海草与其附生藻类之间的相互作用

海草床是滨海湿地中重要的生态系统,近年来世界范围内出现大面积的海草床衰退,水体富营养化引发附生藻类的大量繁殖是其中的一个主要原因。本文综述了近20年来关于海草与其附生藻类之间相互作用的研究进展,包括海草床中附生藻类的地位及其积极作用,附生藻类与海草的物质交换关系,附生藻类对海草的影响（主要是光利用限制和营养物质利用限制）。对海草床中海草-附生藻类群落复杂的生态关系提出了研究展望,包括海草与其附生藻类的物质交换机制,海草与其附生藻类对营养物质利用的竞争关系,附生藻类生物量分别对海草可利用光和光合作用能力的削弱关系,海草与附生藻类对海草床初级生产力的贡献随环境因子的变化关系,通过原位观测数据的积累建立海草生长与生物作用的模型等。     

海草床恢复研究进展

海草床是热带和温带重要的海洋生态系统,是许多海洋动物的栖息地、生存场所和食物来源地,具有重要的生态系统服务价值。20世纪以来,全世界的海草床衰退严重,仅1993年到2003年间约有2.6×104km2消失,达到15%,开展海草床的生态恢复已迫在眉睫。总结了海草床衰退的原因及恢复的主要方法。海草床衰退的原因包括自然灾害和人类活动的影响。海草床恢复的方法包括生境恢复法、种子法和移植法。移植法是目前最常用的方法,可分为草皮法、草块法和根状茎法。比较了各方法的优缺点,即(1)生境恢复法投入少、代价低,但周期长;(2)种子法破坏小,但种子难收集、易丧失、萌发率低;(3)草块法成活率高,但对原海草床有破坏作用;(4)根状茎法节约种源,但固定困难。因此,海草床恢复的具体方法取决于种源地、移植地及恢复的目标。我国的海草研究与恢复尚处在起始阶段,移植法应是目前我国海草床恢复的首选方法。就未来我国海草恢复的关键技术和研究重点提出了建议。     

海草生态学研究进展

海草床生态系统是生物圈中最具生产力的水生生态系统之一,具有重要的生态系统服务功能。作者根据海草生态学及相关领域的最新研究进展,对世界范围内海草床的空间分布、海草床的生态系统服务功能以及外界因素对海草床的影响等研究进展进行了综述。海草床生态系统服务功能主要包括净化水质、护堤减灾、提供栖息地和生态系统营养循环等。对海草床影响较大的外界环境因素包括盐度、温度、营养盐、光照、其他动物摄食、人类活动和气候变化等。海草普查、海草生态功能研究,影响海草床的主要环境因素,海草修复研究等将是我国海草研究的主要方向。     

海草床育幼功能及其机理

海草床是近岸海域中生产力极高的生态系统,是许多海洋水生动物的重要育幼场所。从生物幼体的密度、生长率、存活率和生境迁移4个方面阐述海草床育幼功能,并从食源和捕食压力两个方面探讨海草床育幼功能机理。许多生物幼体在海草床都呈现出较高的密度、生长率和存活率,并且在个体发育到一定阶段从海草床向成体栖息环境迁移。丰富的食物来源或较低的捕食压力可能是海草床具有育幼功能的主要原因,但不同的生物幼体对海草床的利用有差异,海草床育幼功能的机理在不同环境条件下也存在差异。提出未来海草床育幼功能的重点研究方向:(1)量化海草床对成体栖息环境贡献量;(2)全球气候变化和人类活动对海草床育幼功能的影响;(3)海草床育幼功能对海草床斑块效应和边缘效应的响应,以期为促进我国海草床育幼研究和海草床生态系统保护提供依据。     

海草生态系统的固碳机理及贡献

由海草、红树林、盐沼草等植被组成的滨海和海洋生态系统是地球中高效的碳汇热点,它们所固定的碳被称为"蓝碳".作为全球生态服务功能价值最高的生态系统之一,海草生态系统所固定的碳是蓝碳里的重要组成部分.高生产力、高效过滤及高稳定性造就了海草生态系统巨大的固碳能力,进而对全球碳循环具有深刻影响.然而,人为影响以及全球气候变化使全球海草床加速衰退,成为地球生物圈中退化速度最快的生态系统之一.当前,国内外对海草床等滨海生态系统固碳能力的关注、研究深度与广度仍远远不足,对全球海草固碳的评估仍存在诸多不确定性.为了能更准确地评估全球海草床的碳埋存,一些基础性的科学问题应优先考虑:1)全国和全球海草的准确分布面积;2)不同海草优势种类或不同地域的海草床碳汇能力的差异;3)人为干扰和全球气候变化对海草生态系统碳捕获和碳埋存的影响.     

海草床生态系统固氮微生物研究现状与展望

海草床生态系统是三大典型海洋生态系统之一,具有较高的生产力水平和十分重要的生态意义,其海草附着物中包括许多固氮微生物,通过生物固氮提供该生态系统"新"氮源,在一定程度上缓解了氮对初级生产力的限制.通过对近些年来固氮活性的测定方法、固氮群落组成以及影响因素等的研究进展进行了综合分析,较全面地分析了海草床生态系统的固氮微生物研究现状,并在次基础上对海草床固氮微生物的系统研究进行了展望.     

广东沿海海草床的现状、面临的威胁与保护建议

海草床是地球上最具价值的生态系统之一,为人类提供广泛的生态系统服务。我国乃至全球范围内海草床面临着人类活动威胁,且呈退化趋势。广东海草研究起步较晚,近年来涌现的一些研究成果将广东海草分布特征清晰地呈现在世人面前,并发现海草床受到的威胁来源多样,但缺乏系统的总结。基于广东滨海地区未来一段时间将持续面临高强度人类活动压力的背景下,为有效保护海草床及其生物多样性,亟需进一步深入了解广东海草床存在的问题,从而提出针对性的保护建议。本文通过回顾21世纪以来广东海草床研究成果,汇总了广东海草分布信息,并结合现场调研和国内外海草床的研究报道,梳理了广东海草床面临的威胁。结果表明广东沿岸海草分布广泛,现有海草床面积约1,540ha。海草种类共5种,以卵叶喜盐草(Halophilaovalis)和贝克喜盐草(H.beccarii)为主,日本鳗草(Zosterajaponica)、单脉二药草(Haloduleuninervis)和短柄川蔓草(Ruppia brevipedunculata)分布较少。本文阐明了人为因素和自然因素如何影响海草的生长和分布,并指出了广东海草床主要面临着海水养殖、渔业捕捞、陆源污...     

海草附生藻类生物量的主要影响因子

海草叶片上的附生藻类负荷量很大程度上决定了其对海草影响的强度及利弊的方向,它是各种非生物因子及生物因子相互作用的结果.总结了近20a来海草附生藻类生物量控制因子的研究进展,归纳得出影响海草附生藻类生物量的因子主要有生物因子中海草自身的生理特性和食草动物的摄食作用、化学因子中的营养盐浓度、物理因子中的可利用光强度和水流等.其中,作为主要上行效应的营养盐浓度以及作为主要下行效应的摄食作用对海草附生藻类生物量起十分重要的调节作用.最后,对未来的研究提出了展望:①上行效应及下行效应对于调节海草-附生藻类群落结构的相对重要性及其定量分析;②在各种因子单独作用以及联合作用下附生藻类生物量的变化规律;③海草释放化感物质调节附生藻类生长的机制;④附生藻类对海草生长的综合作用机制.     

营养盐富集和全球温度升高对海草的影响

海草床具有稳定沉积物、净化水质和碳储存等重要的生态系统服务功能。近几十年来,世界范围内海草床衰退严重。在全球近岸水体富营养化和气温升高的背景下,本文对营养盐富集和全球温度升高对海草的影响进行了分析。硝态氮和铵态氮作为海草重要的营养来源,贫营养环境下,会促进海草的生长。由于硝态氮需要转化为亚硝态氮,再通过一系列新陈代谢过程转化为氨基酸,硝态氮富集会影响海草组织的碳平衡,从而对海草床造成负面影响。较高浓度的铵态氮会对海草产生毒性,引起海草床的衰退。有机氮作为海草可选择吸收的氮源,是对海草氮吸收的有效补充。温度是控制全球海草分布和生长的主要因素,春季一定程度的营养盐富集可以提高海草的生产力,而夏季高温和营养盐富集对海草的生长具有抑制作用。营养盐富集和夏季高温还可以通过促进大型海藻爆发性生长,导致光衰减,从而引起海草床向大型海藻生态系统的逆向演替。本文提出了未来海草主要研究方向,主要包括:长时间序列海草床野外观测;有机氮对海草的影响机制;营养盐富集和全球温度升高对海草的协同影响机制;热带海草呼吸作用对全球温度升高的响应。     

人类活动对广西合浦海草床服务功能价值的影响

近年来,中国海草生态系统受到严重破坏。本文以广西合浦海草床生态系统为例,采用1980—2005年当地统计资料,综合运用生态经济学的基本理论,以海草床的食物生产、调节大气、生态系统营养循环、净化水质、维持生物多样性和科学研究功能作为指标体系,对人类活动造成合浦海草床生态系统的价值损失进行了初步估算。结果表明,从1980—2005年,合浦海草床由于人类活动造成的价值损失为34657.95万元,损失率为71.97%。直接利用价值增加了4452.88万元,而间接利用价值损失为39110.83万元,损失率高达81.82%。说明人类对合浦海草床的开发利用强度增大趋势明显。     

海草床生态系统的退化及其恢复

海草床是生产力和生物多样性最高的典型海洋生态系统之一,目前全球海草床呈现退化趋势,自然干扰和人类活动的负面影响是其退化原因,以后者为主.海草退化的生理生态机制主要是光合作用速率、光合色素荧光强度和含量、酶活性等生理生态指标在胁迫(高温、光照、盐度、污染物等)下发生显著变化.海草床监测和保护计划已经在局部区域取得成效,使部分海草床得到恢复.中国的海草床恢复研究重点应放在生物多样性保护、海草移植和海草床生态系统服务价值评估.     

海草床种子扩散过程及种子库形成机制研究进展

海草是唯一一类可以完全生活在海水中的高等被子植物，具有重要的生态服务功能和巨大的经济价值。但受气候变化和人类活动的双重影响，海草床退化趋势日益严峻。海草床生态系统受到外界胁迫后的稳定性和恢复能力很大程度上依赖于有性繁殖即种子繁殖，当胁迫造成海草死亡等不可逆转的伤害时，通过沉积物种子库能够进行种群维持和自我更新，因此研究海草种子扩散过程及种子库形成机制对海草生态系统稳定性的维持具有重要意义。综述了海草生活史类型、种子繁殖特征、种子扩散过程及影响因素、种子库形成机制等。在此基础上总结了目前研究存在的几方面不足和未来展望：1)不同环境胁迫条件对海草有性繁殖努力的影响研究；2)海草种子二次扩散的影响因素和扩散机制研究；3)沉积物沉降和再悬浮对种子扩散和截留的影响研究；4)环境因素变化下种子库的潜在分布和海草适宜生境预测与模拟。本研究以期为海草床生态系统的保护恢复研究提供理论参考。     

气候变暖对植物、传粉者及其相互作用的影响

植物和传粉者之间的相互作用,构成了错综复杂的传粉网络。近20年来,以全球变暖为主要特征的气候变化对开花植物、传粉昆虫和植物-传粉者相互作用的影响已成为研究热点。这些研究有助于更好地预测气候变暖对传粉网络乃至整个生态系统功能的影响。本文综述了气候变暖对开花植物个体的繁殖过程(物候、花吸引、报酬特征)和传粉昆虫活动及其相互作用产生的影响,以及在群落水平上对植物-传粉者网络产生的影响。气候变暖影响开花植物的花报酬(花蜜量、花粉的数量与质量)以及繁殖成功;温度升高对传粉昆虫的影响主要包括决定花粉流的传粉行为和传粉成功率。因此,气候变暖背景下植物、传粉者及其相互作用的改变会导致传粉网络结构发生变化,而传粉网络通过缓冲机制减少植物-传粉者间的错配而产生的负面效应,以维持自身稳定性。总体上,目前对气候变暖背景下植物-传粉者网络的研究较为薄弱,今后的研究应进一步关注以下问题:(1)气候变暖影响植物与传粉者物候匹配程度的原因、机制以及影响因素;(2)进一步探究不同生态系统中植物-传粉者的相互作用;(3)从群落水平或生态系统水平对植物-传粉者相互作用网络开展长期性研究。     

山东东营和烟台潮间带海草床食物网结构特征

为了探明海草床内主要生物类群间的营养关系以及食物网结构, 作者于2018年8月分别在东营黄河口潮间带和烟台西海岸潮间带海草床采集大型底栖生物样品, 采用δ ¹³C和δ ¹⁵N稳定同位素方法, 对生物样品的碳、氮同位素组成进行了测定和分析。结果表明: 东营海草床内生物的δ ¹³C、δ ¹⁵N值范围分别为-21.99‰至-12.13‰和5.23‰-11.05‰, 烟台海草床内生物的δ ¹³C、δ ¹⁵N值范围分别为-18.11‰至-14.06‰和6.60‰-10.22‰。东营海草床主要生物的营养级范围为2.00-3.85, 烟台海草床主要生物的营养级范围为2.00-3.15。根据δ ¹⁵N值计算所得的营养级图分析可知两区域海草床内初级消费者主要为滤食性双壳类和多毛类, 次级消费者为植食性或杂食性甲壳类,肉食性鱼类和腹足类。与近海海域大型底栖生物食物网相比, 海草床内底栖生物的营养级均值普遍较低。     

流沙湾海草床重金属富集特征

海草床是一种重要的海洋湿地生态系统,首次研究了流沙湾海草床重金属(铜、铅、镉、锌)的富集特征,并评价其潜在生态危害.研究表明:水体和沉积物环境中的重金属含量很低,潜在生态危害轻微,但是海草床大型底栖生物(绿藻、海草、双壳类和腹足类)对这4种重金属具有富集作用,其中对镉的富集最显著.绿藻对铜、铅和锌的富集效应明显大于海草,腹足类对铜、铅和锌的富集效应明显大于双壳类;而对镉的富集效应,情况正好相反.双壳类生物体内铅和镉含量普遍超一类标准,超标程度较高.     

海草克隆性及其种群遗传效应

海草是适应在海洋环境中生存和繁殖的单子叶植物,由于所处环境常存在潮汐、风暴等的干扰,海草形成了一系列适应特征,克隆性是其中突出的一个.所有的海草都具有水平根状茎,许多海草也具有垂直根状茎,在一些海草中,也观察到无性生殖(无融合生殖).与克隆生长有关的参数(如节间长度、间隔子长度、分枝角度以及延伸速率和分枝率等)对于海草的克隆生长有着决定性影响,但繁育系统对克隆斑块大小也有较大影响.强烈的克隆性影响着海草的遗传变异.总体来看,海草种群内遗传多样性比陆生植物低,也低于另一类海洋高等植物-红树植物,利用DNA标记观察到的多样性高于等位酶标记.在一些海草植物种群中观察到较高的克隆多样性,但也有一些种群由单一基因型或少量基因型组成,其原因主要是由于奠基者效应和克隆生长.通常克隆植物中基因流有限,但是海草的克隆片段可能远距离扩散,从而提高种群间的基因流.就克隆生长对种群空间结构和交配系统的影响进行了综述.     

微生物参与海草床元素循环及其生态修复功能

海草是分布在全球海岸带的沉水被子植物,与周围环境共同形成的海草床生态系统是三大典型海洋生态系统之一,具有十分重要的生态功能。20世纪以来,全球海草床衰退严重,研究海草床的生态修复迫在眉睫,现有修复方法未能足够重视微生物在海草床中的重要作用。本文综合阐述了微生物在海草床生态系统有机物矿化和营养流动过程中起到的作用,分析了微生物驱动下的海草床水体与沉积物之间的元素循环,提出了人类活动引起海草床退化的原因,总结了海草床微生物的系统研究方法,并在此基础上提出从微生物生态的角度修复海草床的新思路。     

海南新村湾海草床生态系统溶解有机物的时空变化及其控制因素

本文以海南新村湾海草床生态系统为研究对象,探讨海水溶解有机物(DOM)的空间分布、季节变化特征及其主要控制因素。结果表明:新村湾冬夏两季海水盐度均由北部河口区域向南部海草区域逐渐增加,而海水p H冬夏两季却呈现从西南向东北逐渐降低的趋势;溶解有机碳(DOC)、溶解有机氮(DON)和溶解有机磷(DOP)浓度范围分别为1.93~8.89、0.29~2.44和0.002~0.45 mg·L-1,平均值分别为4.73、0.64和0.08 mg·L-1;冬夏季DOC高值分别分布在海草和河口区域,而冬夏季DON的高值主要分布于网箱养殖区及邻近的海草区域,夏季海草区域的DON含量比冬季的低,冬夏两季DOP的高值都出现在河口或网箱养殖区;海水DOC/DON呈现冬低夏高,但DOC/DOP和DON/DOP却与之相反;新村湾DOM主要来源于海草的释放、网箱养殖的排放和河流的输入,冬季DOM的生物可利用性较高,可促进微食物环循环;海草季节性的生长、陆源径流和光强的改变也会影响海湾DOM的分布和组成,进而对海草床生态系统的碳、氮和磷的生物地球化学过程产生影响。     

环境胁迫对海草非结构性碳水化合物储存和转移的影响

非结构性碳水化合物在海草体内的代谢对植株的生长有重要影响。为更好地跟踪非结构性碳水化合物在海草响应环境胁迫中所起的作用,根据国内外最新文献,重点综述了光强、营养盐、盐度、海洋酸化、温度、硫化物和动物摄食等环境胁迫对海草非结构性碳水化合物储存和转移的影响。光限制和富营养化均降低非结构性碳水化合物的合成,并使之从地下根茎转移到叶;而海洋酸化却促进非结构性碳水化合物合成并向地下组织转移;盐度变化改变海草体内渗透压,需要非结构性碳水化合物的新陈代谢来维持;温度通过影响光合作用、呼吸作用、氮代谢来影响非结构性碳水化合物的合成与储存;而硫化物和动物摄食则分别通过抑制海草酶的活性和啃食海草光合组织,减少非结构性碳水化合物的合成和储存。同时指出了一些今后关于海草非结构性碳水化合物的重点研究方向:(1)海草不同生命阶段(种子休眠和萌发,发育,繁殖等)非结构性与结构性碳水化合物之间,以及可溶糖与淀粉之间的转化分配机制;(2)双环境因子或者多环境因子对海草非结构性碳水化合物的耦合作用;(3)非结构性碳水化合物作为海草床生态系统健康评价指标的研究与应用。     

渤海曹妃甸新发现的海草床及其生态特征

2015年10月通过对渤海曹妃甸海域的现场调查,在龙岛西北侧海域发现10 km2的大面积海草床,为中国黄渤海海域已发现的面积最大的海草床,主要种类为大叶藻(Zostera marina)。大叶藻种群在整个海草床呈斑块状分布,覆盖度为2.8±1.1%,茎枝密度为28.21±6.35~101.33±17.99 shoots·m~(-2);现存植株的叶片数量为2.00±0.00~4.70±0.64枚,株高15.20±5.84~62.10±7.34 cm,根状茎长2.67±1.70~22.20±3.92 cm,根长3.67±2.36~8.00±1.90 cm。单位面积海草的生物量为100.48±47.16 g DW·m~(-2),估算其总生物量为1.0×0~6kg(干重)。海草床内有丰富的游泳动物和底栖生物,尤其是仔稚鱼、稚幼贝、鱼类和蟹类资源十分丰富。该海草床海草的覆盖度和茎枝密度相对较低、分枝较少,每棵植株叶片数量较少,说明海草退化现象较严重,这除了季节因素外,还可能与过度的人类活动干扰有关。本文首次报道了渤海曹妃甸附近海域海草的种类、地理分布及其生态特征,可为进一步研究与保护该区域海草床生态系统提供基础。