论文部分内容阅读
随着粮食压力的日益加剧,海水养殖逐渐成为重要的粮食生产方式。但在养殖过程中产生的养殖废水成为该海域的重要污染源之一。而在热带、亚热带沿海地区,红树林湿地成为了容纳和净化这些养殖废水的重要场所。本课题在深圳海上田园风光旅游区人工构建红树种植—养殖耦合试验塘,从水质净化和生态健康的角度探讨不同红树种类的种植对养殖废水净化和提高水产品质量的效果,进而筛选出最佳的红树种植方式,以便推广应用。本论文则集中从水生生态系统的重要类群——轮虫群落的角度来对耦合系统进行分析。自2008年9月至2009年9月期间,对种植—养殖系统内8个试验塘的轮虫群落进行了7次(每两月一次)调查研究。通过分析轮虫群落的种类组成、丰度变化、群落多样性等,研究了人工红树林湿地生态系统中轮虫群落的特征。同时,对水体常规理化因子(水温、盐度、DO、BOD5、CODMn、TN、TP)、浮游藻类群落结构进行同步监测,采用NMS、CCA等多元统计学方法深入分析红树林湿地生态系统中影响轮虫群落的各种因素。最后,根据轮虫群落的污染指示作用,结合各项水质理化因子,评价各试验塘的水体质量变化情况,从而确定不同红树种类的净化作用。
主要结论如下:
(1)综合营养盐、叶绿素a、浮游藻类和营养状态指数等因子对水体的营养状态进行评价,结果显示:各试验塘仍处于富营养状态,A系统的营养水平明显高于B系统;自09年5月开始,A系统中的3个种植塘的营养水平有所下降,且与对照塘有较明显的差异;而B系统的营养水平虽然较低,但种植塘和对照塘之间没有明显的差异。
(2)各次样品中鉴定轮虫种类共35种,分隶9科17属,其中以臂尾轮虫属(Brachionus)、异尾轮虫属(Trichocerca)、三肢轮虫属(Filinia)居多;轮虫种类与温度明显的正相关,在温度较低的09年1、3月较少;轮虫优势种主要为角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、萼花臂尾轮虫(Bra.calyeiflorus)、针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、裂痕龟纹轮虫(Anuraeopsis fissa)、壶状臂尾轮虫(Bra.urceus)、矩形臂尾轮虫(Bra.leydigi),优势种的演替呈现明显的季节性。
轮虫最高丰度出现在09年5月的B4,达到6846个/L。轮虫丰度变化基本呈现“冬季低,夏季高”的趋势。轮虫群落多样性指数(H)变幅在0~2.15之间,其中A系统中轮虫群落的多样性显著高于B系统;自09年5月后,A系统中各种植塘的轮虫多样性有所上升,而对照塘反而下降。
(3)基于群落相似性的NMS排序结果显示,各月各试验塘的轮虫群落可以分成两组,冬季1、3月的轮虫群落由于丰度低、种类少的特点而与其它月份明显区分。针对各试验塘轮虫群落的聚类分析和NMS排序发现,两系统间的轮虫群落存在显著差异。A系统中3个种植塘的轮虫群落相似度较高,因此它们在图上的距离比较接近;种植塘与对照塘之间存在一定的差异,故距离较远。
(4)线性相关或偏相关分析发现,轮虫丰度与各环境因子之间缺少明显的的相关关系。而通过CCA分析发现,温度这一环境因子是影响轮虫群落的最重要的因素:它一方面通过季节性的温度变化来影响轮虫群落的种类组成和丰度,特别是冬季的低温对轮虫群落有明显的限制作用;另一方面,温度变化也改变了水体中的藻类群落组成结构,影响了轮虫的食物来源。同时,温度亦可能改变了水体中诸如溶解氧等因素从而改变了轮虫群落。
另外,营养水平也对轮虫群落造成了显著影响。两系统轮虫群落的差异正是因为系统间营养水平的差异;而A系统中种植塘和对照塘的营养水平的差异也导致了种植塘和对照塘轮虫群落的差异。但氮、磷营养盐并不直接影响轮虫,而是通过改变藻类组成来影响轮虫群落。
(5)通过污染指示种和多样性对水质进行评价,各试验塘的水质大部分处于β-α-中污状态,即轻度富营养状态。A系统中的红树种植使水体质量有一定程度的改善,但其水质仍处于富营养化状态,因此轮虫仍然以富营养化指示种类为主。
(6)综合理化因子和轮虫的污染指示性,对红树湿地的净化效果进行评价。各试验塘仍处于富营养状态,湿地运行过程中水体营养水平并无明显的波动。B系统中由木榄—红海榄构成的湿地不具有显著的净化作用,因此A、B系统之间营养水平的差异并不是由于木榄—红海榄的种植所造成的。A系统中由秋茄-桐花构成的湿地具有一定的净化作用,一定程度上控制了水体的富营养化情况。但桐花单种、秋茄单种、桐花与秋茄混种三种种植方式并不引起净化效果的差异。