海草和大型海藻对营养盐竞争机制研究

近年来由于近岸水体富营养化等因素，导致某些大型海藻爆发性生长，对世界范围内海草床造成了严重威胁，并引发了海草向大型海藻生态系统演替的现象。海草、大型海藻和营养盐之间的关系也变得更加复杂。烟台近岸海草床退化趋势明显，营养盐污染逐年加剧，大型海藻在春、夏、秋季有爆发性生长的现象。国内外学术界在海草和大型海藻对不同来源和类型营养盐的利用和竞争的研究方面还比较缺乏。基于此，本项目拟选择烟台近岸海草床内海草（大叶藻）和大型海藻（孔石莼）作为研究对象，采用野外观测、室内模拟实验及野外围栏实验等方法，研究不同营养盐条件（来源、类型和浓度）下海草和大型海藻对营养盐的利用机制，探讨大型海藻爆发性生长对海草营养盐吸收的影响，旨在寻找相关影响因子以揭示其竞争机制。本研究将为确定营养盐富集对海草和大型海藻的生态效应，深入理解海草床退化机制提供一定的科学依据，同时有利于对海草向大型海藻演替的过程进行监测和管理。

在本项目的资助下，对山东半岛烟台潮间带大型海藻，烟台、威海海岸带海草资源进行了现场调查和野外操控实验，研究结果表明，山东半岛海草床退化趋势明显，尤其是烟台潮间带区域海草趋于灭绝，富营养化和大型海藻爆发可能是引起山东半岛海草衰退的主要原因，具体研究成果如下：.（1）烟台潮间带大型海藻调查. 对烟台夹河口、芝罘岛、渔人码头（海草床）和养马岛四个潮间带大型海藻和相关环境参数进行了连续12个月的月度调查，共发现35种大型海藻，包括24种红藻，7种绿藻和4种褐藻。夏季孔石莼为烟台潮间带大型海藻主要优势种，有大型海藻藻华爆发性生长的现象。海水温度和营养盐对烟台潮间带大型海藻时空分布产生了显著影响。.（2）东楮岛海草组织碳氮含量特征及环境影响因素. 在威海东楮岛海草床进行了四个季度的野外调查，对海草根、茎、叶组织碳和氮元素分析发现，海草根、茎和叶碳含量季节差异显著。茎、叶碳含量最大值均出现在5月，茎碳含量最小值出现在2月，叶碳含量最小值出现在12月。海草根、茎和叶氮含量季节性差异显著。根氮含量最大值和最小值出现在12月和5月。茎氮含量 8月最大， 5月最小。海水温度、海水及沉积物间隙水中的氮营养盐对海草组织碳和氮都产生了显著影响，为了保护东楮岛海草床，应该严格控制营养盐的输入，加强对海草床健康状况的野外监测和环境因素对海草影响的模拟实验研究。.（3）富营养化和大型海藻爆发对海草衰退影响. 进行了海水营养盐和大型海藻添加对海草影响的野外操控实验，评估两种不同类型的海草指标对短期添加营养盐和孔石莼的响应，结果表明，大型海藻添加明显降低了海草地下生物量，自然条件下海草地下生物量最大，大型海藻添加条件下最小。营养盐添加明显降低了海草地上/地下生物量比值，营养盐添加条件下海草地上/地下生物量比值最小。. 大型海藻和营养盐添加显著提高了海草叶和根的氮含量。营养盐和大型海藻添加条件下，海草叶、茎和根氮含量最高。海水营养盐和大型海藻添加明显降低了海草叶和茎的碳含量。海草组织碳和氮含量作为生理性指标，可以较好的指示营养盐和大型海藻的短期影响。而海草生物量等形态学指标在短期的干扰过后，虽然比碳氮等生理性指标响应弱，但已经开始改变。由于受损海草床的恢复极其缓慢，甚至不可恢复，应该加强对实验海域海草各种生理学和形态学指标及水质的监控，以避免海草向大型海藻生态系统的演替。