積達(dá)4 0 0h m 2 ，到1 9 8 5 年圍涂面積已近6 7 0h m 2 “”1 ，可見米草促淤造陸效果明顯。高志強(qiáng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 米草的生長密度越大，促淤造陸的能力越強(qiáng)；有米草種植的海灘地帶，其泥沙的 淤積速度比相同高程光灘上泥沙的淤積速度快2 3 倍1 ，灘面比未種大米草的 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 光灘每年多淤高1 0 2 0 c m ?！啊?1 1 1 2 保灘護(hù)岸功能 海岸帶地區(qū)是我國受自然災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)，受災(zāi)區(qū)從遼寧丹東到廣東珠江 三角洲，基本上可以連接成帶，尤其是幾個(gè)大河三角洲及其他經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)都屬 于重災(zāi)區(qū)。危害海岸帶地區(qū)的自然災(zāi)害主要有風(fēng)暴潮、臺風(fēng)、海岸侵蝕等，特別 是臺風(fēng)和風(fēng)暴潮經(jīng)常發(fā)生，對沿海經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)危害極大。米草不僅能促 進(jìn)海灘淤積、抬高灘面，同時(shí)能以其龐大密集的根系固結(jié)土粒以減小波浪的沖擊： 粗壯的莖稈和濃密的葉冠層，能減小風(fēng)力的侵蝕，具有防風(fēng)、消浪功能啪1 。例如 1 9 5 7 年山東惠民地區(qū)筑堤工人數(shù)萬，突遭一夜海嘯使數(shù)十人喪生；1 9 8 7 年，石 質(zhì)和水泥質(zhì)樁西防潮大堤，長3 7 k m ，耗資億元，3 年后堤基損壞嚴(yán)重，出現(xiàn)空洞， 抗風(fēng)能力下降。1 9 9 0 年東營市與勝利油田協(xié)作，用米草生態(tài)工程保護(hù)樁西海堤 均獲成功，發(fā)揮了抗災(zāi)減災(zāi)的功能作用口3 1 。 1 1 1 3 防治污染功能 h 米草是耐污、耐肥的植物。對污染物的去除，主要是通過吸收、富集污水中 的有機(jī)物、n 、p 等營養(yǎng)物質(zhì)，在植物體內(nèi)進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)化，將水體中的污染物轉(zhuǎn) ， 變成植物體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)，從而降低污染物含量，使水體得到凈化。 1 1 1 4 生物棲息地 米草繁殖快、再生能力強(qiáng)，種植2 3 a 便可發(fā)展成茂密的群落，是潮間帶生 態(tài)系統(tǒng)重要的初級生產(chǎn)者，在米草沼澤區(qū)基圍內(nèi)，魚、蝦、蟹、蛤、牡蠣有了滋 生地，同時(shí)也是許多海鳥和另外一些野生動物的棲息場所。大米草為底棲生物如 雙齒圍沙蠶創(chuàng)造了有利生存的土壤，并為沙蠶提供豐富的食物來源，使得雙齒圍 沙蠶的生物量得以大幅度上升。在大米草灘上雙齒圍沙蠶的數(shù)量一般比光灘高數(shù) 倍至數(shù)十倍口鍆。 綜上所述，米草在我國重要的濕地資源海灘生態(tài)環(huán)境中，不但對促淤造 陸，防止海涂侵蝕、保護(hù)海岸”“，吸收、轉(zhuǎn)化和降低水中營養(yǎng)物和有毒污染物含 量，提高水質(zhì)等方面起著極其重要的作用，而且為野生動物提供了棲息、繁衍、 遷徙和越冬的場所。因此，米草在海涂上的生態(tài)效益是顯著的。 1 1 2 米草入侵的負(fù)面影晌 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 我國引種米草的目的是為了在沿海灘涂進(jìn)行生態(tài)建設(shè)，當(dāng)初人們主要注重于 米草帶來的經(jīng)濟(jì)效益，而對于米草的入侵性及其危害性還沒有足夠的認(rèn)識，有關(guān) 米草的入侵生態(tài)學(xué)研究并未受到重視，對其入侵機(jī)制、遺傳后果等研究較少。迄 今為止，人- v 引種米草的工作仍在我國一些地區(qū)進(jìn)行。 大米革的生物學(xué)特點(diǎn)使得它適合于灘涂生長，但其快速擴(kuò)展繁殖的特點(diǎn)很容 易在某些地方過度繁殖，影響本地物種的生存，以致于改變原有生態(tài)系統(tǒng)的特征。 例如，互花米草原產(chǎn)美國東海岸大西洋沿岸，西海岸的舊金山灣曾引入互花米草， 它與當(dāng)?shù)氐奶窖蟠竺撞蓦s交、遺傳同化，從而導(dǎo)致太平洋大米草局部絕滅，并 且影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)，也被當(dāng)作一種侵入性的外來種加以控制。由于米草屬的一 些種類表現(xiàn)為明顯的雜草性，并且在不少引種地區(qū)快速擴(kuò)展，影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)， 2 0 0 1 年i u c n 將大米草列入全球1 0 0 種最有害外來物種名單，它是該名單中兩種 水生植物之一，另一種為水葫蘆。互花米草則被列入中國外來入侵種名單， 也是國家環(huán)保局最近公布的首批入侵我國的1 6 種外來入侵種之一。 米草在成為保灘護(hù)岸，促淤造陸的先鋒植物的同時(shí)，也由于其極強(qiáng)的抗逆性， 蔓延的速度超過人們的控制能力，以至于原有的灘涂生態(tài)遭到嚴(yán)重破壞，致使航 道被淤，灘涂被占，嚴(yán)重影響了沿海航運(yùn)、灘涂養(yǎng)殖及海灘旅游；米草強(qiáng)烈的促 淤功能也使得米草所在地的水文學(xué)特征發(fā)生變化：潮汐流減弱，水體交換能力差， 尤其在河口區(qū)，排水不暢，易發(fā)生澇災(zāi)，并誘發(fā)赤潮的產(chǎn)生：米草的種植有利于 向海爭地，開墾新的農(nóng)田，但這樣會使原有生態(tài)系統(tǒng)被改變，原有的自然演替被 阻，取而代之的是結(jié)構(gòu)單一、典型的、脆弱的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)；米草在許多地區(qū)對 護(hù)灘固岸曾起過積極的作用，但近年來，在原引種地以外地段，入侵的米草在潮 間帶的競爭能力顯著大于土著的鹽沼植物，導(dǎo)致了土著植物種群分布面積的減少 和種群數(shù)量顯著降低。在我國的長江河口灣潮間帶，互花米草已經(jīng)在土著植物海 三棱濾草( s c r i p 坩m a r i q u e t e r ) 群落中定居和擴(kuò)散，最后形成大片單一物種組 成的互花米草群落，對當(dāng)?shù)匚锓N多樣性造成了一定影響?！?。 1 1 3 米草入侵對大型底棲無脊椎動物群落的影響 底棲動物( z o o b e n t h o s ) 是指生活史的全部或大部分時(shí)間生活于水體底部的 水生動物。在起源方面，底棲動物可分為原生底棲動物( p r i m a yz o o b e n t h o s ) 和 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 次生底棲動物( s e c o n d a r yz o o b e n t h o s ) 。原生底棲動物的特點(diǎn)是能直接利用水中溶 解氧，其種類包括常見的蠕蟲、底棲甲殼類、雙殼類軟體動物等：歡生底棲動物 是由陸地生活的祖先在系統(tǒng)發(fā)育過程中重新適應(yīng)水中生活的動物。主要包括各類 水生昆蟲、軟體動物的肺螺類等。在大小方面，為了研究方便，近代研究常根據(jù) 篩網(wǎng)孔徑的大小將它們劃分為不同的類型。將不能通過5 0 0 um 孔徑篩網(wǎng)的動物 稱為大型底棲動物( m a c r o f a u n a ) ，能通過5 0 0um 孔徑篩網(wǎng)但不能通過4 21 - 1m 孔 徑篩網(wǎng)的動物為小型底棲動物( m e i o f a u n a ) ，能通過4 2 p m 孔徑篩網(wǎng)的動物為微 型底棲動物( n a n o f a u n a ) 1 2 9 。 由于大型底棲動物在取樣和鑒定等問題上與中型和小型底棲動物有較大的 優(yōu)勢，一直來倍受灘涂濕地、河口岸濕地生態(tài)學(xué)研究者的青睞。底棲動物取食浮 游生物、底棲藻類和有機(jī)碎屑等，本身又被其他魚類和鳥類所取食，直接影響其 他物種的生存和繁殖。大型底棲動物處于灘涂濕地生態(tài)系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，環(huán)境 的變化必然導(dǎo)致大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的變化，可以通過群落結(jié)構(gòu)和多 樣性變化來表征環(huán)境質(zhì)量。大型底棲動物群落在環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，會改變其 中的物種組成、密度以及多樣性等，這種響應(yīng)機(jī)制為研究環(huán)境變化對群落造成的 影響帶來一定的指導(dǎo)，研究人員可以通過大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)的變化來了解環(huán) 境變化產(chǎn)生的影響以及進(jìn)行群落的控制因子研究等，并且可以在大型底棲動物群 落中選取一些物種或者一些群落特征指標(biāo)作為生境質(zhì)量的指示和度量，進(jìn)行生態(tài) 系統(tǒng)評價(jià)等工作。 潮間帶大型底棲無脊椎動物是鳥類食物的重要組成部分，是灘涂生態(tài)系統(tǒng)中 食物網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)腳1 ，其分布不僅與灘涂底質(zhì)水文等理化環(huán)境密切相關(guān)，而且與 不同時(shí)間和空間尺度上的自然或人為干擾相關(guān)，上述因素的變化均可導(dǎo)致底棲動 物群落結(jié)構(gòu)和多樣性發(fā)生變化。 大型底棲動物能通過多種方式表現(xiàn)出對環(huán)境的變化的響應(yīng)，如：通過運(yùn)動、 食物獲取、生理反應(yīng)、生活史對策和其他的行為等，物種的變化必然反映到群落 的變化上，群落通過這種變化以適應(yīng)環(huán)境的變化。米草具有非常發(fā)達(dá)的地下莖、 粗壯的莖稈和濃密的葉冠層，入侵后會顯著改變潮間帶環(huán)境”3 。這種環(huán)境的變化 是否對大型底棲無脊椎動物群落產(chǎn)生影響，目前研究很少。 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 陳中義歸納了c o r d e l le t a l 在1 9 9 4 1 9 9 6 年的工作，得出了米草入侵對生態(tài)系 統(tǒng)的生態(tài)后果。認(rèn)為米草人侵新的生態(tài)系統(tǒng)后，由于其抗逆性強(qiáng)、生物量大、繁 殖擴(kuò)散能力強(qiáng)和競爭力強(qiáng)，其種群很快爆發(fā)，從而對被入侵生態(tài)系統(tǒng)造成深刻的 影響【5 1 。并繪制了米草入侵的生態(tài)后果示意圖： 減少鳥類耩且和覓乍墻 h a h i t a l ：1 0 x sf o rb j r d s 米草八掛 印胛一陽a p 弘i n v 越i d s 畢低鳥類種群敬罡 i k e l i n ei nb i r d i m p u l a t o n s 威脅龜興生境 t h r e n t 5t 0f i 5 b 、h s b i l z t s 戰(zhàn)脅| ：著植物多樣性 t h r e t a jt o m t t i v ep l m n t s 改受 坦生境| j 勺自然環(huán)境 a l t e r a t i o n so f p h y f i c a l e nv j m 眥n 朗把 牛出系境退讓 d e 暑，a d 枷o n q r w 醴b r i d 咖s y s i a n s 她少鳥婁雷梅采浦 艮d 岫n i n f oo f i 矗i i k c sf o rb ；r d s 米草入侵生態(tài)后果圖( 自陳中義) 一些研究表明，米草入侵光灘后，米草群落底泥中的無脊椎動物總密度和豐 富度要高于鄰近的光灘。1 。蔣福興等研究發(fā)現(xiàn)，在我國光灘上種植大米草l o a 后， 底泥中的大型底棲無脊椎動物的種類和數(shù)量也顯著增加，尤以雙齒圍沙蠶 ( p e r y n e r c s a i b u h i t e n s i s ) 的密度增加明顯”“3 。但l u i t i n ge ta l 在對w i l l a p a 海灣互花米草入侵區(qū)研究后發(fā)現(xiàn)，米草入侵光灘后，侵入斑塊中無脊椎動物的種 群數(shù)量和物種豐富度都顯著小于潮間帶光灘，造成了底棲無脊椎動物多樣性的減 少?！?。7 a c k s o n 在英國s o u e 河的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。陳中義等通過研 究發(fā)現(xiàn)，互花米草入侵崇明東灘鹽沼后，顯著降低了大型底棲無脊椎動物的物種 多樣性，同時(shí)顯著改變了營養(yǎng)類群的結(jié)構(gòu)，并認(rèn)為互花米草入侵所引起的植物群 落高度、密度、蓋度、生物量的變化可能是造成大型底棲無脊椎動物群落結(jié)構(gòu)改 變的主要原因”1 。而吳紀(jì)華在比較同一海灘互花米草和海三棱濂草底泥中的線蟲 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 群落時(shí)，卻得到相反的結(jié)論0 1 。 已有研究結(jié)果說明，米草入侵海岸灘涂后，會改變潮間帶大型底棲無脊椎動 物群落的結(jié)構(gòu)。但由于大型底棲無脊椎動物群落具有季節(jié)性變化，米草生境、米 草入侵的歷史不同，其對大型底棲無脊椎動物群落的影響程度也不同。因此需要 從不同的生境、時(shí)間和空間尺度上深入研究米草入侵對大型底棲動物多樣性的影 響。另外，米草入侵河口區(qū)和潮間帶后，究竟帶來什么樣的生態(tài)后果，是直接改 變生態(tài)系統(tǒng)過程，還是首先影響群落的組成，然后才對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害，也是 亟待研究的問題。 1 2 黃河三角洲地區(qū)米草入侵現(xiàn)狀及危害 黃河三角洲地區(qū)1 9 9 3 年開始引進(jìn)大米草和互花米草兩種米草。”3 ，主要分 布于東部沿海潮間帶，用于解決黃河三角洲地區(qū)海岸蝕退問題?；セ撞葜饕?中在東營市河口區(qū)仙河鎮(zhèn)神仙溝入?？谀习兜呢愵愷B(yǎng)殖區(qū)，引進(jìn)時(shí)僅3 0 種，但近 年來發(fā)展速度驚人，2 0 0 2 年面積發(fā)展到4 0 0 h m 2 左右，到2 0 0 3 年已發(fā)展到7 0 0 h m 2 左右，目前正在l o h m 海灘上以每年6 倍的速度瘋長蔓延，覆蓋面積越來越大， 成災(zāi)面積多達(dá)8 6 6 6 h m 2 ，零星可見成草面積達(dá)3 3 3 3 4 0 0 0 h m 2 以上，草籽漂流面 積在6 6 6 6 h m 2 以上，對沿海灘涂多種海洋生物構(gòu)成嚴(yán)重威脅刪。此外，小清河口 和無棣岔尖也發(fā)現(xiàn)小片、零星的大米草。 黃河三角洲米草的危害主要有以下幾個(gè)方面：( 1 ) 破壞近海生物棲息環(huán)境， 使沿海養(yǎng)殖貝類、蟹類、魚類等多種生物窒息死亡。( 2 ) 影響海水交換能力，導(dǎo) 致水質(zhì)下降并誘發(fā)赤潮，殃及深海生物。( 3 ) 堵塞航道，影響各類船只進(jìn)出港， 給海上運(yùn)輸、漁業(yè)、國防等帶來不便。( 4 ) 破壞石油運(yùn)輸管線。( 5 ) 與沿海灘涂本 地植物競爭生長空間，致使生物多樣性遭到破壞。 1 3 選題的目的和意義 黃河三角洲地區(qū)有我國暖溫帶最廣闊的河口濕地，是物種保護(hù)、候鳥遷徙和 河口生態(tài)演替的重要地點(diǎn)?，F(xiàn)在所稱的黃河三角洲，是指1 8 5 5 年黃河自河南銅 瓦廂決口，廢棄此前的徐淮流路，北奪山東大清河入渤海以來形成的，以東營市 墾利縣寧海為頂點(diǎn)形成的扇形沖積區(qū)，海岸線長在3 5 0 4 9 0 k m 之間，濕地總面 積約4 5 0 0 k m 2 ，其中泥質(zhì)灘涂面積達(dá)1 1 5 0 k m “。潮間帶灘面平坦寬闊，底質(zhì)全為 泥沙。由于黃河每年攜帶大量營養(yǎng)鹽類入海，淺海灘涂生產(chǎn)力高，是魚、蝦、蟹、 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 貝類生長繁衍的