20世纪以来,随着我国工业化革命的进程及世界贸易的崛起,狭长的滨海地区承载着越来越多的人口,这就造成了我国海岸带地区环境、人口、资源之间矛盾与压力。首先,由于滨海工厂生产发展的需要,大量生活废水和工业用水排放到海中,造成水体中营养盐过度、排污口附近水温升高、重金属含量超标、海洋航行足迹过于频繁等行为,进而引发海洋低等植物在群落演替中逐步取代海洋高等植物的现象。其次,由于造陆、修建码头等人类工程需要,大量岩礁海岸线被改造,海洋大型底栖海藻失去了赖以生存的栖息环境,大型底栖海藻生境面积进一步萎缩。此外,由于大气CO2升高引发的海水水温升高,这干扰了原先大型底栖海藻的生物节奏,使其在生态位竞争中被珊瑚藻等低等藻类占据原先有限的附着基,以及人类海洋活动中肆意割除海藻,自然干扰和人类干扰一起加剧了这一进程。最后,由于对岩礁海洋生物经年累月的捕捞,不仅使得近岛礁周围生物资源密度已经降无可降,而且使得原先生态系统中自然调节得到控制的海胆种群,在海藻密生区域,得到增殖,发生了大量牧食行为,尤其是在幼藻阶段,具有很大影响。海洋生态系统中,大型底栖海藻生态系统具有重要的生态与经济功能。生态功能上,大型底栖海藻能够吸收大气中CO2,降低全球温室效应;海藻成体叶盖形成的阴影面积,为仔稚鱼躲避敌害提供了自然栖息场所;以海藻为栖息地的麦秆虫等底栖生物,以及底栖海藻床中移动底栖生物,为许多重要经济鱼类提供饵料,尤其是对于每年洄游鱼类,相当于是沙漠中的绿洲;海藻叶面能大量吸收海水营养盐,这能够降解海水富营养化现象和改善水质的作用;海藻床中大量底栖海藻株体叶面,能够起到缓冲海水波浪作用,且藻床中水温变化幅度要小于藻床外,形成相对静稳的水域,是仔稚鱼喜欢的栖息场所。经济功能上,海藻床生态系统是一个开放式的生态系统,其食物网和能流结构,是与季节因素紧密相关的,鱼类根据自身洄游和育肥的需要,会在不同时间节点选择海藻床作为其洄游路径中临时栖息站点,所以海藻床具有保障我国海洋生物食物产出的服务功能。在近海地区海藻床生境严重退化的现实面前,当前最为现实也是最为紧迫得是,需要采取人工干预手段,逐步恢复大型底栖海藻床种群数量和生境面积,使得种群得到繁衍恢复和扩大规模的机会。本研究所选取的对象是马尾藻属铜藻Sargassaum horneri,这是因为:1)铜藻海藻床生境优势种种类组成简单,即铜藻资源占据95%以上的生物量,所以恢复实践可操作性高;2)铜藻是北太西部特有的暖温带性海藻,恢复实践具有推广示范意义。因此,在采取恢复实践行动之前,需要整体理解铜藻海藻床生境结构及其能流模式,从而能够高效地建设底栖铜藻床,避免建设资金的浪费。本硕士论文基于2005~2010年海藻床中生物资源、海藻资源、生境特征的调查数据,以海藻生境评价、海藻生长模式、鱼类种群利用等研究主线,结合自身野外观察和数据分析的判断,初步研究了我国枸杞岛及其邻近海域海藻床生境特征。调查发现,同为后头湾站点,8月份幼苗在成体海藻附着区域生长,株密度极高,达3320株/㎡,可到了幼苗生长至成体的5~6月份,株密度仅为100株/㎡,期间大量幼藻因何原因而被淘汰?研究表明,光照是海藻生长最大的限制因子,海藻通过植物形态学上竞争,如增加分枝数量、增加分枝上叶面数量、增加叶面表面积,来达到增加自身生存机会目的,而得不到光照资源的海藻株体有些个体非常小,有些则因为海胆牧食、病菌感染等原因而被淘汰。因此,在铜藻床修复建设实践中,海藻株密度和附着基投放水深是关键因子,附着基投放水深建议控制在2米以内。南麂列岛实践提出“铜藻以有性生殖为主,残枝营养繁殖为辅,共同维系种群繁茂”的推论,而铜藻是以何种机制实现现有繁殖机制的?研究表明,海藻生长节律同水温有密切关系,每年5~6月,水温大致为18~20℃,铜藻个体生长至1.8~2.2米后,会在海面排放精卵,而南麂列岛研究表明,铜藻精卵排放高峰期为18~20℃,当水温超过20℃,铜藻停止生殖活动。同时,海藻因为叶盖水阻力太大而在波浪作用下被剥离出附着礁面,从而为后代种苗留出附着礁面和光照资源。因此,在修复实践中,有效地增加附着基总面积,和适当加深附着基投放水深,一是可以扩大藻床规模,二是可以适当延迟铜藻被剥离出礁面的时间。调查中发现离水面较近的礁面单株铜藻被夏季茂盛孔石莼覆盖住附着基;在透明度不高的水域或者沉积物较多或者水深较深区域,铜藻都出现不同程度的白化,疑似染上病毒;在一小片生长铜藻的区域,临近狭长空隙中却有一排8~12个海胆。调查中,在生长较为茂盛铜藻床地点却不存在类似现象。这说明铜藻生长有规模效应,铜藻通过加速自身生长规避了海胆牧食、病毒感染等因子入侵,而适当种群规模保障了种群生存安全。研究表明,坡度太陡不利于海藻附着,太急或太缓水流都不利于海藻生长,坡度在40°左右可能是最有利于海藻附着的。铜藻生长方程为:W = aLb ( a,b<2),从铜藻生长方程可以知道,体长每增加10cm,分枝叶面(光合作用)就增加1倍,所以也就形成越往叶尖顶端叶面数量越多,分枝越多的现象。铜藻为了适应环境,在♀:♂上,呈现3种选择机制。当可附着面积太小或者种群规模太小,为了增加后代生存机会,铜藻♀:♂大于4,雌性远多于雄性;而当附着基面积或种群规模处于适中状态时候,铜藻♀:♂接近于1,种群处于平衡态;而附着基有限和种群规模能够处于自维持阶段,为避免后代激烈的竞争,♀:♂小于1,接近于0.8。