海南东寨港集约化海鸭养殖对红树植物生长及底栖动物的影响

李华亮 冯尔辉* 李诗川 钟才荣 祝 阁 王文卿 王 瑁

（1 海南东寨港国家级自然保护区管理局，海南 海口 570100；2 厦门大学环境与生态学院，福建 厦门 361102）

红树林是热带、亚热带海岸潮间带的木本植物群落，具有重要的防浪护堤、维持生物多样性和水体净化功能，也为2 000多种鱼类、无脊椎动物和附生植物提供了丰富的饵料和栖息地，国际上把红树林区作为海洋经济动物的养殖和育苗基地，已取得良好的经济效益。红树林区家禽养殖是提高林区居民收入的有效方式，周放等（2009）认为增设鸭场是红树林区居民快速发展的经济活动之一，林内丰富的底栖生物可作为鸭群的理想食物，潮汐的环境也可作为鸭群栖息和活动的理想场所。兰竹虹等（2007）认为红树林区放养家禽虽不会对红树植物造成明显的不良影响，但对红树林生态系统内海洋动物多样性的保护十分不利；周放等（2009）就红树林区鸭场对鸟类的影响进行研究，认为巨大的鸭群数量威胁了鸟类的生存；林华文等 (2013) 认为海鸭养殖是海南团水虱爆发的直接原因；Ao等（2019）对比了海鸭不同养殖模式对红树林生态系统的影响；王文卿等（2007）提出，在红树林区养殖海鸭，养殖模式的优化、养殖容量的控制应引起注意。

海口市美兰区在2006年10月建立了东寨港海鸭省级农业标准化示范区，2008年8月升级为国家级标准化示范区，逐步发展为具有地方生态养殖特色的“演丰（红树林）海鸭”品牌。2012年高峰时养殖海鸭的数量曾达4.5万只以上，年产值约2 500万元。本文就海鸭养殖对东寨港红树林植物群落及底栖动物的影响进行研究，以期定量研究集约化海鸭养殖对红树林生态系统的影响。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

海南东寨港自然保护区面积3 337.6 hm2，有林地面积1 733 hm2，主要树种有海莲（Bruguiera sexangula）、红海榄（Rhizophora stylosa）、角果木（Ceriops tagal）、白骨壤（Avicennia marina）和桐花树（Aegiceras corniculatum）等。东寨港集约化海鸭养殖将养殖场地设在红树林林缘，海鸭密度约为2～3只/m2，海鸭既可在陆地活动区活动，又可在红树林区活动，场地内人工进行饲喂和淡水补给。

本研究选取2个调查样地：一个位于东寨港自然保护区管理局附近（19°57′N，110°34′E），优势树种为海莲。根据海鸭的养殖时间和地点分别设定圈养地（Bs1，海鸭圈养的区域）、圈养地外围（Bs2，海鸭圈养的外围区域）、弃养2 a（Bs3，海鸭圈养已弃养2 a的区域）、弃养5 a（Bs4，海鸭圈养已弃养5 a的区域）和未圈养地（Bs5，未进行海鸭圈养的区域）5个样地，各样地潮位相同。另一个位于演丰镇丰登区（19°58′N，110°33′E），优势树种为角果木，垂直堤岸依次选择圈养地（Ct1）、离圈养地距离10 m、20 m、50 m（Ct2、Ct3、Ct4）4个样地。

1.2 研究方法

保护区管理局附近样地设置3个10 m×10 m样方，演丰镇丰登区样地设置3个5 m×5 m样方。调查内容包括：1）红树植物群落。树种、株高、胸径（基径）、冠幅、郁闭度及生长状况（按死差中良优进行评定），地上幼苗的存活状况、年龄及数量，膝状呼吸根（海莲）的数量。2）底栖动物。分拣样地内土壤表层及树上所有的底栖动物并在每个样方内随机选择一个0.3 m×0.3 m样方，挖0.3 m深，用1 mm的过滤筛进行水洗，分拣所有的底栖动物进行鉴定、称重和计数，计算底栖动物的生物量、栖息密度。

3 结果与分析

3.1 集约化海鸭养殖对红树植物群落的影响

海莲林圈养地幼苗存活率为0，圈养地外围幼苗存活率为7.0±0.4%，弃养2 a的样地幼苗存活率为26.7±1.7%，弃养5 a的样地幼苗存活率为32.5±3.1%，未圈养地幼苗存活率最高，为52.5±2.8%。单因素方差分析表明：圈养地幼苗的存活率显著低于其他样地（P＜0.05）（图1 a）。圈养地和圈养地外围膝状呼吸根的密度显著低于其他样地（P＜0.05），圈养地与圈养地外围海莲膝状呼吸根的平均密度均为0；弃养2 a和弃养5 a的样地膝状呼吸根密度差异不显著（P=0.99），而弃养后膝状呼吸根的平均密度随着弃养时间的延长而上升；未圈养地呼吸根的平均密度为39.5±6.7 ind/m2（图1 b）。圈养地成年植株的死亡率高达100%，圈养地外围成年植株死亡率为44.4%，生长状况差的占33.3%，生长状况中等的占22.3%，无生长优的海莲成年植株；弃养2 a的样地海莲生长状况开始好转，生长优的成年植株占8.2%，生长良的成年植株占13.3%；弃养5 a的样地成年植株优的占57.8%；未圈养地的海莲成年植株的生长状况最好，生长状况优的植株占比达95.6%（图1c）。

图1 集约化海鸭养殖对海莲幼苗存活率、呼吸根密度和成年植株生长的影响Fig.1 The effects of intensive domestic duck farming on the survival rate of Bruguiera sexangula seedlings, the density of pneumatophores, and the growth of adult plants

集约化海鸭圈养地不同距离处的角果木生长状况方面，圈养地成年角果木的死亡率高达40.0±15.9%，距离圈养地10 m、20 m、50 m角果木死亡率分别为3.5±1.2%、7.8±1.3%和6.7±1.9%。单因素方差分析表明：圈养地成年角果木的死亡率显著高于距离圈养地10 m、20 m、50 m的样地（P=0.01）（图2a）。圈养地角果木幼苗存活率为62.0±6.1%；距离圈养地10 m、20 m、50 m处的角果木幼苗存活率分别为68.0±5.3%、80.5±1.9%和86.3±4.0%；圈养地角果木的幼苗存活率与距离圈养地10 m的样地差异不显著（P=0.149），但显著低于距离圈养地20 m和50 m的样地（P＜0.05）（图2b）。

图2 集约化海鸭圈养地不同距离处的角果木成年植株死亡率和幼苗存活率Fig.2 Mortality rate of adult plants and survival rate of seedlings of Ceriops tagal at different distances from the intensive domestic duck farm

3.2 集约化海鸭养殖对底栖动物的影响

圈养地底栖动物的栖息密度显著低于圈养地外围和弃养2 a的样地（P=0.00），圈养地底栖动物的栖息密度虽低于弃养5 a和未圈养地的样地，但差异并不显著(图3a)。圈养地底栖动物生物量显著低于圈养地外围和弃养5 a的样地，弃养2 a（P=0.80）和未圈养地（P=0.687）差异不显著（图3b）。角果木林养鸭时间较长，其对红树林的影响更大。角果木林圈养地底栖动物的栖息密度和生物量均显著低于距离圈养地10 m、20 m、50 m的样地（P＜0.05）（图4）。

图3 海莲林集约化海鸭养殖对底栖动物密度和生物量的影响Fig.3 Effect of the intensive domestic duck farming on the density and biomass of macrobenthos in Bruguiera sexangula forest

图4 角果木林离集约化海鸭圈养地不同距离处的底栖动物密度和生物量Fig.4 Density and biomass of macrobenthos at different distances from intensive domestic duck farm in Ceriops tagal forest

4 讨论

海南东寨港集约化海鸭养殖对红树植物造成了显著的负面影响。养殖区红树植物幼苗和成年植株的死亡率都明显高于非养鸭区。呼吸根毁坏殆尽，且养鸭区红树成年植株的生长状况最差，海鸭养殖破坏了底栖动物的生存环境，导致养鸭区底栖动物的种类、密度和生物量下降。

4.1 海鸭养殖对红树植物生长的影响

海鸭养殖区成年植株和红树植物幼苗的死亡率均显著高于非养殖区，且养殖区红树成年植株的生长状况最差，弃养5 a的海莲林仅有57.8%的红树植物恢复健康。大量的海鸭养殖破坏了海莲的呼吸根，呼吸根密度的减少使海莲的耐淹水能力降低，并且没有了根系的支持，红树植物抵抗狂风暴雨袭击的能力下降，导致树木的死亡率增高，进而导致植物矮化和稀疏。由于海鸭的持续踩踏，沉积物的结构特性受到了破坏，此外，潮水的反复冲刷导致圈养地地势下陷，出现红树林生长环境水深加深的现象。红树植物在潮滩上的分布受到潮汐浸淹程度的严格控制，浸淹时间延长或浸淹深度增加均会影响红树植物的正常生长（张乔民等, 1997）。

4.2 海鸭养殖对底栖动物密度和生物量的影响

海鸭的集约化养殖导致鸭子长期啄食，海莲林圈养地底栖动物的密度和生物量均最低，而圈养地外围却突然升高。可能是由于边缘鸭子密度低形成了中度干扰导致生物多样性提高，底栖动物的栖息密度和生物量暂时增加（Feebarani et al.,2016）。弃养2 a的海莲林底栖动物的栖息密度和生物量均有所上升，但由于养鸭对生境的破坏，底栖动物的生物多样性远低于未养鸭区。从离鸭场的距离上看，角果木林圈养地的底栖动物密度和生物量最低，一方面是因为底栖动物是海鸭的食物来源之一，长期的海鸭养殖对底栖动物的栖息地造成一定的破坏；另一方面海鸭对土壤的长期踩踏及潮水的冲刷作用，把富含有机质的泥沙冲走，留下的大部分为粗砂砾，这样的土壤不利于底栖动物的生存。同样，中度干扰导致距离圈养地10 m处底栖动物的多样性较高，密度和生物量维持在较高水平。

5 结论

1）集约化海鸭养殖区成年红树植株死亡率较高、生长状况较差、幼苗成活率低、呼吸根密度低，海鸭集约化养殖严重影响了红树植物的生存以及干扰了红树植物幼苗和呼吸根的更新。

2）海莲林集约化海鸭圈养地底栖动物密度显著低于圈养地外围和弃养2 a的样地，底栖动物生物量显著低于圈养地外围和弃养5 a的样地。角果木集约化海鸭圈养地底栖动物的密度和生物量都显著低于离圈养地不同距离的样地。海鸭集约化养殖对底栖动物密度和生物量造成了极大的负面影响。

3）集约化海鸭养殖具有明显的经济效益，但这种养殖模式打破了红树林生态系统稳定的环境，给红树植物生长和底栖动物的生存造成了一定的危害。应当合理控制海鸭养殖规模，探寻科学的养殖模式，实现经济利益和生态效益的兼顾。