海南岛东寨港红树林研究进展
2015-10-14詹夏菲张光星陈丹丹陈晓慧涂志刚海南省海洋与渔业科学院海口570125
吴 瑞 詹夏菲 张光星 陈丹丹 陈晓慧 涂志刚(海南省海洋与渔业科学院,海口 570125)
海南岛东寨港红树林研究进展
吴瑞詹夏菲张光星陈丹丹陈晓慧涂志刚
(海南省海洋与渔业科学院,海口 570125)
综述了海南岛东寨港红树林研究简史,前人主要在红树植物分类、红树林生态、红树林微生物、红树林生理、红树林遗传领域作了大量研究工作。结合国内外红树林的研究进展,东寨港红树林研究在红树植物药物的筛选、红树林恢复生态方面还有待加强。
红树林;研究进展;东寨港
东寨港位于海南岛东北部海口市境内,地理坐标为19°51′~20°01′N,110°32′~110°55′E。该区位于热带北缘,属于热带季风气候类型,年平均气温23.3℃~23.8℃,年平均降水量1 676.4 mm,成土母岩主要是玄武岩,土壤为砖红壤性红土,土层深厚,表土呈酸性,pH值5~6,土壤有机质含量丰富。本区红树林生长茂盛,属典型的红树林海岸,是开展红树林研究的理想场所之一。迄今,东寨港红树林区的研究较为丰富,涉及红树林分类学、生态学、微生物学、生理学、遗传学等诸多领域,也取得了丰硕成果。
1 红树林研究进展
1.1红树林分类
许多学者对东寨港红树林植物种类进行了调查,陈焕雄等(1985)报道琼山有12科19种,符国瑗(1995)报道东寨港红树17科28种。林鹏提出了“真红树”和“半红树”的概念和判定红树植物的标准,红树植物指专一性地生长于潮间带的木本植物,半红树植物是指能生长于潮间带,有时成为优势种,但也能在陆地非盐渍土生长的木本植物。根据此标准,中国现已查明的真红树有12科16属27种和1个变种(林鹏, 2001),东寨港现有红树植物11科23种,半红树植物9科12种。主要红树植物有红海榄、木榄、桐花树、角果木、秋茄、白骨壤、海莲等,主要群落类型有红海榄群落、白骨壤群落、无瓣海桑+海桑群落、秋茄群落、海莲群落、角果木群落等。
1.2红树林生态
1.2.1红树林鸟类 东寨港内红树林生长繁茂,潮沟和滩涂底栖动物、鱼类等资源丰富,为林内鸟类觅食和栖息提供了良好的条件,鸟类多样性较高。邹发生等(2001)于1997-1998年记录到东寨港鸟类有78种,其中国家二级保护鸟类9种,中日候鸟协定名录中鸟类32种,中澳候鸟协定名录中鸟类14种。冯尔辉等(2012)2009-2011年对本区鸟类多样性进行了调查,共记录到鸟类65种,发现鸟类优势种发生了变化,个别物种数量在下降,可能由于海滩挖去贝类等人为干扰活动所致。
表1 各地区红树林鱼类种类数
1.2.2红树林鱼类 红树林中生境多样、饵料丰富,为鱼类提供了适合的栖息地和充足的食物。黄振远(2006)对东寨港红树林保护区鱼类在林外分布的季节变动及食物来源进行了调查研究,结果显示东寨港红树林区鱼类具有极高的丰富度和物种多样性,鱼类有115种。东寨港红树林区鰕虎鱼科种类最为多样,有17种,占总种类数的14.7%,这与我国广西钦州港和英罗港情况类似(表1),钦州港红树林区共有鱼类67种,鰕虎鱼科种类数最多,占23.9%,英罗港红树林区共有鱼类67种,鰕虎鱼科种类数最多,占10.5%。
1.2.3红树林大型底栖动物 大型底栖动物是红树林生态系统中的重要组成部分,也是物质循环、能量流转中积极的消费者和转移者。邹发生等(1999)调查东寨港红树林区大型底栖动物共68种,软体动物39种,甲壳动物19种。据马坤(2011)研究,东寨港红树林区大型底栖动物共63种,软体动物是东寨港红树林区最大的底栖动物类群,软体动物和甲壳动物构成东寨港红树林区底栖动物群落的主要组成部分,这与我国其他红树林地区如浙江、福建、香港、深圳、广东、广西有相类似规律(表2),如浙江西门岛红树林区发现大型底栖动物42种,其中软体动物最多,有20种,福建红树林区有底栖生物278种,软体动物72种,甲壳类88种,软体动物和甲壳动物组成红树林区底栖动物群落的主要部分。
1.3红树林微生物
微生物是红树林湿地的最主要还原者,在凋落物和有机碎屑的分解转换中处于先锋地位,对红树林湿地的物质循环和能量流动起着重要的推动作用。张瑜斌等(1998)发现东寨港红树林土壤细菌数量,在三大类群土壤微生物中最多,而丝状细菌和放线菌很少。不同植物群落的微生物数量不同,高盐度和偏碱性pH值有利于红树林根际的曲霉属真菌的生长(王治维等,2008)。东寨港秋茄林下土壤细菌和古菌的多样性指数最高,外来种无瓣海桑显著低于秋茄林,甚至明显低于相邻无红树林裸滩沉积物;不同植被下土壤细菌和古菌群落结构存在显著差异,秋茄林土壤微生物群落结构和无红树林裸滩沉积物更相似(任健等, 2002)。结合分子生物学方法进行rDNAITS序列的测定及同源性分析,通过BLAST比对以及系统发育分析,从东寨港红树林土壤中共分离出 325株真菌,说明海南红树林土壤中真菌资源丰富(林璐等, 2009)。
表2 各地区红树林软体动物及甲壳动物物种数
1.4红树林生理全球气候变化是当今科学界的热点之一 ,甲烷是导致全球气候变化的重要的温室气体之一,对全球变暖的影响仅次于二氧化碳。甲烷主要存在于湿地,因此红树林湿地中甲烷的储存、输入、输出及与土壤的理化因子关系的研究报道较多,叶勇等(2002)对东寨港海莲红树林土壤CH4通量研究,CH4通量季节变化规律为春季>夏季>秋季>冬季。对海南东寨港红树林6种红树植物叶片的甲烷通量研究发现,红树植物叶片具有吸收大气甲烷的效应。通过对海莲红树林的研究还表明,林地土壤甲烷通量的日变化与林内潮水淹浸状况有关(卢昌义等, 2000)。常见钾、钠、氯、钙等元素在红树林群落中的积累和循环,对推断红树林的发展和群落的动态平衡有着重要的作用(连玉武等, 1987; 林鹏等, 1990)。
1.5红树林遗传
在红树林遗传研究方面开展较晚,但进展较快。在分析木榄属(Bruguiera)3个种的遗传关系时,曾认为:尖瓣海莲(Bruguiera sexangula var. rhynchopetala)可能是木榄(Bruguiera gymnorrhiza)与海莲(Bruguiera sexangula)的杂交种,利用随机扩增多态性DNA(RAPD)和Inter-简单重复序列(ISSR)分子标记技术研究认为,海莲和尖瓣海莲聚为一组,木榄独立一组,因此确定尖瓣海莲为海莲的变种(潘文等,2005)。运用多种分子技术和实验方法对东寨港红树植物的遗传多样性进行研究,不同纬度的同种红树植物种群遗传变异不同,环境因子对种群遗传多样性的影响不显著,天然红树植物的变异高于引进种,遗传多样性的研究为引种奠定了基础(黎中宝等,2009;李海生等,2004;韩闯,2006)。在国内进行红树林树种引种时,引进种抗性强以及物种基因组丰富多样性程度高是引种成功的必要因素,引进种对原有物种产生明显的扰动作用(李玫等, 2004; 高秀梅等, 1998)。
2 红树林研究展望
关于海南东寨港红树林前人已在各领域做了许多研究,但仍有大量工作有待于进一步深入展开,结合目前国内外红树林研究和东寨港的实际情况,东寨港红树林研究还需在以下两个方面加强。
2.1红树植物药物的筛选
国外已开展了较多红树植物药用有效成分的研究(Kokpol, 1985;Kanchanapoom et al, 2001)。国内学者从东寨港红树植物海榄雌提取4种化合物具有活性,有较强的抑菌作用(冯妍, 2006)。郑燕影等(2008)发现东寨港不同红树群落中木榄叶片总黄酮含量与环境中的年均气温呈明显的负相关。在海南民间,老鼠簕、海桑、玉蕊等多种红树植物都有传统的药物利用经验,但开展研究较欠缺,因此红树植物药物的筛选可以是今后红树林研究的方向之一。
2.2红树林恢复生态研究
东寨港红树林保护区曾遭受到严重的人为破坏和污染,甚至一度给红树林的生存造成威胁。近几年海口市高度重视,投入大量人力和资金,用于退塘还林生态工程,环境综合整治取得成效,但还需进一步加强。今后应在本区开展红树林恢复生态的研究,建立东寨港红树林生态恢复的模式,使受损的红树林生态系统得到修复。
陈焕雄,陈二英.1985.海南岛红树林的分布[J].热带海洋,4(3):74-79
蔡立哲,谭凤仪,黄玉山.1998.香港东部红树林区大型底栖动物种类组成与数量分布特点[J]厦门大学学报:自然科学版,37(1):115-145
冯尔辉,陈伟,廖宝文,等.2012.海南东寨港红树林湿地鸟类监测与研究[J].热带生物学报,3(1):73-77
冯妍.2006.红树植物海榄雌化学成分研究[D].中国科学院研究生院(海洋研究所)硕士学位论文
符国瑗.1995.海南东寨港红树林自然保护区的红树林[J].广西植物,15(4):350-346
高爱根,陈全震,曾江宁.2005.西门岛红树林区大型底栖动物的群落结构[J].海洋学研究,23(2):33-40
高秀梅,韩维栋,张秀枝.1998.海桑及无瓣海桑引种驯化中的适应性研究[J].安徽农业大学学报,25(4):413-416
黄振远.2006.红树林对鱼类的吸引及能量标签技术在红树林生态系统能流研究中的应用[D].厦门:厦门大学硕士学位论文
黄德练.2013.钦州港红树林水域鱼类多样性及其与潮汐等环境因子的关系[D].桂林:桂林理工大学硕士学位论文韩闯.2006.木榄海莲和尖瓣海莲种间亲和性和亲缘关系分析[D].厦门:厦门大学硕士学位论文
何斌源,范航清,莫竹承.2001.广西英罗湾红树林区鱼类多样性研究[J].热带海洋学报(4):74-79
赖廷和,何斌源.1998.广西红树林区大型底栖动物种类多样性研究[J].广西科学,5(3):166-172
林鹏,何书镇.1990.海南岛海莲钾钠元素的累积和循环[J].植物生态学与植物学报,14(4):312-317
林鹏.2001.中国红树林研究进展[J].厦门大学学报:自然科学版,40(2):592-603
林璐,谭雄英,刘凌霄,等.2009.海南红树林土壤真菌群落的初步研究[J].科技通报,28(9):217-225
李玫,廖宝文,郑松发,等.2004.无瓣海桑的直接引入对次生桐花树群落的扰动[J].广东林业科技,20(3):19-21李海生,陈桂珠.2004.海南岛红树植物海桑遗传多样性的ISSR分析[J].生态学报,24(8):1657-1663
黎中宝,林鹏,林益民.2009.不同潮位的桐花树(Aegiceras corniculatum)亚种群的遗传结构[J].厦门大学学报:自然科学版,40(5):1108-1110
梁超愉,张汉华,頡晓勇.2005.雷州半岛红树林滩涂底栖生物多样性的初步研究[J].海洋科学,29(2):18-25
卢昌义,叶勇,黄玉山,等.2000.海南岛东寨港红树林群落甲烷通量的研究[J].植物生态学报,24(1):87-90
连玉武,林鹏.1987.海南岛东寨港海莲氯元素的积累和生物循环[J].厦门大学学报:自然科学版,26(3):361-364
马坤.2011.海南东寨港红树林湿地大型底栖动物多样性的研究[D].海口:海南大学硕士学位论文
潘文,周涵韬,陈攀,等.2005.木榄属三种红树植物的遗传变异和亲缘关系分析[J].海洋科学,29(5):23-28
任健,阎冰,洪葵.2002.海南东寨港红树林不同植被土壤微生物群落结构比较[J].微生物学报,52(6):736-743
叶勇,卢昌义,林鹏.2000.海莲红树林土壤CH4动态研究[J].土壤与环境,9(2):91-95
王治维,窦莹颖,祝兴伟,等.2008.盐度和pH值对红树林根际土壤来源的曲霉属真菌F3的生长和分泌活性物质的影响[J].微生物学通报,35(12):1873-1878
郑燕影,张少华,刘睿.2008.影响木榄叶片的黄酮总含量的主因素的分析[J].中国天然药物,6(5):362-366
余日清,陈桂珠,蓝崇玉,等.1995.深圳福田红树林底栖动物的种类组成研究[M]‖范航清,梁士楚.中国红树林研究与管理.北京:科学出版社:130-135
张雅芝,陈灿忠,王渊源.1999.福建红树林区底栖动物生态研究[J].生态学报,19(6):896-901
张瑜斌,庄铁诚,杨志伟,等.2001.海南东寨港红树林土壤微生物初探[J].生态学杂志,20(1):63-64
邹发生,宋晓军,陈康,等.2001.海南东寨港发红树林湿地鸟类多样性研究[J].生态学杂志,20(3):21-23
邹发生,宋晓军,陈伟.1999.海南东寨港红树林滩涂大型底栖动物多样性的初步研究[J].生态多样性,7(3):175-180
Kanchanapoom T, Kamel M S, Kasai R, et al. 2001. Benzoxazinoid glucosides from Acanthus ilicifolius [J].Phytochemistry, 58(4): 637-640
Kokpol U. 1985. Chemistry of natural products from mangrove plants, UNDP/ UNESCO, Training course on life history of selected species of flora and fauna in mangrove ecosystem[M].Thailand:159-169
Research Progress in Mangrove Forests in Dongzhai Harbor of Hainan Island
WU Rui ZHAN Xia-Fei ZHANG Guang-Xing CHEN Dan-Dan CHEN Xiao-Hui TU Zhi-Gang
(Hainan Academy of Ocean and Fisheries Sciences, Haikou 570125)
A brief history was reviewed in the mangrove research in Dongzhai Harbor, Hainan Island. Previous studies in the mangrove forest were mostly focused on seven aspects: Mangrove taxonomy; Mangrove ecology; Mangrove microbiology; Mangrove physiology; Mangrove genetics. According to the global studies of mangrove, much work needs to be carried out and renewed, including drug screening from Mangrove plants and Mangrove restoration ecology.
Mangrove; Research progress; Dongzhai Harbor
10.3969/j.issn.1673-3290.2015.04.18
2015-05-27
海南省自然科学基金资助(20154179)
吴瑞(1964-),女,高工,博士,主要从事海洋生态研究。
E-mail:wuruihk@sina.com