（环境科学专业论文）滩涂海水种植养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究.pdf

硕士学位沦文：滩涂海水种植养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 ( 3 ) 凋落叶质量分解 试验分解袋内的各红树林凋落叶质量都是9 克。 2 0 0 4 年1 0 月2 1 同到1 2 月1 4r 秋茄凋落叶质量分解率达8 1 8 1 ； 2 0 0 4 年1 0 月2 1 日到2 0 0 5 年1 月5 日海桑凋落叶质量分解率是8 3 ； 2 0 0 4 年1 0 月2 1 日到2 0 0 5 年3 月2 5 日桐花树凋落叶质量分解率是5 4 7 1 。 ( 4 ) 凋落叶4 种元素c 、n 、p 、s 的释放率 秋茄凋落叶的4 种元素从2 0 0 4 年1 0 月2 1 日到1 2 月1 4 日变化情况为：c 是 1 2 3 1 7 8 7 5 ，n 是9 9 3 7 8 6 1 ，p 是4 5 3 6 - 8 9 8 3 ，s 是6 1 4 3 - 8 8 5 。 海桑凋落叶的4 种元素从2 0 0 4 年1 0 月2 1 日到2 0 0 5 年1 月5 日变化情况为：c 是 t 4 9 2 - - 8 2 1 5 ，n 是一6 3 5 矗4 2 8 ，p 是3 1 2 1 一7 1 0 5 ，s 是5 3 1 2 札8 3 7 8 。 桐花树凋落叶的4 种元素从2 0 0 4 年1 0 月2 1 日到2 0 0 5 年3 月2 5f i 变化情况为：c 是1 2 3 9 - 3 6 6 4 ，n 是7 1 3 一9 9 7 1 ，p 是3 8 1 8 一3 6 6 2 ，s 是7 5 4 1 1 3 0 6 。 从分解试验结果看出三种红树林凋落叶中秋茄和海桑的质量在3 个月以内明显大幅 下降，分解率达到8 0 以上，桐花树相对它们而言分解时间过长，分解率下降不如它们明 显，5 个月的时间分解率才刚刚超过5 0 。由此可见，秋茄和海桑凋落叶快速分解归还 养殖塘系统，其中的c 、n 、p 、s 元素容易返回养殖塘系统造成二次污染；而桐花树则 不然。同时海桑凋落物量均大于国内外其它红树林凋落物量；而桐花树凋落物量均小于 国内外其它红树林凋落物量：秋茄凋落物为零的情况表明其在人工种植养殖系统内不能 长期生存，也就不能作为净化树种的优选种类。从此意义上看，桐花树是比较好的红树 林净化植物。 关键词：净化，分解，凋落物量，凋落叶，分解率，质量，c 、n 、p 、s ，负效 应 2 堡主兰垡堡苎! 鲞塑塑查登垫二董堕墨竺堑塑蔓堕塑塑蔓生坌塑塑里壅- t h er e s e a r c ho f l i t t e r l e a f d e c o m p o s i t i o no f m a n g r o v ei np l a n t i n g - c u l t i v a t i n gs y s t e m o f i n t e r - t i d a lz o n e a b s t r a c t t h i sa r t i c l ei sa b o u tl i t t e rl e a fw i l dd e c o m p o s i t i o na n de x p e r i m e n t a la n a l y s i so f s o n n e r a t i ac a s e o l a r i , k a n d e l i ak a n d e la n da e g i c e r a sc o r n i c u l a t u m i np l a n t i n g c u l t i v a t i n g s y s t e mo fi n t e r - t i d a lz o n e t h r o u g h t h er e s e a r c ht h ed y n a m i co fs u b s t a n c ed e c o m p o s i t i o na n d e l e m e n te f f i u xw a su n d e r s t o o d t h e r e f o r eh es c i e n t i f i c b a s i s ，t h e d e p u r a t i v e e f f e c to f m a n g r o v ew a so f f e r e dc l e a r l y t h er e s e a r c hm e t h o do ft h ep r o j e c ti n c l u d e dw i l dd e c o m p o s i t i o na n dc h e m i c m e n s u r a t i o n i nt h ew 丑dd e c o m p o s i t i o ne x p e r i m e n ta f t e rw e i g h i n gt h eu n d e c o m p o s i t i o n a l l e a v e sa n dt e s t i n gt h e i re l e m e n t a lp e r c e n t s ，m o s tl e a v e sw e r ed i v i d e di n t oe q u i p o n d e r a n t l e a v e sa n dp u ti n t ot h e i rn y l o nd e c o m p o s i t i o n a ls a c k s t h e nt h e yw e r er o o t e di n t os e a w a t e ro f t h ee x p e r i m e n t a li n t e r - t m a lz o n e sw i t hm a n - p l a n t e dm a n g r o v ep l a n t si no r d e rt ol e tl i t t e r l e a v e sd e c o m p o s e dn a t u r a l l y i nt h ec o u r s eo fe x p e r i m e n t a lt e s t i n gt h e r ew e r et h ef o l l o w i n g m e t h o d s ：k 2 c r 2 0 7v o l u m e t r i ca n a l y s i st od e t e r m i n et h ep e r c e n ta m o u n to ft o c d i s t i l l a t i o n t od e t e r m i n et h ep e r c e n ta m o u n to f t n c o l o r m e t r yt od e t e r m i n et h ep e r c e n ta m o u n to f t p h n 0 3 - h c l 0 4k j e m a h t - - b a s o , c o l o r i m e t r i cm e t h o dt od e t e r m i n et h ep e r c e n ta m o u n to ft s t h er e s u l t sw e r ea sf o l l o w i n g ： ( 1 ) l i t t e rf a l lp r o d u c t i o n s e m i y e a r l y l i t t e r f a l l p r o d u c t i o n ( s e p 2 0 0 4 一f e b2 0 0 5 ) o fs o n n e r a t i ac a s e o l a r iw a s 9 0 4 9 9 m - 2 a c c o r d i n go ft h et o t a lf a l lp r o d u c t i o n ，t h ep e r c e n to fl i t t e rl e a fw a s7 4 3 ，l i t t e r b r a n c hw a s1 5 5 a n dl i t t e rf r u i tw a s1 0 2 t h e r ew e r e7 6 0 9 m - 2 2 2 4 2 9 m 七l i t t e rf a l l p r o d u c t i o nf o r6m o n t h s a c c o r d i n gt ot h et o t a lp r o d u c t i o n , t h ep r o d u c t i o no fl i t t e rl e a fw a s 6 6 9 9 i n - 2 1 9 3 3 9 m ，l i t t e r b r a n c hw a s 3 i g m _ 2 0 8 5 9 1 1 1 2a n d l i t t e rf r u i tw a s 4 8 9 m 2 4 1 9 9 m - 2 s e m i y e a r l yl i t t e r f a l lp r o d u c t i o n ( s e p2 0 0 4 - f e b2 0 0 5 ) o fa e g i c e r a sc o r n i c u l a t u mw a s 1 3 9 6 9 。m a c c o r d i n go f t h et o t a lf a l lp r o d u c t i o n ，t h ep e r c e n tp e r c e n to f l i t t e rl e a f w a s9 1 4 ， 1 硕士学位论文：滩涂海水种植一养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 l i t t e rb r a n c hw a s3 2 , a n dl i t t e rf r u i tw a s5 4 t h e r ew e r e1 8 9 m 一2 - 3 5 4 9 m 2l i t t e r f a n p r o d u c t i o nf o r6m o n t h s a c c o r d i n g t ot h et o t a lp r o d u c t i o n ，t h ep r o d u c t i o no fl i t t e rb r a n c hw a s 1 7 9 m - 2 之6 3 9 m - 2 ，l i t t e rb r a n c hw a s0 6 9 m - 2 _ 1 7 9 m - 2 , a n dl i t t e rf r u i tw a s7 4 9 + m 2 t h e r ew e r en o tl i t t e rf a l lp r o d u c t i o no fi ni n g a t h e r i n gp e r i o db e c a u s eo ft h ei n d i v i d u a l o f k a n d e 妇妇n d e ld e a t h ( 2 ) d e c o m p o s i t i o n a lt i m eo ff i t t e rl e a f d e c o m p o s i t i o n a lt i m eo fl i t t e rl e a fo fk a n d e l i ak a n d e lw a sf r o mo c t2 1 ，2 0 0 4t od e c 14 2 0 0 4 l i t t e rl e a fw a si n g a t h e r e do n c e4d a y sb e t w e e no c t2 1a n dn o v1 4 ，2 0 0 4 ，o n c em o r e i nn o v2 6 ，a n do n c e6d a y sb e t w e e nn o v2 6a n dd e c1 4 l i t t e rl e a fh a l fd e c o m p o s i t i o nt i m e o fk a n d e l i ak a n d e lw a s2 9d a y s ( p o s t i l ：t w ok i n d so fd e c o m p o s i t i o ne n v i r o n m e n t ， w a t e r c o u r s ea n dc u l t i v a t i n gp o n d ，w e r ea l m o s th o m o l o g yb e c a u s eo ft h e i rc o m m u n i c a t i o n - s o k a n d e l i ak a n d e ll i t t e rl e a v e sf r o mw a t e r c o u r s ew e r ec o l l e c t e df o rt h ee x p e r i m e n t ) d e c o m p o s i t i o n a lt i m eo fl i t t e rl e a fo fs o n n e r a t i ac a s e o l a r iw a sf r o mo c t2 1 ，2 0 0 4t o j a n5 ，2 0 0 5 l i t t e rl e a fw a si n g a t h e r e do n c e4d a y sb e t w e e no c t2 1a n dn o v1 4 , 2 0 0 4 , t oj a n 5 ，2 0 0 5o n c e1 2d a y s ，o n c e6d a y s ，o n c e1 8d a y s ，a n do n c e1 6d a y s t h eh a l ft i m eo fl i t t e rl e a f d e c o m p o s i t i o no fw a s3 8d a y s d e c o m p o s i t i o n a lt i m eo fl i t t e rl e a fo f a e g i c e r a s c o r n i c u t a t u mw a sf r o mo c t2 1 ，2 0 0 4t o m a r2 5 ，2 0 0 5 l i t t e rl e a fw a si n g a t h e r e do n c e8d a y sb e t w e e no c t2 1a n dn o v1 4 ，2 0 0 4 ，t od e c 8 ，2 0 0 4o n c e1 2d a y s ，t of e b1 0 ，2 0 0 5o n c e1 6d a y s ，f i n a l l yo n c e4 3d a y s t h eh a l ft i m eo fl i t t e r l e a fd e c o m p o s i t i o no f a e g i c e r a sc o r n i c u l a t u mw a s1 6 0d a y s ( 3 ) m i t i g a t e dl i t t e rl e a f w e i g h t t h ef o l l o w i n gw a st h ed a t a sc i r c so fm i t i g a t e dw e i g h t ： t h ed e c o m p o s i t i o ne f f i c i e n c yo fl i t t e rl e a fw e i g h to fk a n d e l i ak a n d e lw a st o8 1 8 1 f r o mo c t2 1t od e c1 4 2 0 0 4 t h ed e c o m p o s i t i o ne f f i c i e n c yo fl i t t e rl e a fw e i g h to fs o n n e r a t i ac a s e o l a r iw a st o8 3 f r o mo c t2 1 , 2 0 0 4t oj a n5 ，2 0 0 5 t h ed e c o m p o s i t i o ne f f i c i e n c yo fl i t t e rl e a fw e i g h to fa e g i c e r a sc o r n i c u l a t u mw a st o 5 4 7 1 f r o mo c t2 1 ，2 0 0 4t om a r2 5 ，2 0 0 5 ( 4 ) l o s so f4e l e m e n t sb yr u n - o f fc 、n 、p 、s 4 硕十学位论文：滩涂海水种植一养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 b e t w e e no c t2 1a n dd e c1 4 ，2 0 0 4 , t h ev a r i a t i o n a lp e r c e n to f4e l e m e n t so fk a n d e l i a k a n d e lw a sa sf o l l o w i n g ：c1 2 3 1 - 7 8 7 5 ，n9 9 3 - 7 8 6 1 ，p4 5 3 6 - 8 9 8 3 ，s 6 1 4 3 - 8 8 5 b e t w e e no c t2 1 ，2 0 0 4a n dj a n5 ，2 0 0 5 ，t h ev a r i a t i o n a lp e r c e n ta m o u n to f4e l e m e n t so f s o n n e r a t i ac a s e o l a rw a sa s f o l l o w i n g ：c 1 4 9 2 - 8 2 1 5 ，n - 6 3 5 - - 6 4 2 8 ，p 3 1 2 1 - 7 1 0 5 ，s5 3 1 2 召3 7 8 b e t w e e no c t2 1 ，2 0 0 4a n dm a r2 5 ，2 0 0 5 ，t h ev a r i a t i o n a lp e r c e n ta m o u n to f4e l e m e n t so f a e g i c e r a sc o r n i c u l a t u m w a sa sf o l l o w i n g ：c1 2 3 9 - 3 6 6 4 ，n7 1 3 9 9 7 1 ，p3 8 1 8 - - 3 6 6 2 ，s7 5 4 1 - 1 3 0 6 f r o me x p e r i m e n t a lc o n c l u s i o n sw et h ew e i g h t so fl i t t e rl e a v e sw e r ed e c r e a s e di nt h r e e m o n t h sf o rk a n d e l i ak a n d e la n ds o n n e r a t i ac a s e o l a rt h a td e c o m p o s i t i o ne f f i c i e n c yw a s b e y o n d8 0 h o w e v e r t h ed e c o m p o s i t i o n a lt i m eo f a e g i c e r a sc o r n i c u l a t u mw a sv e r yl o n ga n d d e c o m p o s i t i o ne f f i c i e n c yw a sn o to b v i o u so n l yt o5 0 i n5m o n t h s i nc o n c l u s i o nt h e s u b s t a n c eo fl i t t e rl e a fw a sd e c o m p o s e da n dr e v e r t e df l e e t l yt ot h ec u l t i v a t i o ns y s t e mo f i n t e r t i d a lz o n ef o rk a n d e l i ak a n d e la n ds o n n e r a t i ac a s e o l a r s od i n i n gt h ec y c l ep e r i o dt h e e l e m e n t sm a d eu po fc 、n 、pa n dsw e r er e t u r n e di n t ot h ec u l t i v a t i o ns t y s t e ma n dm a d ew a t e r p o l l u t e d ；b u tt h ec i r c so fa e g i c e r a sc o r n i c u l a t u mw a sc o n t r a r y m e a n w h i l ei nt h ef i e l do f p r o d u c t i o no fl i t t e rb o t a n i cs u b s t a n c e ，s o n n e r a t i ac a s e o l a re x c e e d e dn a t i o n a la n do v e r s e a s m a n g r o v e ，b u tt h ec i r c so f a e g i c e r a sc o r n i c u l a t u mw a sc o n t r a r y ；t h el a c kc i r c so fp r o d u c t i o n o f k a n d e l i ak a n d e ll i t t e rb o t a n i cs u b s t a n c em a d ei tc l e a rt h a ti tc o u l dn o te x i s to v e ral o n g p e r i o do ft i m ei np l a n t i n g - c u l t i v a t i n gs y s t e mo fi n t e r r t i d a lz o n ea n dw a sn o ts u i t a b l ef o r e x c e l l e n td e c o n t a m i n a t i v ep l a n t a c c o r d i n gt ot h e s ea n a l y s i sac o n c l u s i o nw a sd r a w nt h a t a e g i c e r a sc o r n i c u l a t u mw a st h eb e s td e c o n t a m i n a t i v ep l a n to fr n a n g r o v e k e yw o r d s ：d e c o n t a m i n a t e ，d e c o m p o s i t i o n ，l i t t e rf a l lp r o d u c t i o n ，l i t t e rl e a fd e c o m p o s i t i o n e f f i c i e n c y ，cnps ，n e g a t i v ee f f e c t 5 硕士学位论文：滩涂海水种植养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 l 绪论 1 1 滩涂海水种植一养殖系统红树林净化效应研究 1 1 1 水产养殖面临的主要问题及其危害 随着全球人口的增长和生活水平的不断提高，人类对水产品的需求量越来越大，推 动着水产养殖业的迅速发展。但随着水产养殖的快速发展，同时也暴露出许多问题并日 益严重，影响了水产养殖业的健康、稳定、持续发展，如环境恶化问题、种质退化问题、 病害泛滥问题、饵料质量与投放技术问题、种苗繁殖问题、药物的使用与管理问题、养 殖密度和养殖结构问题等等，其中水环境污染是目前制约全球水产养殖进一步发展的最 大问题，是水产养殖业和环境保护学领域共同关注的热点( 佚名，2 0 0 2 ) 。 1 1 2 红树林净化系统的构建 对于水产养殖产生的环境污染问题，可以通过物理、化学和生物等多种水处理技术 进行解决，其中生物处理技术强调生态系统中分解者、生产者、消费者之间的动态与合 理的平衡，保持养殖水体水质的良性循环，被认为是经济可行、副作用小的水处理方法， 是养殖水处理技术的发展方向。众多研究结果表明，水生高等植物对水体具有较好净化 作用，但目前这方面研究多集中在水生草本植物对城镇污水、富营养化水体的净化效果 方面，而对养殖水体净化的研究很少，有关这方面的报道文献也寥寥可数( 线薇薇2 0 0 0 ； 齐景发，2 0 0 2 ) ，特别是水生木本植物对养殖水体净化效应的专门研究还未见报道。 红树林是生长在热带、亚热带海岸潮问带的木本植物群落，常被称为“海岸带森林” 或“潮间带森林”( 舒廷飞2 0 0 3 ) 。红树林对海洋动物与渔业生产具有重要作用，众多研 究结果( 杨先乐，2 0 0 1 ；赵冬至，2 0 0 3 ；关道明，2 0 0 3 ：陈桂珠，2 0 0 3 ；林增善，1 9 9 9 ) 表明，有红树林分布的沿海水域，渔业捕获量如虾、长须鲸等比没有红树林的海湾多， 捕获量与红树林面积具有相关性。s t a p l e s 等人( 1 9 8 5 ) 在澳大利亚的研究发现，墨吉 尔虾( b a n a n a p r a w n ) 的年捕获量与红树林海岸线长度呈正相关关系。红树林生态系统 对沿海渔业的重要性已成为人们普遍提及的恢复该生态系统的理由之- - ( p a u l vd ，1 9 8 5 ： t w i l l e yrr ， 1 9 9 6 ) 。红树林对沿海渔业资源的促进作用主要是通过为海洋动物提供 栖息、觅食的理想生境与食物来源以及净化水环境来实现的( 林鹏，2 0 0 1 ；张宏达，1 9 9 8 ： 陶思明，1 9 9 9 ；m o n i c ag r a s s o ，1 9 9 8 ) 。但根据已有文献报道，所有的这方面研究几乎 都是在天然分布的红树林群落及其沿海水域非人工养殖的自然系统中进行的，反映的是 8 硕十学位论文：滩涂海水种植一养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 自然状态下红树林与水生动物资源的关系，而在海水人工养殖系统中还没有相关的研究 报道。目前海水人工养殖出现的主要问题是养殖过程中的自身污染问题，其它许多问题 如病害、品质等多与此有联系。如果在海水养殖系统( 主要为海水滩涂养殖系统) 中成 功引入红树林，充分发挥其水质净化功能，促进养殖动物生长，将是海水生态养殖的重 要模式和发展方向。因此，本研究的主体项目一国家8 6 3 海洋生物技术项目，人工构建 红树林滩涂海水种植一养殖系统，开展红树林在海水养殖人工生态系统中的净化效应研 究，便具有重要的现实性与紧迫性，也具有充分的理论依据，对实现我国海水养殖业可 持续发展具有重要意义。 1 t 3 红树林净化效应的研究 关于红树林的净化作用，国内外已开展了不少研究工作。陈桂珠( 1 9 9 6 ；1 9 9 8 ) 、 缪绅裕( 1 9 9 4 ；1 9 9 9 ) 、马骅( 1 9 9 6 ) 等人研究了华南地区红树林三大优势种秋茄( k a n d e l i a k a n d e l ) 、裥花树( a e g i c e r a sc o r n i c u l a t u m ) 、白骨壤( a v i c e n n i am a r i n a ) 构建的红 树林模拟湿地系统对污水的净化效应，用1 倍、5 倍、l o 倍浓度的人工污水( 按污水 综合排放标准 $ ! j 备，1 倍浓度污水含t n 5 0 m g l 、t p i om g l 1 ) 进行 持续1 年的灌溉试验，结果表明红树林模拟湿地系统对污水中n 、p 的总净化效率达到 8 0 以上。c h u 等人( 1 9 9 8 ) 用相当于城市污水污染物浓度1 倍、5 倍和2 5 倍的人工合 成污水灌溉秋茄模拟湿地系统研究其净化效应，3 个月后检测结果是：用l 倍和5 倍浓 度的污永灌溉，系统对n 、p 等营养污染物的去除率可达9 8 ：灌溉污水浓度为2 5 倍时 去除率有所降低，为7 5 。红树林湿地去除污水中的n 、p 等营养污染物，其机理主要有 两个方面：一是植物吸收；二是土壤吸附。c l o u g h 等人( 1 9 8 3 ) 研究认为l h m 2 红树林 每年植物组织可直接吸收p l o 一2 0 k g 。b o t o ( 1 9 9 2 ) 估计红树林植物每年大约可吸收 1 5 0 2 5 0 k g n h m 。l i ( 1 9 9 7 ) 通过对中国深圳福用以桐花树和白骨壤为优势种的红树 林的营养动力学研究发现，该红树林年吸收n 、p 分别为1 7 9 6 4k g h m “和 2 7 5 9 k g h m 2 ，除去凋落物归还量，年净吸收9 1 3 4k g h m 2 和1 4 7 4 k g h m l 。陈桂珠 等人( 2 0 0 0 ) 在白骨壤模拟湿地系统对污水的净化效应研究中，就植物和土壤的净化效 率分别进行了测定，结果表明，植物的吸收作用在整个湿地系统中对n 、p 的净化贡献 率分别占3 3 5 和2 6 7 ；土壤的贡献率则为6 6 5 和7 3 3 。但陈桂珠( 1 9 9 6 ) 、缪绅 裕( 1 9 9 9 ) 等人此前的秋茄模拟湿地系统对污水的净化效应研究结果显示，系统中植物 对n 、p 的净化贡献率很小，而土壤的贡献率达到9 5 p 以上。这可能是由于试验时所种植 9 硕士学位论文：滩涂海水种植养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 的1 年生秋茄幼苗太小，其年生长量十分有限，因此对n 、p 等营养物质的需求和吸收 均很少。y e 等人( 2 0 0 1 ) 研究了在淡水和海水两种盐度条件下秋茄和木榄( b r u g u i e r a o o n j u g a t a ) 对牧畜废水的净化效果，结果表明：在淡水条件下，n 的去除率秋茄为8 4 3 ( 其中6 5 6 为土壤净化，1 8 7 为植物吸收) ，木榄为9 5 5 ( 其中3 2 2 为土壤净化， 6 3 4 为植物吸收) ；p 的去除率秋茄为7 9 2 ( 其中7 6 6 为土壤净化，2 6 为植物吸收) ， 木榄为9 1 ，8 ( 其中8 8 2 为土壤净化，3 6 为植物吸收) 。在海水条件下，n 的去除率 秋茄为9 2 7 ( 其中8 0 7 为土壤净化，1 2 为植物吸收) ，木榄为9 8 ( 其中6 7 ，6 为土 壤净化，3 0 3 为植物吸收) ：p 的去除率秋茄为8 8 ( 其中8 4 2 为土壤净化，3 8 为植 物吸收) ，木榄为9 7 8 ( 其中9 5 9 为土壤净化，i 9 为植物吸收) 。说明在两种盐度 条件下，秋茄和木榄对牧畜废水中营养污染物n 、p 均有较好净化效果，但植物对p 的 净化贡献率没有对n 的贡献率大。 许多研究还表明，红树林系统对汞、铬、铜、锌、铅、砷等重金属以及有机污染物 电有很好的净化效果，海岸带红树林还具有过滤陆地径流和内陆带出的污染物的生态功 能。与净化n 、p 等营养污染物的机理一样，红树林系统对重金属的净化也是由植物和 上壤两个子系统完成的，但与前者相比，土壤子系统的贡献率则更大。陈桂珠( 2 0 0 0 ) 等人对白骨壤模拟湿地系统净化污水的研究结果显示，白骨壤模拟湿地系统对污水中重 金属的净化效率为c d 9 4 9 ，n i 9 3 6 ，p b 9 8 o ，z n 8 9 5 ，其中9 5 以上是被土壤所积 累。c h u 等人( 1 9 9 8 ) 在秋茄模拟湿地系统对污水的净化效应研究中。c d 、e r 、c u 、n i 和z n 的去除率也达到9 0 以上，其中底质沉积( 土壤系统) 起着主要的净化作用。关于 红树林植物对重金属的吸收效果，章金鸿( 2 0 0 0 ) 等人对深圳福田红树林的研究结果表 明，群落中c u 、p b 、z n 、c d 的年吸收量分别为1 8 9 8 、1 6 4 3 、8 1 9 9 和3 9 9 h m ，除 去归还量，年留存量分别为4 3 3 、9 1 7 、2 9 2 和2 3 9 h m 2 。另外，根据c h u ( 1 9 9 8 ) 等人的研究结果，在秋茄模拟湿地系统中污水的c o d 去除率也较高，达到7 0 以上，说 明红树林系统对有机污染物有较强的降解能力。污水进入湿地系统，其有机物被土壤微 生物降解、利用或者被吸附( g a m b r e l lrp ，1 9 8 7 ) 。 关于用红树林植物净化养殖水体的研究，只查阅n tps a n s a n a y u t h ( 1 9 9 6 ) 等人 用人工湿地处理虾塘排放废水的研究报道。该研究通过构建两个处理池( 处理池用 卜2 5 c m 的石砾填充并掺入少许土粒，其中一个处理池仅用石砾和土粒混合吸附净化废 水中的污染物，而另一个处理池除包括石砾和土粒的混合物外再种植红树植物卤蕨 1 n 硕士学位论文：滩涂海水种植养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 ) ，每天抽取虾塘养殖废水灌溉，收集处理池排出液检测。研究 结果显示，两种处理方式均有较好净化效果，但种植卤蕨的处理池的净化效果更好。当 养殖废水在种植卤蕨的处理池中停留l 天时，t o c 、t n 、t p 的去除率分别为5 2 、5 3 8 和4 3 8 ；停留3 天时，t o c 、t n 、t p 的去除率分别增加到5 2 8 、6 1 3 和6 6 7 。而 在未种卤蕨的处理池中，停留1 天t o c 、t n 、t p 的去除率分别为4 6 4 、4 8 1 和3 1 3 ： 停留3 天t o c 、t n 、t p 的去除率分别是4 9 3 、5 3 6 和4 6 7 。除红树林外，利用其他 植物净化养殖水的研究也有少量报道( 杨富亿，1 9 9 7 ；劳善根，1 9 9 8 ) 。劳善根( 1 9 9 8 ) 等人利用茄子土培系统进行养鳖废水的净化研究，研究结果表明废水中5 0 以上的有机 物和约6 8 的氨氮被作物土壤系统吸收利用，茄子生长良好，但系统对磷的利用不理想， 研究者认为主要是由于系统中土壤本身的速效p 含量很高( 9 0 m g l ) ，因此废水中的磷 在系统中难以被利用。杨富亿( 1 9 9 7 ) 通过将自然苇塘改造为鱼苇共生的复合系统研究 其生产力情况，结果显示，该系统能增加鱼类饵料来源，净化水质，减少系统内病虫害， 促进鱼和芦苇生长，获得较好经济效益。该系统是一种生态养殖模式，在养殖过程中使 水体得到净化，这与东南亚一些国家以及我国华南沿海一些地区过去在红树林沼泽中开 挖养殖沟类似。这主要是利用芦苇、红树林自然湿地发展规模有限的养殖，获得经济收 入。但由于红树林等湿地资源的大量减少，国家禁止任何破坏红树林的行为，因此这种 利用现有红树林湿地发展养殖业的做法是不可行的。然而这种人工构建的海水动物与植 物复合的生态养殖模式值得探讨推广。 总之，大量研究结果表明，红树林植物及其生态系统对水体中n 、p 等营养污染物 具有显著的净化能力，对有机物和重金属也有较好净化效果。 1 1 4 红树林净化系统中凋落物问题的由来 在滩涂海水种植一养殖系统中，红树林植物对养殖水体的净化包括直接净化效应和 间接净化效应。直接净化效应是指红树林对污染物的净吸收作用。间接净化效应有土壤 吸附、红树林改变系统微环境而使系统的自净能力发生变化等。红树林的直接净化效应 是由以下两方面共同作用的结果：一是通过植物生长吸收n 、p 等物质，使系统中污染 物减少；但另一方面，由于植物的新陈代谢，又通过凋落物的形式将吸收的部分物质重 新归还系统并带来一些新的污染物，造成二次污染。若前一方面作用的结果大于后一方 面，则红树林的直接净化效应为正效应；反之，为负效应。 红树林凋落物进入养殖水环境，其物质随着凋落物的分解而逐步释放。红树林凋落 1 1 硕士学位论文： 滩涂海水种植一养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 物由叶片、枝条、果实和花序等4 部分组成，其中叶片在总凋落量中所占比重最大( 曹 立业，1 9 9 6 ；f o l k ec ，1 9 8 9 ) ，如福建九龙江口秋茄( k a n d e l i ac a n d e l ) 成熟林的落叶 占凋落物总量的6 3 3 ( a l v a r a d ojr ，1 9 9 7 ) ，广西英罗湾红海榄( r h i z o p h o r as t y l o s a ) 群落的凋落物中落叶占8 9 ( 国家环境保护总局，2 0 0 2 ) ，而在滩涂海水种植一养殖系统 中由于红树林处于幼林阶段，叶片占凋落物总量的比重更大，因而凋落叶的分解在系统 的物质循环中扮演更重要角色( 曹立业，1 9 9 6 ；林永泰，1 9 9 5 ；f o l k ec ，1 9 8 9 ) 。弄清 凋落叶中物质的释放数量与速度是了解系统的物质循环和红树林直接净化效应的关键。 因此，弄清系统中红树林植物凋落叶物质的损失率和元素的释放率是研究红树林对养殖 海水净化效应的重要内容之一。 1 2 红树林凋落物的国内外研究概况 关于红树林凋落物分解的研究，国内外已开展了不少研究工作，其中国外研究主要 集中在澳大利亚、马来半岛、日本、泰国等国家，国内近年来也开始研究报道。 1 2 1 国外研究现状 a s h t o n 和h o g a r t h ( 1 9 9 9 ) 对马来半岛的红树林凋落叶在无红树林和有红树林原始 丛林两个地点的分解速率进行了研究。结果表明，在有红树林原始丛林物的地方分解速 率快于无红树林的地方；在测试的三种红树林植物杯萼海桑( s o n n e r a t i aa 6 动、五跤 梨( r h i z o p h o r am u c r o n a t a ) 和红树( r h i z o p h o r aa p i c u a t a ) 中，杯萼海桑( s o n n e r a t i a 靠，6 a ) 的分解速率最快，这说明分解速率与分解地点和红树植物种类有密切关系。 m f i l i n g e 和t s u c h i y a ( 2 0 0 2 ) 对日本冲绳岛的红茄冬( b r u g u i o r ag y m n o r r h i z a ) 和秋茄( k a n d o l i ac a n d e ) 的新鲜黄叶进行野外分解，分解后的凋落叶在5 0 ”c 和8 0 0 c 下 处理，从处理后的叶片样品中c 、n 和p 等营养元素的含量测定表明，凋落叶的分解速 率与树种和初始化学成分有关系，尤其与c 、n 比值关系密切，秋茄( k a n d e l i ac a n d e d 初始n 含量较高，分解速率快于红茄冬( b r u g u i e r ag y m n o r r h i z a ) ；红树植物上部落叶 的分解速率快于下部落叶；干叶的分解速率低于鲜叶。 r o b e r t s o n ( 1 9 8 7 ) 对澳大利亚三种红树林白骨壤( a v i c e n n i am a r i n a ) 、角果木 ( c o r i o p st a g a ) 和红海榄( r h i z o p h o r as t y l o s a ) 凋落叶的分解速率分别在不同地点进 行了研究。结果表明，低潮带内凋落叶的初始非灰分物质干重( a f d w ) 因种类不同其重 量的百分比各不相同，三者a f d w 分解半衰期分别为1 l d 、2 7 d 和3 9 d ；位于红树林中的 1 2 硕士学位论文：滩涂海水种植一养殖系统红树林植物凋落叶分解的研究 凋落叶的分解速率慢于水中落叶，不论林间或水中n 的释放速率均慢于c 和a f d w ；低潮 带内n 的比重在开始7 0 d 内增加，以后逐渐下降，而林间实验中凋落叶的n 比重在开始 的3 4 d 内持续增加；分解实验结束时n 含量高于a f d w 和c 。该实验还研究了落叶分解过 程中细菌的分布变化，在低潮带和林间的实验中，随丹宁酸的释放细菌含量迅速增加， 在实验进行了4 0 天后低潮带内角果木( c e r i o p st a g a ) 和红海榄( r h i z o p h o r as t y l o s a ) 凋落叶中的细菌量上下波动，而白骨壤( d v i c e n n i am a r i n a ) 的细菌量下降；林问的实验 对角果木( c e r i o p st a g a l ) 和红海榄( r h i z o p h o r as t y l o s a ) 来说凋落叶中的细菌量缓慢 增加，对白骨壤( a v i c e n n i am a r i n a ) 来说则下降。 综合国外红树林凋落物的分解实验研究，主要集中于凋落叶在不同环境和不同处理 方式下的