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海洋恢复生态学
1.6.1.1.3 三、 恢复过程
三、 恢复过程

小黑山岛、褚岛和潮里岛礁的海藻场的恢复都按如下过程:恢复前的调查与评估——恢复建群种的选择——生境的恢复——建群种的恢复——海藻场生态功能的恢复。

(一)小黑山岛海藻场的恢复

小黑山岛的地理位置如图14-2所示。

图14-2 小黑山岛位置图

1.调查与评估

在恢复工作开始前即2009年对小黑山岛的大型底栖海藻物种多样性与丰富度进行了现场调查,结合有关该海藻场的历史文献资料,得到如下结论。

小黑山岛潮间带大型底栖海藻种类季节交替现象明显,物种数夏季明显多于其他三个季节。四个季节藻类群落的共有种为12种,分别是绿藻门的孔石莼(Ulva pertusa)和肠浒苔(Ulva intestinals),褐藻门的鼠尾藻(Sargassum thunbergii),红藻门的日本异管藻(Heterosiphonia japonica)、珊瑚藻(Corallina officinalis)、海萝(Geloiopeltio furcata)、角叉菜(chordrus ocellates)、石花菜(Gelidium amansii)、叉枝伊谷草(Ahnfeltia furcellata)、拟鸡毛藻(Pterocladiella capillaea)和单条胶黏藻(Dumontia simplex),以及被子植物门的大叶藻(zostera maiina)。

小黑山岛1991年11月份采得大型底栖海藻37种,2009年10月份采得23种,其中甘紫菜,三叉仙菜,顶群藻,凹顶藻等消失,新出现了蜈蚣藻(Grateloupia turuturu)等红藻。小黑山岛1991年11月份样方鲜重生物量平均值为1090g/m2,2009年10月份样方鲜重生物量平均值为266.2g/m2。时隔20年,小黑山岛的海藻种类组成发生了变化,物种多样性和生物量明显降低,部分海藻场已经消失。小黑山岛潮间带底栖海藻群落遭到了极大的破坏,加强潮间带藻场的维护与恢复势在必行。

2.建群种的选择

经综合比较分析,选择鼠尾藻为海藻场恢复建群种。选择理由如下:

(1)鼠尾藻生态幅广,适应能力强。鼠尾藻是小黑山岛潮间带的优势种,容易建立种群。

(2)鼠尾藻具有性生殖和营养生殖两种生殖方式,局部区域建群后,其幼殖体可以通过水流的作用进行长距离的空间拓展。

(3)鼠尾藻经济价值高,在水产养殖、医药、保健及化工等方面具有许多用途,供不应求。

(4)鼠尾藻的人工养殖已经形成规模,能够获得大量恢复材料。

(5)鼠尾藻的生理学和生态学研究已经具备一定基础。

鼠尾藻隶属于马尾藻属,主要分布在潮间带,是潮间带海藻场的支持生物,系北太平洋西部特有的暖温带性海藻,在我国北起辽东半岛南至雷州半岛均有分布。可作制胶工业原料,是海参、鲍鱼等水产动物的天然优质饵料。

藻体黑褐色,形似鼠尾,通常高3~50cm,可达120cm。生长在中潮带岩石上或石沼中。全年可见,生长盛期为3~7月。鼠尾藻雌雄异株,其自然繁殖方式有有性繁殖和营养繁殖两种,以固着器再生植株的营养繁殖方式为主,有性繁殖为辅。没有一般藻类植物的世代交替,缺少配子体阶段。鼠尾藻的盘状固着器为多年生,当藻体成熟放散卵和精子后,精卵结合,经过一段时间沉落到岩石或牡蛎壳上附着生长。

鼠尾藻的生活史

3.生境营造和基底整治

2010年5月,对小黑山岛海藻场进行了重建。根据现场调查,对恢复目标区域进行生境整治,以满足大型海藻附着生长的基本要求。海藻场人工生境的营造采用礁岩筑槽法。使用高标号水泥构筑槽坝,低潮期间将水泥注入模具内,即时操作,即时凝固。根据现场情况,充分利用地形地貌,沿潮汐垂直方向筑槽(图14-3)。槽高5~10cm,槽坝间距30cm或60cm。筑槽时尽量清除平板礁上自然附着的牡蛎与藤壶,防止日后沟槽断裂。

图14-3 小黑山岛海藻场生境营造前、后图片

A.生境营造前;B.生境营造后

4.种藻获取与移植播种

根据分析比较,采用鼠尾藻幼殖体直接播撒法进行海藻场恢复。获得幼殖体所需的种藻来源于浙江省温州市洞头县的养殖群体。洞头县是我国鼠尾藻的主要养殖海区,养殖技术成熟,养殖面积大,鼠尾藻产量高,供应稳定。洞头鼠尾藻养殖群体个体大,绝对生殖力高,不但容易获得,而且避免了因大量采集种藻对自然资源的破坏。洞头鼠尾藻养殖群体成熟时间在6月初,此时北方海水温度15℃左右,正适合鼠尾藻幼殖体生长。

鼠尾藻种藻成熟的标志为生殖托膨大,表面出现颗粒状突起或明显的生殖窝。2010年5月底和6月初,养殖群体集中成熟时采集种藻1t左右,置于泡沫箱中,由冷藏车运送至育苗场。

5.鼠尾藻幼殖体的培育

种藻运到后立即转入育苗场进行培养和幼殖体采集。鼠尾藻幼殖体的培育过程如图14-4。将成熟种藻(生物量500~1000g/m2)置于室内育苗池中充气悬浮培养,定时换水并随时调节光照和水温,保证环境条件适合鼠尾藻幼殖体的放散。定时取样观察幼殖体生长发育状态。待幼殖体达到一定密度时,将放散后的种藻自培养池转移至另一育苗池。转移前轻柔搅动种藻,使附着在生殖托表面的幼殖体脱落。转移后的种藻继续蓄养、二次采集幼殖体。培养池中幼殖体的收集采用倒池虹吸法。首先用80目筛绢滤除体积较大的杂质,再用200目筛绢制成的网箱进行过滤收集。收集后的幼殖体经流动海水反复冲洗,去除杂质后置于容器中沉淀,然后再倾去上清液以去除悬浮颗粒。如此反复数次,浓缩得到高密度鼠尾藻幼殖体。

图14-4 鼠尾藻幼殖体的培育过程

6.鼠尾藻幼殖体的撒播

2010年7月先后进行了3次幼殖体的散播(图14-5)。

图14-5 幼殖体的撒播

收集到的幼殖体经短时间充气培养,然后运至恢复地点,于当日进行撒播,以提高成活率。撒播前对沟槽进行冲洗,去除泥沙与其他沉积物,同时使沟槽内积累一定量的海水,以利于幼殖体附着生长。撒播前充分搅匀,以1万~5万株/平方米的密度将幼殖体撒播至沟槽内。注意撒播均匀,防止区域密度过高影响日后生长。

7.监测观察

播种后每周观察记录鼠尾藻附着和生长情况,同时进行照相与录像(图14-6)。

播种1天后,基质上出现固着生长的鼠尾藻幼殖体。体长约3mm。

3天后,固着生长的鼠尾藻幼殖体逐渐形成规模(图14-6b)。

18天后,鼠尾藻继续生长,大多数出现分蘖,鼠尾藻生物量逐渐占据优势(图14-6d)。

43天后,鼠尾藻个体继续增大,出现三分蘖。

45天后,鼠尾藻藻体由枝状体转变为叶状体。

67天后,大部分鼠尾藻出现侧枝生长。

79天后,鼠尾藻生长迅速,侧枝达到30mm,鼠尾藻优势种群已经形成(图14-6e)。

图14-6 鼠尾藻幼殖体的生长

8.海藻场的养护管理

在幼殖体撒播后,每天进行养护管理,包括遮阴网覆盖、施肥、杂藻处理、泥沙冲刷等(图14-7)。

撒播后幼殖体面临两大威胁:潮汐、海流会将尚未附着的幼殖体携带至深海区域,使其无法附着生长,造成幼殖体的流失;而干露、高温则会造成幼殖体的大量死亡。播种后及时使用遮阴网覆盖,可以有效解决上述问题,是鼠尾藻幼殖体顺利附着生长的关键环节。

图14-7 幼殖体的养护管理

幼殖体撒播一周内,将化肥溶液洒在幼殖体固着的岩礁上。幼殖体前期的快速生长非常重要。其前期的快速生长不仅增强了附着能力,也可在一定程度上避免被沉积物的掩埋。及时施用肥料对提高幼殖体存活率也具有重要的意义。

海浪水流携带的泥沙容易在沟槽内沉积,影响鼠尾藻幼殖体的附着和生长,因此需要及时冲洗沟槽中的泥沙,但力度不宜过大,防止刚附着的幼植体被冲刷掉。

在本案例中,待恢复海域鼠尾藻在幼殖体快速生长期发生了浒苔暴发,密集生长的浒苔抢占了鼠尾藻的生长空间,影响了鼠尾藻生长。为了抑制浒苔的过度繁殖,保证鼠尾藻正常生长,采用5%的柠檬酸水溶液进行喷洒,喷洒5分钟后进行冲洗。结果显示此方法可以使浒苔藻体白化死亡,而对鼠尾藻生长无明显影响。

建立管理队伍与制度,对恢复区域进行管理,防止人为活动的干扰破坏。

9.恢复效果

经过三个月的海藻场恢复工作,小黑山岛海藻场的重建初见成效,恢复前、后对比效果非常明显,之前无藻类生长的平板礁沟槽内已经形成以鼠尾藻为优势种群的潮间带海藻场(表14-1、图14-3和图14-8)。

表14-1 小黑山岛恢复区恢复前后结果对比

图14-8 小黑山岛恢复区恢复后