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中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 珠江河口不同类型湿地原生动物研究 学位申请人:叶欣 指导老师:徐润林教授 专业:动物学 摘要 河口湿地是河流生态系统与海洋生态系统之间的生态交错带,咸淡水交汇, 陆海相互作用剧烈,类型多样。同时河口通常也是人口稠密、社会经济发达的地 区,受人类活动和自然灾害影响巨大、生态环境脆弱。本研究在珠江口珠海市淇 澳岛红树林保护区内选定了3 种不同类型的湿地:狐尾藻( m y r i o p h y l l u m v e r t i c i l l a t u m ) 湿地是典型的沉水植物池塘型湿地;芦苇( p h r a g m i t e sa u s t r a l i s ) 湿地是典型的挺水植物河流型湿地;秋茄( k a n d e l i ac a n d e l ) 是典型的红树林沼 泽型湿地。通过2 0 0 7 年1 月2 0 0 9 年1 2 月3 年时间调查了各湿地中浮游与底栖 原生动物的种类组成、季节变化和生态分布特征。这些研究将有助于加强对河口 湿地环境中原生动物群落特征与演变规律的了解,为水环境评价及保护基础资料 与生物学依据。 通过对浮游原生动物群落的调查,共发现纤毛虫2 2 5 种,分属1 1 纲3 0 目 6 2 科8 6 属;鞭毛虫1 5 2 种,分属2 纲1 6 目3 0 科6 0 属;肉足虫6 6 种,分属3 纲5 目3 7 属以及部分未定关系种。平均种类数纤毛虫:鞭毛虫:肉足虫 3 4 :2 3 :l 。纤毛虫密度在1 6 0 0i n d m l 1 间,平均丰度芦苇湿地 秋茄湿地 狐 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 尾藻湿地;鞭毛虫密度在8 0 2 0 8 0 0i n d m l 以间,平均现存量秋茄湿地 芦苇湿 地 狐尾藻湿地。m a r g a l e f 多样性指数不高,但2 0 0 9 年比2 0 0 8 年有所上升;纤 毛虫在0 2 2 5 3 0 2 之间,鞭毛虫在0 0 7 1 7 0 之间,狐尾藻湿地的原生动物多样 性最高。各湿地样点间的区系相似性均属较不相似到较相似之间,纤毛虫在同为 静水的狐尾藻湿地与秋茄湿地间最为相似,鞭毛虫在水流相通的芦苇湿地与秋茄 湿地间最为相似,而肉足虫则在狐尾藻湿地与芦苇湿地间最为相似,秋茄湿地中 有根大比例的“特有种。原生动物各大类群的功能营养类群,均以食菌和碎屑 者占最大比例;纤毛虫中的食藻者与捕食者、鞭毛虫中的光合自养者以及肉足虫 中的食藻者也占重要地位。并发现纤毛虫的种类组成随季节变化而有所改变,可 能存在垂直迁移。浮游原生动物类群主要受温度与盐度的调控,在短时间内种类 组成、密度等可剧烈变化,以及时适应复杂多变的河口环境。 通过对底栖原生动物群落的调查,共发现纤毛虫1 3 2 种,分属1 1 纲2 7 目 4 8 科6 3 属;鞭毛虫7 8 种,分属2 纲1 0 目3 0 属;肉足虫7 4 种,分属4 纲6 目 5 0 属以及一些未定关系种。纤毛虫和鞭毛虫的种类数底栖少于浮游,而肉足虫 的种类数则相反。平均种类数纤毛虫:鞭毛虫:肉足虫1 8 :1 1 :1 。相关性分析发 现底栖纤毛虫种类数与底泥的p h 成反比;与有机质含量成正比;与鞭毛虫丰度 成反比。底栖鞭毛虫丰度在2 7 3 2 3 0 3 0i n d g d 之间,平均为3 9 9 5i n d 蛋1 ,狐尾 藻湿地 芦苇湿地 秋茄湿地;肉足虫丰度在9 1 6 0 - 2 3 0 3 0 0i n d g 。1 之间,平均约 6 1 7 9 7h a d g ,秋茄 狐尾藻 芦苇。多样性指数鞭毛虫在o 1 0 1 4 3 之间;肉 足虫在0 0 8 - - , 0 6 4 之间,相关性分析发现水d p 、t p 和t n 与底栖肉足虫多样性 指数负相关。底栖类群之间的区系相似性普遍小于浮游类群之间,鞭毛虫群落在 秋茄湿地与狐尾藻湿地间最为相似,肉足虫群落在狐尾藻与芦苇湿地之间最相 似。功能营养类群分析发现,食菌和碎屑者在底栖原生动物各大类群中仍占据首 位;但与浮游类群相比,纤毛虫中肉食者比例增加;鞭毛虫中光合自养者比例减 小;肉足虫中食藻者比冽增加。底栖原生动物类群种类组成和丰度变化较浮游类 群稍为平稳,主要受食物密度、水体和底泥营养元素的调节。 论文还讨论了珠江口湿地常见的赤潮原生动物。 关键词:原生动物,浮游,底栖,河口湿地 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 s t u d yo np l a n k t o n i ca n d b e n t h o n i c p r o t o z o aa td i f f e r e n tt y p e so f w e t l a n d sf r o m pe a r lr i v e re s t u a r y a p p l i c a n t :x i ny e s u p e r v i s o r :p r o f r u n l i nx u m a jo r :z o o l o g y a b s t r a c t e s t u a r yi sw h e r et h er i v e rj o i n st h eo c e a n i nt h i sc o m p l i c a t e dy e tv u l n e r a b l ea r e a w i t hs e v e r el a n d - o c e a ni n t e r a c t i o n , t y p e so fw e t l a n d sa r ev a r i o u s i no u rs t u d yw e s e l e c t e d3t y p e so ft y p i c a le s t u a r yw e t l a n d si nt h em a n g r o v er e s e r v eo nq i a oi s l a n d , p e a r lr i v e re s t u a r y t h em y r i o p h y l l u mv e r t i c i l l a t u mw e t l a n d ( m r ) w a sat y p i c a l p o o l - l i k ew e t l a n dw i t hs u b m e r g e dp l a n t s ;t h ep h r a g m i t e sa u s t r a l i sw e t l a n d ( p a ) w a sat y p i c a lr i v e r - l i k ew e t l a n dw i t he m e r g e dp l a n t ;w h i l et h ek a n d e l i ac a n d e l w e t l a n d ( k c ) w a sat y p i c a ls w a m p - l i k ew e t l a n dw i t hm a n g r o v ep l a n t s d u r i n g3 y e a r s t i m e f r o mj a n , 2 0 0 7t od e c ,2 0 0 9 ,w ec o l l e c t e dt o pw a t e ra n ds e d i m e n t s a m p l e sm o n t h l y , a n dt h ec o m m u n i t yd i s t r i b u t i o n so fb o t hp l a n k t o n i ca n db e n t h o n i c i i i 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 p r o t o z o aw e r e s t u d i e d t h e i ra b u n d a n c e s ,b i o d i v e r s i t i e s ,c o m m u n i t ys i m i l a r i t y i n d e x e sa n ds e a s o n a lv a r i a t i o n sw e r e a n a l y z e dc o n t r a s t i v e l y c o m b i n e dw i t h p h y s i c a f c h e m i c a lp r o p e r t i e s w ef o u n d2 2 5c i l i a t es p e c i e s ,15 2f l a g e l l a t es p e c i e sa n d6 6s a r c o d i n as p e c i e si n a l lp l a n k t o n i cs a m p l e s t h ea v e r a g es p e c i e sn u m b e ro fc i l i a t e :f l a g e l l a t e :s a r c o d i n a 硝4 :2 3 :1 t h ea b u n d a n c eo fc i l i a t e dp r o t o z o af e l lb e t w e e n1 - 6 0 0i n d m l ,w h i l e t h ea v e r a g ea b u n d a n c eo fc i l i a t e sw a si nt h es e q u e n c eo fp a k c m rt h e a b u n d a n c eo ff l a g e l l a t e dp r o t o z o af e l lb e t w e e n8 0 - 2 0 8 0 0i n d m l ,w i t ht h ea v e r a g e i nt h es e q u e n c eo fk c p a m r t h e m a r g a l e fi n d e xw a s n o th i g 也b a r e l yr e a c h e d 1 7 0i nf l a g e l l a t e sa n do r a yam a x i m u mo f3 0 2i nc i l i a t e s ,w i t has i g n i f i c a n ti n c r e a s e i nt h ey e a r2 0 0 9 s a m p l ef r o mm rs e e m e dt oh a v et h eh i g h e s tb i o d i v e r s i t i e s t h e h i g h e s ts i m i l a r i t y i n d e xa m o n gc i l i a t es a m p l e sw a sb e t w e e nm ra n dk c ,w h i l e a m o n gf l a g e l l a t e s ,b e t w e e nm r a n dp a k ch a dt h em o s ts p e c i e st h a tw e r en o tf o u n d i no t h e rs i d e s b a c t e r i a - a n d - d e t r i t u sc o n s u m e r sm a d et h eb i g g e s tf u n c t i o n a lg r o u pi n a l l p r o t o z o ag r o u p s ,w i t ha l g a e c o n s u m e r si nc i l i a t e sa n ds a r c o d i n a s ,a n d p h o t o s y n t h e t i ca u t o t r o p h si nf l a g e l l a t e sc o m i n gi ns e c o n d b e s i d e s ,r e s u l t ss e e m e d t o i n d i c a t et h a tt h e r em i g h tb es o m es e a s o n a lv e r t i c a lm i g r a t i o na m o n gc e r t a i nc i l i a t e g r o u p s t h ec o m m u n i t ys t r u c t u r e so fp l a n k t o n i cp r o t o z o aw e r el i k e l yr e g u l a t e db y t e m p e r a t u r ea n ds a l i n i t y , w h i c hc h a n g e dv i o l e n t l ye v e r y d a y a n dt h es p e c i e s c o m p o s i t i o na n dd e n s i t yo f p r o t o z o ac h a n g e dd r a m a t i c a l l yi nr e s p o n s e w ef o u n d13 2c i l i a t es p e c i e s ,7 8f l a g e l l a t es p e c i e sa n d7 4s a r c o d i n as p e c i e si na 1 1 s e d i m e n ts a m p l e s t h es p e c i e sn u m b e ro fc i l i a t e sa n df l a g e l l a t e sw e r el e s st h a n p l a n k t o n i cg r o u p s ,w h i l es a r c o d i n a so nt h ec o n t r a r y t h ea v e r a g es p e c i e sn u m b e ro f c i l i a t e :f l a g e l l a t e :s a r c o d i n a 1 8 :1 1 :i s t a t i s t i ca n a l y s i ss h o w e dc i l i a t es p e c i e s n u m b e rw a sn e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t hp ha n df l a g e l l a t ea b u n d a n c e ,a n dp o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t hs o m t h ea b u n d a n c eo fb e n t h o n i cf l a g e l l a t ep r o t o z o af e l lb e t w e e n 2 7 3 - 2 3 0 3 0i n d g - 1 ,w i t ha na v e r a g eo f 3 9 9 5i n d g - 1 ;w h i l ei nd i f f e r e n ts a m p l i n gs i d e s , i nt h es e q u e n c eo fm r p a k c t h ea b u n d a n c eo fs a r e o d i n ap r o t o z o af e l lb e t w e e n 9 1 6 0 2 3 0 3 0 0h a d m _ l 1 ,w i t ha l la v e r a g eo f6 1 7 9 7h a d g 1 ,w h i l ei nd i f f e r e n t i v 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 s a m p l i n gs i d e s ,i nt h es e q u e n c eo f k c m r p a t h ef l a g e l l a t eb i o d i v e r s i t i e sl a y b e t w e e n0 10t o1 4 3 ,w h i l es a r c o d i n af r o mo 0 8t o0 6 4 ,n e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t h w a t e rd p 、t pa n dt ns h o w nb ys t a t i s t i c a la n a l y s i s s i m i l a r i t i e sa m o n gd i f f e r e n t s a m p l i n gw e t l a n d sw e r eg e n e r a l l yl o w e rt h a nt h a to fp l a n k t o n i cg r o u p s t h eb i g g e s t f a u n a ls i m i l a r i t yi n d e xa m o n gf l a g e l l a t es a m p l e sw a sb e t w e e nm ra n dk c ,w h i l e a m o n gs a r c o d i n as a m p l e s ,b e t w e e nm ra n dp a a n a l y s i so ff u n c t i o n a lg r o u p s s h o w e dt h a tb a c t e r i a - a n d d e t r i t u sc o n s u m e r ss t i l lr a n k e dt h ef i r s tp l a c ei na l lg r o u p s ; h o w e v e r , c o m p a r e dw i t hp l a n k t o n i cs a m p l e s ,t h e r ew a sa u li n c r e a s eo ft h ep r o p o r t i o n o fp r e d a t o ri nb e m h o n i cc i l i a t eg r o u p sa n da l g a ec o n s u m e r si ns a r c o d i n ag r o u p s , w h i l ead e c r e a s eo fp h o t o s y n t h e t i ca u t o t r o p h si nf l a g e l l a t eg r o u p s t h ev a r i a t i o no f s p e c i e sc o m p o s i t i o na n dd e n s i t yo fh e m h o n i cp r o t o z o aw e r es t e a d i e rc o m p a r e dw i t h p l a n k t o n i cg r o u p s ,r e g u l a t e db yd e n s i t yo fc o n s u m a b l ef o o d , a n dn u t r i e n te l e m e n t f r o mw a t e ra n ds e d i m e n t s o m ec o m m o nk i n d so fr e dt i d ep r o t o z o af r o mt h ep e a r le s t u a r yw e r ea l s o d i s c u s s e d k e y w o r d s :p r o t o z o a ,p l a n k t o n i c ,h e m h o n i c ,e s t u a r yw e t l a n d v 论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集 体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名:4 伏 日期:扫f 。年乡月多日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版,有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查 阅,有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复印、缩印或其 他方法保存学位论文。 保密论文保密期满后,适用本声明。 学位论文作者签名2 叶形弋 嚣篓- 扫a l | 导师签名:7 磊纠砧褐 日期:1 厶年1 月易日 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 1 1 河口概况 第一章研究背景 河口是河流终段与受水体结合的地段。受水体可能是河流、湖泊、人工水库 或海洋,而一般所说的河口是指河流的入海口。与大洋区的生态系统相比,河口 水域有着截然不同的水动力学机制和水化条件,因此在生物群落组成、分布、生 产机制及与环境的相互作用等方面均存在很大差异。 河口湿地( e s t u a r i n ew e t l a n d s ) 是河流生态系统和海洋生态系统之间的生态 交错带,具有咸淡水交汇、陆海邻接的特点,主要由泥沙运动、径流和水文变化 而形成,尤以泥沙淤积作用为主( h u g h e se ta l ,1 9 9 8 ) 。根据河流、波浪、潮汐 作用的相对强度,可以分为河流作用为主、波浪作用为主和潮流作用为主及它们 之间的过渡类型;根据河口湿地基质特征,可以分为淤泥质、沙质、基岩质等类 型;根据淹水条件,可以分为湖间带湿地和潮下带湿地;根据主要植被类型,则 可以分为盐沼、芦苇、红树林湿地等类型( 童春福,2 0 0 4 ) 。 按大气调节、气候调节、抗干扰能力、水调节、供水、抗侵蚀功能、促进土 壤形成、营养物循环、废物处理能力、生物栖息地、食物生产、原材料供给、娱 乐、文化等1 7 种生态系统服务功能估算的各类生态系统全球年度生态服务平均 价值排序中,湿地生态系统尽管面积很小,却在单位面积生态系统服务价值中居 首位( c o s t a n z ae ta 1 ,1 9 9 7 ) 。其中河口的红树林湿地作为重要湿地类型之一, 除了具有上述价值外,还有防风护岸等独特功能和价值,同时,它还是全球生产 力最高的生态系统之一( e o n g ,1 9 9 3 ) 。但由于河口湿地是陆海相互作用剧烈区 域,具有面积变化的动态性、生物资源的丰富性、受人类干扰频繁性、生态环境 脆弱性等生态特征,河口湿地生态环境易受外界干扰,如洪水、台风、围垦、污 染等自然及人为活动的影响,并可能导致整个生态系统濒临崩溃( 王树功等, 2 0 0 5 ) 。 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 1 2 珠江河口湿地生态系统简介 珠江1 :3 位于广东省中部沿海。珠江流域包括西江、北江、东江及珠江三角洲 诸河4 个水系,流域面积4 5 万k m 2 ,其中在我国境内4 4 万k m 2 。主流西江源于 云南沾益县,流经贵州、广西和广东中部,会合北江、东江后形成珠江三角洲河 网区,流域内干流4 0 0 0 多k m ,主要干支流9 4 9 9k m 。河网区面积9 7 5 0k m 2 ,河 网密度0 8k l 1 k i 1 2 。主要水道1 0 0 多条,长度约1 7 0 0k m ,水道纵横交错,相互 贯通,水系构成十分复杂。珠江河口水域东西宽约1 5 0k m ,南北长约1 0 0k m , 3 0m 水深以内的水域面积约7 0 0 0k m 2 。河口大陆岸线长约4 5 0k m 。三角洲径流 通过8 个口门注入南海,自东而西为虎门、燕门、洪奇沥、横门、磨刀门、鸡啼 门、虎跳门和崖门。各口门虽有航道互相沟通,但分属不同河系的径流水沙影响, 其形态及过流能力各不相同,其中以虎门和磨刀门为最大,2 个口门入海量约占 8 大口门总入海量的5 0 以上。由于各河径流大小不一,各个门的河流动力差异 很大。例如西江年径流量2 4 6 0 亿m 3 ,占珠江进入河口区径流总量7 5 6 ,北江 年径流量4 8 2 亿m 3 ,占1 4 8 。东江年径流量3 1 2 亿m 3 ,只占9 6 。因此,接 纳西、北江来水的各口门,如磨刀门、燕门、洪奇沥、横门等河流动力较强;而 接受东江、潭江来水的虎门和崖门,河流动力则较弱。在海洋动力方面,情况则 相反。按照河口发育演变的动力沉积分类,珠江河口有以河流作用为主与以潮流 作用为主两种不同类型( 赵焕庭,1 9 8 4 ) 。 珠江河口是我国的重要河口。凭借濒临香港、澳门的优越地理区位以及中国 改革开放的先行试验田的机遇,2 0 多年来,珠江河口区的工业化与城市化得到 了快速发展,形成了举世瞩目的“珠江三角洲模式”,并成为中国最具潜力的三 大城市群之一( 王树功& 周永章,2 0 0 2 ) 。同时,珠江河口区渔业资源丰富,是 我国南海区的主要渔场之一,因此,饵料底栖生物生态状况与该海域渔业资源状 况有密切关系。湿地资源也十分丰富,类型多样,是我国近海及海岸湿地类型最 丰富、面积最大的地区,湿地面积约1 8 6 4 万h m 2 ,国家规定属于近海与海岸湿 地的1 2 种湿地类型在此均有分布( 彭静& 王浩,2 0 0 4 ) 。此外,还有着大面积的 人工湿地系统基塘系统。中国湿地保护行动计划已将珠江三角洲湿地列入 优先保护项目,该区域已建有香港米埔、深圳福田、珠江口中华白海豚国家级自 2 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 然保护区和珠海淇澳红树林省级自然保护区。 但是,珠三角河口区的快速发展,难以避免的对河口区的生态平衡产生了影 响,尤其是河口区经济的发展在其内部产生的生态失衡现象,削弱了区域生态系 统对河口区的支撑能力。珠江口已经成为我国污染严重的海域之一,距国家海洋 局组织的第二次全国污染基线调查资料显示,珠江口成为仅次子渤海湾的全国第 二个重点污染海域,呈现“荒漠化”的趋势。 本实验采样地点淇澳岛位于珠江口伶仃洋上,北与中山横门相毗邻,属于以 河流作用为主的河口。这类河口径流强、潮流弱,盐水入侵距离短,口门及河口 海的滩槽演变主要为河流作用。这类河口汛期( 4 9 月) 径流占全年8 0 左右, 输沙量占全年总量的9 0 以上,洪季在落潮情况下,从上游注入河口的径流流速 大,沙量多,河口径流水沙呈惯性湍流由主槽向口门冲泻,从口门至拦门沙顶的 河槽几乎全为径流淡水所控制,即使在高潮时刻,咸水( 盐度2 9 0 0 ) 一般都在拦 门浅滩以外。但一般洪水适遇大潮时,盐水楔能越过拦门沙作短距离入侵。在汛 期强大径流推动下,河口湾河床底沙( 细砂、粉砂、中砂) 下移,当径流淡水到 达拦门沙坝附近时,由于海洋水团的顶托,落潮流速迅速衰减,挟沙能力下降, 细砂和粉砂大量堆积成水下天然堤与河口弓形沙坝或心滩。枯水期( 1 0 月至翌 年3 月) ,盐水可上溯至口门附近,河口沙坝和分流间海海为咸水所控制,落潮 时上游径流或冲淡水呈浮性流出。在河口砂坝下方的三角洲前缘沉积区,普遍发 育着淤泥质浅滩,组成物质亦以粘土和粉砂占优势。它与河口沙坝和远砂坝构成 三角洲河口浅滩发育系统,珠江口这种三角洲河口浅滩发育特征,与世界河流型 三角洲的发育规律是一致的。由于河口砂坝日益扩展淤高,汛期排水不杨,使口 内西、北江三角洲将近2 6 7 万h m 2 农田遭受洪涝。 珠江河口潮汐为半日潮,平均潮差0 8 6 - - 1 6 3m 。河口区水流受径流和潮汐 的共同影响,水流及物质输移随时间和空间的变化明显。枯水期潮流界基本覆盖 整个三角洲范围,形成径潮流交汇的滨海河网平原区,具有与国内外其他河口显 著不同的特点。珠江口是繁忙的水上运输通道,也有许多重要的海产养殖基地, 是我国南海区的主要渔场之一,饵料底栖生物生态状况与该海域渔业资源状况有 密切关系。同时珠江口也是环境污染非常敏感的水域,是历年赤潮多发海域。河 口地区地处生态环境脆弱的海岸带,是一个一旦遭破坏很难恢复原状的脆弱的生 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 态系统。因此,近年来,珠江口水域的水文、水质及生态研究成为热点领域( 徐 君亮,1 9 8 8 ) 。 本试验样点设于珠海市东北部淇澳担杆岛省级红树林自然保护区内。分为 狐尾藻湿地、芦苇湿地和秋茄湿地3 个样点。 1 2 1 红树林生态系统 红树林湿地一般位于海陆交错带,主要集中于周期性遭受海水浸淹的海岸潮 间带和滩涂上( 林鹏,2 0 0 1 ) ,是由大气系统、陆地系统及水体系统共同作用形 成的具有独特的水文、生物地球化学和生态功能( 陈宜瑜& 吕宪国,2 0 0 3 ) ,不 同于陆地生态系统,也不同于海洋生态系统,是以红树种类为建群种的处于海陆 边缘的独特湿地生态系统。红树林是热带河口海岸的典型植被,覆盖了世界的热 带亚热带6 0 7 5 的海岸线,共有2 0 科2 7 属7 0 种。我国现有红树面积1 5 1 2 2 h r f l 2 ,共有红树植物1 2 科1 6 属2 7 种1 个变种,主要集中在海南、广西和广东 三省( 刘峰,2 0 0 6 ) 。本实验采样点主要红树植物为秋茄。 秋茄( k a n d e l i ac a n d e l ( l i r m ) d r u c e ) 是常见的真红树植物,也是最能够耐 寒的种类,在我国向北可以分布到浙江,在福建、广西、广东、台湾、香港的海 湾都有分布。在从外滩到内滩的区域里都有分布,多生长在河流入海口海湾较平 坦的泥滩上。 红树林是高生产力植物,是热带河口海湾生态系统第一性生产量的重要贡献 者。红树林湿地具有高光合率、高呼吸率、高归还率的特点。从总初级生产力和 枯枝落叶总产量来看,红树林是世界上最高生产力的生态系统之一( l u g o & s n e d a k e r ,1 9 7 4 ) 。据林鹏( 1 9 9 7 ) 研究,我国红树林区每年每公顷的凋落物量 为6 3 1 0 - - 一1 2 5 5 0k g ( 干重) 。年凋落物高达其当年生物量的4 0 。一些红树林群 落几乎为地球上的具有最高生产力的植被生态系统( 仅次于一些海草群落的生产 力水平) 。澳大利亚红树群落的最高年凋落物达2 8t h m 2 。这一高凋落物产量为 动物多样性的维持和近海渔业高生产力的可持续性提供了主要的物质和能量基 础保障。 研究证明微生物和红树林植物形成微生物一营养一红树林植物的密切关系, 4 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 主要用于红树林生态系统营养物质的维持和循环。存在于红树林生态系统中的具 有高生产力和多样性的微生物类群不断将凋亡的红树林植物中的营养物质转化 为植物可以利用的碳、磷等,同时,红树林根部的渗出物为微生物的生长提供养 分,细菌定居在红树林的根部又促使根部产生更多的渗出物,使得根基微生物的 多样性更加丰富( 刘峰& 洪葵,2 0 0 6 ) 。原生动物以生物量如此之大的细菌为食, 本身又被小型土壤动物、浮游动物、水生幼虫等捕食,进而形成了复杂交错的碎 屑食物网。 然而红树林因地处生态环境脆弱的海岸带,是一个一旦遭破坏很难恢复原状 的脆弱的生态系统。近年来,由于对红树林湿地不合理的开发利用,使红树林湿 地面积锐减,湿地资源状况和其生态功能恶化。如何协调人类活动与红树林湿地 之间的关系,在开发利用红树林湿地经济价值的同时,加强保护与管理,以尽量 维持、甚至尽可能强化红树林湿地的生态功能,发挥其生态价值已成为科研工作 者的主要议题。 1 2 2 芦苇生态系统 挺水植物( e m e r g e dp l a n t ) 即植物的根、根茎生长在水的底泥之中,茎、叶 挺出水面。常分布于0 1 5m 的浅水处,其中有的种类生长于潮湿的岸边。这类 植物在空气中的部分,具有陆生植物的特征;水中的部分( 根或地下茎) ,具有 水生植物的特征。挺水植物群落在河口生态系统中起着重要作用。挺水植物能吸 收水、底泥中氮、磷等营养元素,通过竞争途径抑制同样吸收n 、p 等营养元素 的藻类的繁殖。此外水体在流经挺水植物群落时,水中的悬浮物、高分子有机物 由于植物的阻挡作用及植物表面微生物所分泌粘液的凝聚作用而沉降,可降低水 的浑浊度。 芦苇( p h r a g m i t e sa u s t r a l i s ( c a v ) y r i n e xs t e u d ) 是河1 5 1 最常见的挺水植物 之一。芦苇为禾本科多年生草本植物,是形态上高度分化的草甸与湿地植被建群 种,广泛分布于世界各地。可代替木材做造纸原料,被人们誉为“第二森林 。 据报道,世界上大多数外来入侵植物为湿地种,并多形成单建群种景观( z e d l e r e ta 1 ,2 0 0 4 ) 。由于芦苇种群经常成为湿地植物群落的主要建群种,甚至占绝对 5 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 的优势,因此芦苇种群的变化必然会对生态系统的结构与功能产生重大影响( 王 振庆等,2 0 0 6 ) 。 在欧洲湿地芦苇生境的改变主要来自富营养化。富营养化使原来养分不足的 湖水变成营养过多的水体,它是过去半个世纪芦苇生境改变的主要因素( r o m a n 甜a ,1 9 8 4 ;h a r t o ,1 9 8 9 ) ,富营养化通过改变土壤条件抑制芦苇生长。同时富 营养化导致大型浮游植物和丝状藻的快速生长,从而也抑制芦苇的生长 ( o s t e n d o r p ,1 9 8 9 ) 。而芦苇的自身的过度繁殖,大量植株残体堆积在水底腐烂, 造成水体污染,从而引起水质p h 值的降低、d o 浓度的减少,也加剧了水体 的富营养化进程,影响湖中鱼类的生存。因此应当及时合理的收割,既可避免残 体对水体的伤害,又可体现其经济价值( 魏淑珍,2 0 0 9 ) 。 1 2 3 狐尾藻生态系统 沉水植物( s u b m e r g e dp l a n t s )即植物体全部位于水层下面营固着生活的大 型水生植物。它们的根有时不发达或退化,植物体的各部分都可吸收水分和养料, 通气组织特别发达,有利于在水中缺乏空气的情况下进行气体交换。这类植物的 叶子大多为带状或丝状,根、茎、叶等都可以对水中的营养物质进行吸收,在营 养竞争方面占据了极大的优势。沉水植物可通过光合作用向水体输送氧气。狐尾 藻( m y r i o p h y l l u mv e r t i c i l l a t u ml i n n ) ,隶属被子植物门、双子叶植物纲、小二仙 草科中的狐尾藻属( m y r i o p h y l l u m ) 。水生草本,为典型的沉水植物。在我国南 北方均有分布。生于池塘和湖泊中,有些可作绿肥。目前在湖泊生态修复工程中 被作为净水工具种和植被恢复先锋物种,在鱼虾蟹塘养殖过程中也可被作为饵 料、避难和产卵场所。 1 3 原生动物概述 1 3 1 原生动物简介 原生动物( p r o t o z o a ) 是具有高度多样性和丰度的真核生物类群,是最原始、 6 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 最简单、最低等的单细胞动物。最早于1 6 7 4 年由v a i ll e e u w e n h o e k 所发现,故 1 6 7 4 年被看作是原生动物学研究的诞生时期,而v a nl e e u w e n h o e k 也被称为“原 生动物学之父 。然而,对原生动物认识经历了很长的历史。直到2 0 世纪中叶, s c h l e i d e n 和s c h w a n n ( 1 8 3 8 ,1 8 3 9 ) 提出的细胞学说( c e l lt h e o r y ) ,细胞被认为 是动植物的基本结构和功能单位之后,原生动物是单细胞生物,其结构相当于多 细胞生物的细胞这一思想才被普遍接受。 相对于多细胞的后生动物,原生动物的共同结构特征是:它们都是单细胞动 物或由其形成的简单( 无明确细胞分化) 的群体,构成原生动物体的单个细胞, 既具有一般细胞的基本结构,又具有一般动物所表现的各种生活机能,因此在功 能上与高等动物体内的单个细胞不同,而和整个高等动物体相当,是一个能营独 立生活的有机体。从生态学和进化学的角度讲,原生动物是一个单位,相当于一 个动物个体;作为个体,不管是单细胞还是多细胞生物,都是自然选择的基本单 位。原生动物与无机环境和其它生物相互作用,就象后生动物一样( 沈韫芬等, 1 9 9 0 ) 。 原生动物身体微小且种类繁多,一直是引起分类混乱的主要类群。传统意义 上的原生动物仅是一个分类阶元( 真核生物界) 下的生物类群( 原生动物f - j ) ( v i c k e m a n ,1 9 9 2 ) ,并人为的按运动器分为鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫、孢子虫 等几类。由于近几十年来现代研究技术的应用以及人们对广义的“动物的深入 了解,经典意义上的原生动物因“多源发生”而被分解成不同的门。现今被大 多数学者所普遍接受的是1 9 8 0 年l e v i n e 等人所建议的包含7 个门的原生动物分 类系统。其中自由生活的原生动物大多属于肉足鞭毛门和纤毛门。随着生命科学 的发展,对生物的认识深入到了亚细胞和分子水平,生物类型间的差异被更深刻 地揭示,多界分类体系被确立。在有关进展中,原生动物的多源性和复杂多样性 也得到了进一步证实,由于现代分类学一般强调在门级水平应反映生物的亲缘关 系,故而学术界已全面接受了原生动物分类多门化观念。 一般认为全球已报道的原生动物种类有6 8 0 0 0 种,其中一半是现存种类。在 现存种类中,营寄生生活的约占1 3 ,其余均营自由生活。原生动物的分布十分 广泛,凡是有水或水膜存在的地方几乎都有其踪迹,营寄生或共栖生活的种类分 布范围则遍及动物、植物、真菌和人类。原生动物对温度和盐度有很宽的耐受范 7 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 围,能够适应极端环境;干燥时许多种类可形成休眠包囊,随风漂浮在空气中。 原生动物个体很小,多在5 2 5 0g m 之间,容易依靠风、水、各种动物如鸟、鱼 等得到快速而广泛的传播。因此在地球上,原生动物几乎无处不在,可以说是世 界性分布的。尽管分布如此广泛,但学者研究的多集中于与人类健康和养殖业密 切相关的寄生种类和大水域中的浮游种类。而其它生境中的原生动物则鲜有报 道。 长期以来人们认为大多数原生动物是广泛分布的,不存在明显的地理差异 ( f i n l a y ,2 0 0 2 ) 。但是,宁应之等分析了9 个地区的土壤原生动物区系相似性, 结果各地带间的土壤原生动物区系为极不相似或中等不相似,说明大多数土壤原 生动物的种类分布受地理地带和小生境的影响( n i n g & s h e n ,1 9 9 8 ) 。 l i e b m a n n 曾指出,一种生物的结构越简单、个体越小、相对的表面积就越 大、对周围介质的化学作用的体表保护性就越不完善,对环境变化就越敏感 ( l i e b m a n n ,1 9 5 1 ) 。原生动物是单细胞生物,对生存环境的改变十分敏感,因 此在不同的生境中原生动物的种类组成也不同,可以在一定程度上作为周围环境 的指示生物。尽管一般说来原生动物是广布性种群,其生态适应范围较广,不宜 单独用某一种类作为指示生物对环境进行评价,但由于不同种类的最适生长范围 比较窄,某一生物类群在一定环境中数量会形成优势。目前将种类与数量结合使 用原生动物作为指示生物在各种水体和土壤环境中得到了较为广泛的应用。原生 动物的生活周期短,因此用于评价环境与监测污染,比其他试验更为快速。 一般来说,在自然环境中,水质较好的水体自养程度高,植物性鞭毛虫所占 比例较高;随着水体有机污染程度的提高,异养程度增加,动物性鞭毛虫所占比 例将增加。也就是说植物性鞭毛虫和肉足虫最敏感,纤毛虫次之,动物性鞭毛虫 耐受性最强。李凤超等( 2 0 0 5 ) 对保定市工业废水对白洋淀微型生物群落的生态 毒性的研究表明,当工业废水浓度为5 0 时,肉足虫和植鞭毛虫分别比对照组减 少了8 3 3 和7 1 4 ,纤毛虫减少4 2 9 ,动鞭毛虫只减少2 5 。 由于原生动物个体微小,生命周期较短,对环境的变化敏感,对污染能够迅 速做出反应,原生动物群落的变化能及时反映水体环境的突然变化。因此在监测 评价水质的瞬时变化( 如瞬时排污) 和长期内的连续变化( 长期效应) 方面,原 生动物作为理想的监测生物具有不可替代的作用。 中山大学硕士学位论文:珠江河口不同类型湿地原生动物研究 已有的研究发现大多数后生动物不能有效捕食 5p , m 的食物颗粒( n i v a l & n i v a l ,1 9 7 6 ;s h u m w a ye ta 1 ,1 9 8 5 ;r i i s g a r d ,1 9 8 8 ) 。因此原生动物尤其是纤 毛虫在微型生物食物网和c 循环过程中有着特殊的重要性。 1 3 2 浮游原生动物研究现状 通常所说的浮游生物( p l a n k t o n ) ,指在海洋、湖泊及河川等水域中,那些自 身完全没有移动能力,或者有也非常弱,因而不能逆水流而动,而是浮在水面生 活,随水流支配而移动的生物。这是根据其生活方式的类型而划定的一种生态群, 而不是生物种的划分概念。包括浮游植物( p

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