荣成天鹅湖海草床及其邻近裸沙区浮游生物的时空变化特征

海草床是近海典型生态系统之一,为了解山东省荣成市天鹅湖鳗草(Zostera marina)海草床及其邻近裸沙区的浮游生物群落结构及时空变化特征,于2019年2月、5月、8月和11月,对天鹅湖鳗草海草床及其邻近裸沙区的浮游生物、海草床生态学特征及关键环境因子进行了周年调查,并应用典范对应分析(CCA)和冗余分析(RDA)探究了环境因子对浮游生物优势种的影响。结果显示,共发现浮游植物38种,隶属3门25属,其中,硅藻门(Bacilariophyta)种类最多(89.4%),甲藻门(Dinophyta)次之(7.8%);共发现浮游动物18种,幼虫3类,以甲壳动物(71.4%)为主;浮游生物种类数呈现显著的季节变化,且在11月达到最大值;海草床浮游植物和浮游动物的年平均丰度分别为5.4×104 cells/m3和1.6×104 ind./m3,是裸沙区浮游植物和浮游动物年平均丰度的1.4倍和1.5倍;典范对应分析和冗余分析显示,海草床浮游生物优势种主要与水温、海草床的植株密度及生物量显著相关,而裸沙区浮游生物优势种则主要与水温、pH值及氨氮含量等环境因子显著相关。结果表明,天鹅湖海草床相比裸沙区具有更丰富的浮游生物。本研究为深入了解海草床生态系统的结构和功能提供了基础数据。     

不同水体浊度对鳗草存活、生长和生理的影响

海水浊度升高是导致海草床退化的主要因素之一。通过3个月的室内实验,研究了不同水体浊度[2 (对照)、10、20、30和40 NTU]对鳗草存活、生长和生理的影响。结果显示,3个月后,鳗草植株的存活率随水体浊度升高呈现逐渐降低趋势,10~40 NTU处理组植株存活均显著低于对照组(P<0.05),至40 NTU处理组,植株存活率仅为对照组的56.1%;随水体浊度升高,植株的生长速率和生产力亦呈现下降趋势,至40 NTU处理组,植株茎节延伸速率和叶片延伸速率达到最小值,分别下降至对照组的48.9%和61.6%,地上生产力和地下生产力与对照组相比下降了64.6%和78.8%;相关性分析表明,长期浊度胁迫主要是通过影响植株非结构性碳水化合物含量,进而对植株生长存活产生负面影响。植株非结构性碳水化合物含量随水体浊度增加而逐渐下降,10~40 NTU处理组植株碳水化合物含量均显著低于对照组(P<0.05),各浊度升高处理组植株地上组织可溶性糖含量相比对照组降低了20.2%~74.7%。研究表明,水体浊度长期升高导致鳗草植株非结构性碳水化合物显著下降,对鳗草的生长存活不利。本研究为阐明鳗草海草床退化机理和选划适宜修复区等提供了理论依据。     

不同栽培方式对鳗草实生苗建成和生理的影响

在15 ℃条件下,研究了3种栽培方式(水培促萌+萌中插植、水培促萌+萌后插植以及基质栽培)对鳗草(Zostera marina)种子萌发、实生苗建成与生长的影响,分析了鳗草实生苗的培育成本及其应对不同栽培方式的生理响应。结果显示,水培促萌+萌中插植、水培促萌+萌后插植的鳗草种子萌发率和实生苗建成率无显著差异(P>0.05),平均达到54.8%和46.5%,分别是基质栽培处理组的1.3和1.6倍(P<0.05)。水培促萌+萌中插植、水培促萌+萌后插植的鳗草实生苗的各项生长指标亦无显著差异(P>0.05),其平均值均显著高于基质栽培处理组(P<0.05),特别是根生成速率平均达到基质促萌处理组的1.6倍。主成分分析显示,水培促萌+基质插植的鳗草实生苗生理状态较优,其中,总氮和可溶性糖含量的贡献度较大,贡献度平均分别达到16.6%和15.0%,是基质栽培处理组的1.2倍(P<0.05)。培育成本分析显示,水培促萌+萌后插植栽培方式的培育成本最低(3.6元/株),是水培促萌+萌中插植栽培方式的81.9%。综合实生苗培育效果和培育成本,水培促萌+萌后插植的栽培方式是适宜的鳗草实生苗栽培方式,其主要通过提升实生苗非结构性碳水化合物的形成和提高光合色素含量,实现对实生苗建成与生长的促进作用。     

赤霉素和弱酸对鳗草种子萌发和生理特性的影响

本文研究了赤霉素和弱酸对鳗草(Zostera marina)种子萌发和生理特性的影响,监测了鳗草种子的累积萌发率、幼苗建成率以及种子萌发过程中种子干重、水分、呼吸速率、可溶性糖、淀粉、赤霉素、脱落酸含量和α-淀粉酶、β-淀粉酶活性的动态变化,探究了2种外源处理对鳗草种子的促萌作用,分析了鳗草种子应对外源促萌的生理响应过程。结果显示,2种促萌处理均能有效促进鳗草种子萌发和幼苗建成,其中,赤霉素处理组促萌效果最优,其种子萌发率和幼苗建成率为对照组的1.6倍;促萌期间,2个促萌处理组种子α-淀粉酶活性呈先上升后下降的趋势,淀粉含量呈下降趋势,可溶性糖含量呈持续上升趋势;至实验结束时,赤霉素处理组种子可溶性糖含量最高,是促萌前初始值的3.3倍,亦显著高于弱酸处理组和对照组(P<0.05),弱酸处理组种子淀粉含量最低,显著低于其他2组(P<0.05),而各处理组之间种子的α-淀粉酶活性无显著差异(P>0.05);主成分分析显示,种子α-淀粉酶活性、淀粉和可溶性糖含量为种子萌发过程中的关键因子。综合分析认为,外源赤霉素处理是破除鳗草种子休眠的有效方法,其主要通过调节种子淀粉酶活性、提高淀粉分解速率和提高可溶性糖含量为种子萌发提供能量实现破除休眠的作用。本研究结果为鳗草种子快速萌发技术提供了理论依据和科学基础。