红树植物根系分泌物对藻类的生态效应及其机制研究

根据国家海洋公报，珠江口多年来近岸海域污染都比较严重且无减缓趋势，以氮污染为主，导致藻密度很大，持续有富营养化现象。为此，沿海各地十分重视红树林的恢复和培育工作，希望通过红树林的过滤和净化作用来减轻陆源污染入海。但在多数有红树林的海岸，林内外藻类丰度都特别高。据此，本申请提出红树植物对藻生长效应的研究课题。提出对广东8种优势真红树植物选择典型区域进行研究，回答原位红树植物对藻的生长效应。浸根法收集红树根系分泌物，色谱质谱等方法分离和鉴定其种类和含量并分析与红树种类的特异性；选择典型根泌物进行藻生长测试以判断其对藻的化感作用，以电镜和生理学与酶学指标等探究其促生或抑制机制等。本课题对红树根系微生态进行创新性研究，首次完整回答红树根泌物及其生态影响机制问题，是红树林整体研究从现象到机理解释的关键。项目成果将对沿海红树林种植和恢复具有重要的实践指导意义，对近海富营养化控制起到重要作用。

我国近岸海域污染较严重持续有富营养化现象。为此，沿海十分重视红树林的恢复工作，希望通过红树林的过滤和净化作用来减轻陆源污染入海。但在多数红树林海域，林内外藻类丰度都特别高。据此，本项目提出选择典型红树林区域，研究红树林对藻的生长效应的课题。红树植物的生态效应主要与其根系分泌物的组成成分及含量有关。红树根泌物是厘清红树林湿地系统功能机制的关键一步。根泌物中以有机酸类的化合物种数最多。重点对羧酸和酚酸二类进行研究。主要对广东湛江国家级自然保护区内6种建群红树植物〔桐花、秋茄、白骨壤、木榄、红海榄、无瓣海桑〕的根系、根际土与非根际土及对照潮沟样品进行原位采集。采用铁氰化钾与三氯化铁显色法进行酚酸总量(μg/g•dw)测定。红海榄根系中最高，为8837.28。根际土中以木榄最高，为13.20。根系酚酸百分释放量很低。用GC-MS和HPLC鉴定出桐花含7种有机酸、秋茄6种。壬二酸、己二酸和乙酰丙酸为初次发现。草酸、壬二酸含量最高。秋茄草酸2.39 mg/L，桐花壬二酸12.98 µg/L。五种红树根系中普遍含有5种重要的小分子多酚单体，单株含量最高值（mg/g•dw）为：儿茶素1.74，棓儿茶素1.15，表棓儿茶素0.45，没食子酸0.24，表儿茶素0.33。总含量以秋茄最高，为0.28。壬二酸对海洋原甲藻进行藻细胞效应机理实验，较高2.0和4.0 mg/L时，甘油和多甲藻黄素含量增加，电子显微镜观察产生更多脂粒和液泡增大。壬二酸以化感效应为主。无瓣海桑林内优势种为纤毛虫类，达106ind/L，哑铃中缢虫秋季达5.1×105 ind/L。提出浮游动物富营养化水平判断二项标准和二条原则。六种红树植物根域鉴定出5属11种真菌。4种红树根际真菌种类与丰度均高于非根际。根际真菌丰度与TOC呈显著负相关。采用TOC仪和三维荧光分析法（EEMs）对根际土及非根际土孔隙水中的溶解性有机物进行测定。前者浓度为207.87 mg/L，后者为144.51 mg/L；从EEMs谱图判断，前者浓度及成分均大于后者，特别是无瓣海桑；从荧光值r（B，C）、r（A，C）和荧光指数FI判断，前者内源性较强且芳香族物质较多。本课题回答了红树根泌物对根域微生物的影响及其生态机制问题，是红树林整体研究从现象到机理解释的关键。成果对红树林种植及科学管理具有实践指导意义，可对近海富营养化控制提供理论依据。