全 文 ：第 28卷　第 2期 台 湾 海 峡 Vol.28, 　No.2
　2009年 5月 JOURNALOFOCEANOGRAPHYINTAIWANSTRAIT May, 2009
收稿日期:2008-03-19
基金项目:联合国环境规划署 /全球环境基金(UNEP/GEF)资助项目(UNEP/GEF/SCS/Chi/MoU2c)
作者简介:黄道建 (1980～ ),男 , 硕士.
通讯作者:黄小平 ,研究员 ,博导;E-mail:xphuang@scsio.ac.cn
网箱养殖对海南新村澙湖海菖蒲
生物学与生态学特征的影响
黄道建1 , 2 ,黄小平1
(1.中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室 ,广东 广州 510301;
2.中华人民共和国环境保护部华南环境科学研究所 ,广东 广州 510655)
摘要:以海南新村澙湖海草床优势种之一的海菖蒲(Enhalusacoroides)为研究对象 ,于 2005年 4月
至 2006年 1月间 ,分 4个季节对海菖蒲的茎枝生物量 、叶长 、叶宽 、叶单位面积附着藻类生物量 、茎
枝密度及生物量等进行了研究 ,初步探讨了网箱养殖对海菖蒲生物学和生态学特征的影响.其结果
表明:(1)在春 、夏 、秋 3个季节里 ,海菖蒲叶长 、叶宽和茎枝生物量等均显示了与其所在样区海水
和沉积物间隙水 DIN含量呈负相关关系.(2)随着水体 N负荷的增加 ,海菖蒲叶单位面积附着藻类
生物量剧增.(3)网箱养殖区海菖蒲较小的地上生物量 、茎枝密度及地上生物量与地下生物量比 ,
均表明网箱养殖区海菖蒲受人为干扰的影响明显大于其他 2个样区.
关键词:海洋生物学;生态特征;海菖蒲;网箱养殖;海南
中图分类号:X171 文献标识码:A 文章编号:1000-8160(2009)02-0199-06
海草是惟一淹没在浅海水下的被子植物.在全球 12属 50多种海草中 ,南中国海海域就分布了 8属 20
多种[ 1] .海草在我国的分布 ,从温带的黄渤海一直延伸到亚热带的福建 、香港沿海 ,在热带的海南岛和西沙
群岛也有分布[ 2] .
海菖蒲(Enhalusacoroides)广布于西太平洋和印度洋沿海.在我国其主要分布于海南岛 ,是南中国海最
大型的海草植物之一 [ 3] .黄道建等(2007)于 2005年 4月对海南新村澙湖海菖蒲的茎枝特征 、茎枝密度 、生
物量和不同组织营养素含量进行了研究 ,并探讨了海水和沉积物间隙水营养负荷对其影响 [ 4] .该研究结果
表明网箱养殖引起的营养负荷 ,是导致新村澙湖网箱养殖区海草床退化的原因之一.在此研究的基础上 ,作
者于 2005年 7、10月和 2006年 1月对新村澙湖海菖蒲的生物学与生态学特征进行了进一步研究 ,主要包括
茎枝特征(茎枝生物量 、叶长 、叶宽)、叶单位面积附着藻类生物量 、茎枝密度和生物量 ,并分析了以上各因子
与海水及沉积物间隙水无机氮(DIN)含量的关系.本研究将为我国研究海草床退化提供相关的科学依据 ,并
对海草床的保护具有一定的意义.
1　研究方法
1.1　海南新村澙湖概况
新村澙湖位于海南岛陵水县东南部 ,面积 22.6km2 ,是一个主要受潮汐控制的近封闭天然澙湖湾 ,仅海
湾西部有一窄口与陵水湾相通.目前 ,该湾有相当数量的网箱养殖和设在渔排上接待游客的餐饮点(图 1).
1.2　样品的采集 、处理和分析
样品的采集分 4个季节(2005年 4、7、10月和 2006年 1月)进行.在海南新村澙湖布设 3个采样区(1、2
和 3),分别位于网箱养殖区 、养殖区附近和养殖区远端(图 1).
用有机玻璃采水器采集水样 ,迅速用冰块冷冻 ,供水质分析用.用 PVC管采集沉积物 ,带回实验室 ,供分
析沉积物间隙水营养盐含量用.每个样区各随机采 3个水样和沉积物样.海水和沉积物间隙水营养盐含量分
台 湾 海 峡 28卷
析按《海洋监测规范(GB17378-1998)》实施.
在每个样区内随机抛出 8个 50cm×50cm
的样框(同一样区不同样框之间至少相隔 2m),
点取每个样框内海菖蒲的茎枝数量 [ 5] .然后随
机选取其中 4个样框 ,将框内的海菖蒲连同地
下根系一同挖出.采得的样品用干净的海水冲
洗干净后 ,去掉微小生物和杂质等物 ,按地上和
地下部分剪取.经处理后的海菖蒲样品在 60℃
烘干 48h至恒重 ,分别称重地上及地下部分生
物量(g/m2).在 3个样区内各随机采摘 20枝海
菖蒲样品 ,带回实验室测量样品的茎枝生物量
(g/枝 ,干重)、叶长和叶宽.海草叶表面的附着
藻类(epiphyte),通过在样区内随机选取 6枝海
草 ,用双目刀片小心刮下海草表面的附着藻类 ,
用定量滤纸过滤 ,在 60℃烘干 48h至恒重后 ,称
重海草附着藻类的生物量[ 5] ;并量定每片叶子的长和宽 ,以计算海草叶子单位面积上的附着藻类生物量
(mg/cm2).
2　研究结果
2.1　海水和沉积物间隙水分析结果
2.1.1　海水和沉积物间隙水 DIN含量　4个季节 [其中 2005年 4月(春季)引自文献 [ 4] ,下同 ]海水和间
隙水 DIN含量均由样区 1向样区 3显著递减(图 2、3, p<0.01).间隙水 DIN含量的空间变化趋势尤为明显 ,
样区 1间隙水 DIN含量分别为样区 2、3的 3 ～ 4倍和 5 ～ 6倍.这可能与网箱养殖自身产污有关.
2.1.2　海水和沉积物间隙水 PO4 -P含量　海水 PO4-P含量在不同的季节有所不同.在春季和夏季 ,样区 2
海水中的 PO4 -P含量明显较样区 1、3的高;在秋季则基本保持在同一水平(p>0.1);到了冬季 ,样区 1的
PO4 -P含量明显比其他 2个样区的高(p<0.01).间隙水中 PO4 -P含量在春季和夏季以样区 3的为最高 ,秋 、
冬两季则基本处于同一水平(图 4、5).
2.2　海菖蒲生物学与生态学特征分析
2.2.1　茎枝生物量　海菖蒲茎枝生物量在 0.70 ～ 6.40g/枝之间 ,均值为 2.68g/枝.在春 、夏 、秋 3个季节 ,
其均显示了由样区 1向样区 3显著增大的趋势(p<0.001,图 6),在春季和夏季尤为明显.
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　2期 黄道建 , 黄小平:网箱养殖对海南新村澙湖海菖蒲生物学与生态学特征的影响
2.2.2　叶特征　海菖蒲叶长范围为 28.5 ～ 93.2cm,均值为 58.25cm.叶长在春 、夏 2个季节显示出了样区
2、3比样区 1显著大的现象(p<0.001 ,图 7).海菖蒲的叶宽范围为 1.00 ～ 2.12cm,均值为 1.66cm.叶宽在
春 、夏 、秋 3个季节均显示了由样区 1向样区 3逐渐增大的趋势(图 8),在春季尤为明显.而到了冬季 ,则呈
现样区 1海菖蒲叶宽较样区 2、3显著增大的现象.
2.2.3　叶单位面积附着藻类　海菖蒲叶单位面积附着藻类生物量在 0.14 ～ 6.67mg/cm2之间 ,均值为
1.06mg/cm2.在春 、夏 、秋 3个季节 ,其有由样区 1向样区 3显著减少的趋势(p<0.001,图 9).在冬季 ,海菖蒲叶
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单位面积附着藻类生物量有大幅增长的现象 ,均值达到 3.07mg/cm2.这可能与冬季水温利于大型藻类生长
有关.
2.2.4　生物量和茎枝密度　这 4个季节海菖蒲地上生物量的变化范围为 63.9 ～ 465.9g/m2 ,均值 254.6
g/m2.海菖蒲地上生物量显示了样区 1比样区 2、3显著小的趋势(p<0.001,图 10).作为多年生草本植物 ,
海菖蒲的根和茎常年留在地下 ,生物量比较大.新村澙湖海菖蒲地下生物量基本在 700 ～ 900g/m2之间 ,不同
季节的差异较小.海菖蒲茎枝密度的变化范围为 28 ～ 172枝 /m2 ,均值为 92.1枝 /m2.样区 1海菖蒲茎枝密度
明显要比样区 2、3的小(p<0.005,图 11).
3　讨论
3.1　营养盐和有机质对海菖蒲的影响
营养盐对海草的影响通常通过海草的生态学和生物学特征表现出来.海草的形态学特征和生长率与水
体中可利用的营养盐含量有着密切的关系[ 6] .本研究显示 ,海菖蒲在春 、夏 、秋 3个季节中 ,叶长 、叶宽和茎
枝生物量等均显示了与其所在样区海水和沉积物间隙水 DIN含量呈负相关关系(p<0.10).这表明海菖蒲
所在区域的海水和沉积物间隙水 DIN含量 ,对海菖蒲的茎枝特征有着重要的影响.
样区 1(网箱养殖区)的海菖蒲地上生物量均明显小于其他 2个样区的.2005年 10月和 2006年 1月的
结果显示 ,海菖蒲地上生物量随着海水和间隙水 DIN含量的增加而显著递减(p<0.05).海菖蒲茎枝密度呈
样区 1显著小于样区 2、3的趋势(p<0.001).海草地下部分作为贮存能量物质的主要器官 ,对海草繁殖起着
重要的作用 [ 7] .海草植物地上生物量和地下生物量的比值 ,是衡量生产力和生长现状的一个基本指标.国外
学者经过对大量水生植物的研究表明正常生长的水生植物该比值在 0.40左右 [ 8] .海菖蒲较低的地上生物量
和地下生物量比值不利于海菖蒲的生长.海草生物量和茎枝密度的减少 ,通常被认为是海草对自然或人为干
扰而导致光照强度减少 ,进而影响海草生长 、繁殖的反映 [ 9] .在 4个季节中 ,海菖蒲地上生物量和地下生物
量的比值范围分别为:0.19 ～ 0.50、0.14 ～ 0.26、0.27 ～ 0.53和 0.33 ～ 0.43,样区 1的比值明显比另外 2个
样区的小.
研究表明海水养殖对海草有着深刻的影响.随着养殖水体中悬浮有机颗粒物的增加 ,水体中光照强度将
大大减弱 ,而有机颗粒物也会直接附着于海草的叶子.这些对海草光合作用的影响都是致命的[ 10] .在海水养
殖过程中 ,养殖沉积物中富集着大量的 N、P和有机物质.这会使海水养殖区沉积物耗氧量增加.在缺氧情况
下 ,其还释放出有毒的 NH3和硫化物.铵盐和硫化物由于其自身的毒害作用 ,将使海草的死亡率大增[ 11] .同
时 ,养殖区沉积物中氨氮和硫化物也会间接通过增加海草地下组织的光合需氧量 ,进而影响海草的生长 [ 12] .
海水养殖区表层沉积物受到水流作用的扰动 ,沉积物中的营养物质很容易伴随着沉积物的悬浮而进入水体 ,
而沉积物环境也处于不断矿化的过程中.这也使得大量的营养盐不断释出进入水体 [ 13] .这都将影响到水体
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　2期 黄道建 , 黄小平:网箱养殖对海南新村澙湖海菖蒲生物学与生态学特征的影响
中藻类及海草附着藻类的生长 ,进而影响海草的生长 、繁殖 ,甚至直接导致海草的死亡.
3.2　附着藻类对海菖蒲的影响
样区 1(网箱养殖区)海菖蒲叶单位面积附着藻类生物量远高于样区 2、3的.海菖蒲叶单位面积附着藻
类生物量与水体中 DIN含量呈现了显著的正相关(p<0.05).网箱养殖导致水体中营养盐含量增加 ,使得海
草附着藻类以及海草床内的浮游藻类大量增长 ,进而通过浮游藻类和附着藻类影响了海草的生长[ 14] .海菖
蒲叶附着藻类的大量繁殖 ,严重地影响海菖蒲位于地上的光合作用部位(叶),降低了其所能接受的光照强
度 ,直接影响了海菖蒲的光合作用率 ,对海菖蒲的生长相当不利 [ 15] .附着藻类也会影响海草叶对碳源的吸
收 ,进而影响氧气的释放 ,从而对整个海草生态系统造成不良的影响[ 16] .
2006年 1月 ,海菖蒲叶单位面积附着藻类生物量出现了与其他 3个季节截然相反的结果 ,样区 2、3海
菖蒲叶单位面积附着藻类生物量出现了大幅增长的现象.这主要是由于该时间段内新村澙湖水温较其他季
节低 ,适合大型藻类的生长 、繁殖 ,且样区 2、3水位较浅.这些因素均有利于诸如石莼(Ulvapertusa)、石花菜
(Gelidiumamansi)和颤藻(Oscilatoriatenuis)等大型藻类的繁殖 ,直接导致了部分大型藻类附着在海菖蒲叶
子上生长 ,使海菖蒲叶单位面积附着藻类生物量直接增加.
4　小结
(1)3个样区海菖蒲茎枝生物量 、叶长和叶宽存在着显著差异.在春 、夏 、秋 3个季节里 ,叶长 、叶宽和茎
枝生物量等均显示了与其所在样区海水和沉积物间隙水 DIN含量呈负相关关系.
(2)随着 N负荷的增加 ,海菖蒲叶单位面积附着藻类生物量剧增 ,附着藻类的大量繁殖严重地影响了海
菖蒲的光合作用.
(3)样区 1(网箱养殖区)海菖蒲茎枝密度和地上生物量 ,明显比其他 2个样区的小.海菖蒲的地上生物
量与海水和沉积物间隙水中 DIN含量呈显著的负相关关系.样区 1海菖蒲地上生物量和地下生物量的比
值 ,明显比样区 2、3的小 ,这不利于海菖蒲的生长.样区 1海菖蒲生物量和茎枝密度的减少 ,表明该区海菖蒲
受人为干扰明显要大于另外 2个样区的.
致谢:王汉奎副研究员 、许战洲博士和胡有木先生等对本研究工作的完成给予了无私的帮助 ,谨表谢忱!
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ofEnhalusacoroidesinXincunLagoonofHainan, China
HUANGDao-jian1, 2 , HUANGXiao-ping1
(1.LED, SouthChinaSeaInstituteofOceanology, ChineseAcademyofSciences,
Guangzhou510301, China;2.SouthChinaInstituteofEnvironmentalSciencesm, MEP, Guangzhou510655, China)
Abstract:Biologicalandecologicalcharacteristics(e.g.shootbiomass, leaflength, leafwidth, shootdensityandbi-
omass)ofthedominantseagrass(Enhalusacoroides)bedinXincunLagoonofHainan, China, werestudiedin4
seasonsfrom2005 Aprilto2006 January.Theefectsofcagedfishfarmonthebiologicalandecologicalcharacters
ofEnhalusacoroideswerestudied.Inspring, summerandautumn, negativecorrelationwereobviousbetweenfactors
ofleaflength＆widthandshootbiomassofEnhalusacoroidesandDIN, whildapositivecorelationwasobviousbe-
tweenepiphytebiomassoftheleavesandDINconcentrations.Abovegroundbiomas, Shootdensityandratiooftotal
abovegroundbiomasstototalundergroundbiomassweremuchlowerinareasoffishfarmingthanothertwoareas.It
demonstratesthatEnhalusacoroidesfromcagedfishfarmwasafectedmuchduetoanthropogenicactivities.
Keywords:marinebiology;ecologicalcharacters;Enhalusacoroides;cagedfishfarm;HainanProvince
(责任编辑:郭水伙 、林秀清)
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