全 文 ：书大叶藻实生幼苗的盐度适宜性*
徐 强 牛淑娜 张沛东
＊＊
张秀梅 方 超
(中国海洋大学水产学院，山东青岛 266003)
摘 要 在实验室条件下，研究了 9 个不同盐度处理(5、10、15、20、25、30(对照)、35、40、
45)对大叶藻实生幼苗存活和生长的影响，分析了大叶藻实生幼苗的盐度适宜性。结果表
明:经 30 d培养试验，盐度 5和 10处理组实生幼苗很快腐烂，仅存活 10 d，盐度 20 ～ 45 处
理组的幼苗存活率在 49%～58%，显著高于盐度 5～ 15 处理组(P＜0．05);盐度 20 处理组幼
苗的形态学特征和生长率各指标均达到最大值，其中叶鞘长、根长和根生长率显著高于对
照组和其他处理组，单株总叶片面积和叶片生长率与对照组无明显差异，但显著高于盐度
15处理组和高盐(35～45)处理组(P＜0．05)。适宜性分析表明，大叶藻实生幼苗盐度耐受
范围较广，但适宜生长的盐度范围仅在盐度 20 ～ 30，最适生长盐度为 20。本研究结果为建
立海草实生苗的人工培育技术提供了理论依据。
关键词 大叶藻;幼苗;盐度;存活率;生长率
中图分类号 S917．3 文献标识码 A 文章编号 1000－4890(2015)11－3146－05
Salinity suitability of Zostera marina seedlings． XU Qiang，NIU Shu-na，ZHANG Pei-dong＊＊，
ZHANG Xiu-mei，FANG Chao (College of Fisheries，Ocean University of China，Qingdao 266003，
Shandong，China)． Chinese Journal of Ecology，2015，34(11) :3146－3150．
Abstract:The effect of different salinities (5，10，15，20，25，30 (control) ，35，40，and 45)
on survival and growth of Zostera marina seedlings were examined under laboratory conditions，to
determine their salinity suitability during a period of 30 days． The results showed that the seed-
lings exposed to salinities of 5 and 10 began to rot rapidly and all died during the first 10 days．
Survival rate of seedlings under salinities of 20－45 ranged from 49% to 58%，which were signifi-
cantly higher than those of seedlings under low salinities (5－15) (P＜0．05)． Seedling morpho-
metrics and growth rate were greatest under salinity 20，in which sheath length，root length and
root elongation rate of seedlings were significantly higher than those of seedlings attained in con-
trol and other salinity treatments (P＜0．05)． Total leaf area per shoot and leaf elongation rate un-
der salinity 20 were not significantly different from those attained under control treatment (P＞
0．05)but significantly higher than those attained in salinities of 15，35，40 and 45 (P＜0．05)．
Suitability analysis suggests that Z． marina seedlings can survive in a salinity range from 15 to
45;however，the suitable salinity range for their growth is from 20 to 30．
Key words:Zostera marina;seedling;salinity;survival rate;growth rate．
* 海洋公益性行业科研专项经费项目(201305043)、山东省科技发
展计划项目(2014GSF117003)和农业部部门预算项目(P813)资助。
＊＊通讯作者 E-mail:zhangpdsg@ ouc．edu．cn
收稿日期:2015-02-09 接受日期:2015-06-19
海草床是滨海三大典型生态系统之一，具有重
要的生态功能，其生态服务价值可达 19004 USS|
hm－2·a－1，甚至高于红树林和珊瑚礁(Costanza et
al．，1997)。然而，自 20 世纪以来，受自然环境变迁
和人类活动的影响，海草床在世界范围内呈现严重
衰退趋势，有些地区海草床甚至已完全退化(Park et
al．，2007)。我国的海草床也已严重衰退，人为干扰
是导致其退化的主要原因(郑凤英等，2013)。随着
理论研究和技术研发的不断深入，利用海草幼体
(种子或幼苗)修复海草床退化生境逐渐成为研究
热点(Orth et al．，2010)。
植株的幼苗期是植物单株存活和种群扩展的决
定性生活阶段，也是植物生活史中最关键和最敏感
的时期，在这个时期植物个体对生态因子的变化最
敏感，个体损失率最高(蒋高明，2004;Peterson
生态学杂志 Chinese Journal of Ecology 2015，34(11) :3146－3150
DOI:10.13292/j.1000-4890.20151023.013
et al．，2004)。盐度是影响海草分布、存活和生长的
关键生态因子之一(Orth et al．，2000;Salo et al．，
2014b) ，其对海草幼体影响的研究主要集中在种子
人工促萌方面(Caye et al．，1986;Hootsmans et al．，
1987;Loques et al．，1990;Kahn et al．，2005) ，有关实
生幼苗的盐度适宜性鲜有报道。海草幼苗环境适宜
性研究的欠缺，不仅限制了海草幼苗全人工培育技
术的发展，也造成了目前单纯依赖自然海区种子播
种而导致的低幼苗建成率和种子利用率(Orth et
al．，2009) ，从而制约了海草床退化生境规模化修复
工作的开展。
本研究以中国北方海域优势海草种类———大叶
藻为对象，在 20 ℃实验室条件下研究了 9个不同盐
度处理对其实生幼苗存活率、形态学特征和生长率
的影响，分析了实生幼苗的盐度适宜性，得出其生长
的最适盐度条件，以期为实现海草幼苗的全人工培育
和建立我国的海草床退化生境恢复技术提供参考。
1 材料与方法
1. 1 种子采集与萌发
2009 年 7 月，于山东省俚岛湾(37． 22° N—
37．23° N，122．60°E—122．61° E)采集大叶藻种子。
采集过程参照 Orth 等(1994)所述方法进行。采集
后，将种子移入装有天然海水的广口瓶中运回实验
室。先用海水充分冲洗种子，去除杂质和未成熟种
子，然后挑选成熟饱满种子 1 万粒，平均放入 10 个
250 mL烧杯中，加入 200 mL等量天然砂滤海水(盐
度 30～31) ，置于 4 ℃恒温箱中萌发。萌发期间，无
光照，DO＞5 mg·L－1，每天用玻璃棒搅拌 2 次以减
少真菌生成，每两天换水一次;每天观察种子萌发情
况，以胚根伸出种皮作为萌发标志(Hootsmans et
al．，1987) ，将已萌发的种子挑出，置于 20 ℃及天然
砂滤海水环境中培养，直至子叶长超过 5 mm。
1. 2 实验设计与过程
水温 20 ℃条件下，设置 9 个盐度处理组，即 5、
10、15、20、25、30(对照组)、35、40和 45，每个处理组
5个重复。将 900株平均子叶长为(9．04±0．47)mm
的实生幼苗随机分成 45 份，每份 20 株，种植于 500
mL烧杯底部铺设的 5 cm厚细沙中，每 5个烧杯(重
复)置于一个 35 cm×25 cm×30 cm(长×宽×高)的玻
璃水槽中，分别加入设定盐度的海水至水槽高 20
cm处。各盐度梯度由蒸馏水和海水素(山东潍坊海
佳海水晶厂)配制而成。将玻璃水槽置于光照培养
箱(GXZ-280D，宁波江南仪器厂) ，开始实验。实验
持续 30 d。
实验期间，光照强度控制在(46．5±5．2)μmol·
m－2·s－1，光周期 12 L ∶ 12 D，水温(20±0．5)℃，溶
解氧含量维持在 6．0 mg·L－1以上，pH 值 8．3±0．2。
每日 9:00 使用 LI-250A 光照计(美国 LI-COＲ 公
司)、YSI 600QS 水质分析仪(美国 YSI 公司)、pHS-
25 酸度计(上海精密科学仪器有限公司)分别对实
验水体的光照强度、水温、溶解氧含量和 pH 值进行
测定，并调节至设定范围。每天换水 1次，换水量为
实际水体的 50%。各玻璃水槽中的 5个烧杯每天随
机变换位置以减少光照误差。
1. 3 样品收集与分析
实验结束时，观察各处理组幼苗存活情况，计算
存活率(%) ，并对全部存活幼苗进行形态学指标测
定。将幼苗取出用干纱布擦干表面水分后，分别测
定地上组织的叶长(mm)、叶宽(mm)、叶鞘长
(mm) ，计数叶片数，根据叶长、叶宽和叶片数计算
单株总叶片面积(mm2·株－1)和叶片生长率(mm·
株－1·d－1)。然后分别测定地下组织的根长(mm) ，
计数根数，计算根生长率(mm·株－1·d－1)。
1. 4 数据分析
各处理组数据以平均值±标准误表示，首先进
行单因素方差分析(ANOVA) ，差异显著时使用
Duncan多重比较分析组间差异。以百分数表示的
数据先除以 100 再经平方根和反正弦转换，然后进
行 ANOVA分析。数据分析使用 SPSS 17．0进行，以
α= 0．05 作为差异显著水平。分析结果使用 Orgin
8. 5软件绘图。
2 结果与分析
2. 1 存活率
盐度显著 影 响 大 叶 藻 实 生 幼 苗 的 存 活
(P＜0. 05) (图 1)。盐度 5 和 10 条件下，实生幼苗
很快腐烂，10 d内全部死亡。盐度 20 ～ 45 处理组的
幼苗存活率为 49%～58%，显著高于盐度 5～15处理
组(P＜0．05) ，但这些盐度处理组之间无明显差异
(P＞0. 05)。盐度 15处理组幼苗的平均存活率仅为
27. 5%，显著低于盐度 20～45处理组(P＜0．05)。
2. 2 形态学特征
盐度 5和 10处理组幼苗全部死亡，因此分析了
盐度 15～45 处理组幼苗的形态学特征。单因素方
差分析表明，盐度对幼苗地上组织的单株总叶片面
7413徐 强等:大叶藻实生幼苗的盐度适宜性
图 1 不同盐度对大叶藻实生幼苗存活率的影响
Fig．1 Effects of different salinities on survival rate of Zos-
tera marina seedlings
误差线上的不同字母表示不同盐度间存在显著差异(P ＜ 0． 05)。
下同。
积和叶鞘长存在显著影响(P＜0．05)。盐度 20 处理
组幼苗的单株总叶片面积最大，显著高于其他处理
组(对照组除外) (P＜0．05) ;盐度 15 处理组及高盐
(35～45)处理组相对较小，且这些处理组之间无明
显不同(P＞0．05) (图 2a)。盐度 20处理组幼苗的叶
鞘长亦最大，显著高于其他处理组(P＜0．05) ，是对
照组的 1．2倍;高盐(35～45)处理组相对较小，且这
些处理组之间也无明显不同(P＞0．05) (图 2b)。
单因素方差分析亦显示，盐度对幼苗地下组织
的根长影响显著(P＜0．05)。盐度 20 处理组幼苗的
根长达到最大值(13．8 mm) ，显著高于其他处理组
(P＜0．05) ，是对照组的 1．5 倍;盐度 45 处理组幼苗
的根长最小，仅为 3． 7 mm，显著低于其他处理组
(P＜0．05) ，是对照组的40．2%;盐度15、25、30和
图 2 不同盐度对大叶藻实生幼苗单株总叶片面积(a)和叶
鞘长(b)的影响
Fig．2 Effects of different salinities on total leaf area per
plant (a)and sheath length (b)of Zostera marina seedlings
图 3 不同盐度对大叶藻实生幼苗根长的影响
Fig．3 Effects of different salinities on root length of Zos-
tera marina seedlings
40处理组之间则无明显不同(P＞0．05) (图 3)。
2. 3 生长率
盐度 20处理组幼苗的叶片生长率最高，平均达
到 2．34 mm·株－1·d－1，显著高于盐度 15 处理组和
高盐(35～45)处理组(P＜0．05) ，但与盐度 25 和 30
处理组无明显差异(P＞0．05) ;盐度 15 处理组幼苗
叶片生长率最低，显著低于盐度 20 ～ 30 处理组，是
这些处理组平均值的 78%，但其与高盐(35 ～ 45)处
理组之间无显著不同(P＞0．05) (图 4)。
盐度对幼苗的根生长率亦有显著影响(图 5)。
盐度 20处理组幼苗的根生长率最高，平均达到 1．53
mm·株－1·d－1，是对照组的2．12倍，显著高于其他
图 4 不同盐度对大叶藻实生幼苗叶片生长率的影响
Fig．4 Effects of different salinities on leaf elongation rate
of Zostera marina seedlings
图 5 不同盐度对大叶藻实生幼苗根生长率的影响
Fig．5 Effects of different salinities on root elongation rate
of Zostera marina seedlings
8413 生态学杂志 第 34卷 第 11期
处理组(P＜0. 05) ;盐度 15、25、35 及 40 处理组与对
照组均无显著差异，根生长率在 0．51 ～ 0．82 mm·
株－1·d－1;高盐 45 处理组幼苗的根生长率最低，仅
为对照组的 39%，显著低于其他处理组(P＜0. 05)。
3 讨 论
目前有关海草盐度适宜性的研究绝大多数都集
中于成熟植株，发现海草适宜生长的盐度范围通常
较窄，且分布在不同海域的海草其适宜生长盐度范
围也不一致。热带和亚热带海域海草适宜生长的盐
度范围通常在盐度 30 ～ 40，而温带海域的矮大叶藻
(Zostera japonica)和大叶藻的适宜生长盐度通常较
低，在盐度 10～25，但温带海域地中海沿岸的丝粉藻
(Cymodocea nodosa)和波喜荡草(Posidonia oceani-
ca)的适宜生长盐度也较高，可达盐度 39(Kamer-
mans et al．，1999;Lirman et al．，2003;Fernndez-
Torquemada et al．，2005;Nejrup et al．，2008;Sandoval-
Gil et al．，2012;Salo et al．，2014a)。海草成熟植株盐
度适宜性的差异除与分布海域盐度不同有关外，可
能还与海草自身结构密切相关。有研究指出，热带
海草泰莱藻(Thalassia testudinum)叶片表皮细胞质
膜的包被程度大于大叶藻，而后者又高于川蔓藻
(Ｒuppia maritima) (Jagels，1983)。质膜包被程度越
高植株耐盐能力越强，这可能是因为植株对环境盐
度长期适应的结果。
有关海草实生幼苗的盐度适宜性研究还很少，
但仅有的一些报道已经证实，海草幼苗适宜生长的
盐度范围比成熟植株低且更窄，通常仅为单一盐度
数值。如 Fernndez-Torquemada等(2013)研究了盐
度 25～51对波喜荡草实生幼苗存活与生长的影响，
发现盐度 37时幼苗存活率最高(90%) ，且生长也优
于其他盐度处理组，特别是叶片数、叶长和根长等生
长指标显著大于高盐度处理组;Strazisar 等(2013)
研究了盐度 0 ～ 50 对川蔓藻幼苗存活和生长的影
响，发现川蔓藻幼苗盐度耐受能力较强，设定的盐度
范围内幼苗均能存活，但盐度 10条件下存活率最高
(88%) ，生长最优;Salo 等(2014b)在实验室条件下
研究了低盐度 5、12．5和 20 对大叶藻幼苗生长和存
活的影响，发现随着盐度降低幼苗的生长和存活均
明显下降，而盐度 20 是较适宜的生长盐度，但该研
究并未探究高盐度对幼苗的影响。本研究则在盐度
5～45处理条件下探讨了盐度对大叶藻实生幼苗的
影响，结果表明，大叶藻实生幼苗的盐度耐受范围较
广，可达盐度 15～ 45，然而结合幼苗存活率、形态学
特征和生长率的适宜性分析可知，其适宜生长的盐
度范围在盐度 20～30，最适生长盐度仅为 20。研究
结果与 Salo等(2014b)的结论相一致。海草幼苗较
窄的盐度适宜性可能是因为相对于种子期和植株成
熟期，幼苗期对盐度变化更敏感的原因(Fernndez-
Torquemada et al．，2013;Strazisar et al．，2015)。酶解
研究发现，大叶藻未成熟叶片表皮细胞的原生质体
与陆生植物一致，为球形原生质体，其在海水中易破
裂，因此与表皮细胞原生质体为非球形(韧性强，质
膜表面积大，对渗透势和盐度变化耐受能力强)的
成熟叶片相比，对盐度变化更敏感，耐受高盐度机能
差(叶春江等，2002)。
Touchette(2007)系统总结了海草成熟植株的耐
盐机理，发现成熟植株主要通过渗透调节、质膜 H+-
ATPase、Na+ /H+反转运酶和离子区域化等一系列复
杂的生理过程应对盐度变动引起的渗透胁迫、离子
毒害和氧化胁迫等。海草非成熟叶和成熟叶的结构
及耐盐机理可能存在差异。大叶藻非成熟叶是由一
层膜质叶鞘包被而与海水隔离，而成熟叶则直接与
海水接触，且两者表皮细胞的原生质体类型也不一
样，因此其耐盐机理可能存在不同，如质膜 H+-AT-
Pase基因仅在成熟叶片表皮细胞表达，而在非成熟
叶片表皮细胞几乎没有表达，从而表现为成熟叶片
表皮细胞的 H+-ATPase活性远高于未成熟叶片表皮
细胞(Fukuhara et al．，1996;叶春江等，2002)。然
而，本文未深入开展大叶藻幼苗耐盐机理的研究，且
目前有关海草幼苗应对盐度变化的生理响应过程研
究亦很少，因此对其明确的耐盐机理尚不清楚。从
仅有的报道可以推测，大叶藻幼苗在盐度 20时生长
最佳，可能与不同盐度对大叶藻植株光合作用和营
养物质积累的影响有关。Salo 等(2014b)研究发
现，20 ℃条件下盐度 20 处理组大叶藻幼苗的叶片
蔗糖含量达到最大值，显著高于盐度 5 和盐度 12．5
处理组。Fernndez-Torquemada 等(2013)也发现，
高盐度对波喜荡草幼苗生长的抑制可能是由于幼苗
光合速率下降及幼苗为维持细胞渗透势而增加能量
损耗。Celdrn等(2011)也已证实，光合作用不仅补
偿幼苗的呼吸作用，还可避免种子淀粉储存的耗尽，
因此在海草幼苗期具有重要作用。此外，盐度变动
对幼苗的组织结构也有一定影响，明奕(2011)研究
发现，盐度 17．5 条件下大叶藻幼苗根部气道不发
达，只观察到少量薄壁细胞开始发生崩溃，气道数量
9413徐 强等:大叶藻实生幼苗的盐度适宜性
较少，直径较小，而盐度 52．5 条件下幼苗根部已形
成发达的通气组织，但盐度变动对幼苗茎和叶结构
无明显影响，只是盐度 52．5 时幼苗的茎表皮细胞更
趋于扁平，细胞较小。对海草幼苗耐盐机理科学认
知的不足表明相关研究仍需进一步加强与深入。
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作者简介 徐 强，女，1989 年生，硕士，主要研究方向为海
草床修复与保护研究。E-mail:xuqiang516@ 163．com
责任编辑 李凤芹
0513 生态学杂志 第 34卷 第 11期