CN111543304A

CN111543304A - 一种海草床的修复方法

Info

Publication number: CN111543304A
Application number: CN202010424259.4A
Authority: CN
Inventors: 史云峰; 赵牧秋; 韩秋影
Original assignee: Hainan Tropical Ocean University
Current assignee: Yazhouwan Innovation Research Institute Of Hainan Tropical Oceanography University; Hainan Tropical Ocean University
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2040-05-19
Also published as: CN111543304B

Abstract

本发明涉及生态修复领域，特别涉及一种海草床的修复方法。该修复方法包括：海草克隆根状茎片段的获取；海草的培养；海草根状茎的扩繁；海草移植。与现有技术相比，本发明每个采集点只采集1个根状茎片段，各采集点之间间隔不低于1m，最大限度避免了对供体海草床的破坏，确保根状茎片段来自不同海草植株，保证恢复海草床的遗传多样性；海草根状茎的多次扩繁，确保具有充足数量的克隆根状茎片段用于海草床的修复；基质中添加控释肥料和植物生长调节剂，可加快海草生长速度，缩短克隆片段生产所需时间；移植时克隆根状茎片段用固定器具固定，避免移植海草被海流冲走或被底栖动物轻易拖动，增加移植成活率。

Description

一种海草床的修复方法

技术领域

本发明涉及生态修复领域，特别涉及一种海草床的修复方法。

背景技术

海草是一种克隆性海洋被子植物，由海草连续分布所形成的生态系统称为海草床。海草床是珍贵的“海底森林”，具有重要的生态系统服务功能，可净化水质，清除海洋中威胁人类和珊瑚礁的病原体；为近海鱼类生物提供食物来源及栖息场所，增加生物多样性；固定海底底质和保护海岸；同时具有重要的碳储存功能。

由于自然和人为因素的影响，目前世界范围内的海草床正经历着严重的衰退。基于对海草在维持海洋生态系统功能和提供服务方面的重要意义，人们已经通过很多努力和尝试，试图阻止海草床的进一步损失并修复已经退化的海草床。在自然条件下，海草可能需要几十年或更长时间才能逐渐从干扰中恢复，因此要快速恢复海草床需要人为引入海草植株。

截至目前，世界范围内的大多数海草床修复都是通过将营养繁殖体(俗称草皮或草块)从自然海草床(即供体海草床)直接移植到修复海区。然而这种做法最近几年饱受质疑，因为在实施过程中对供体海草床具有较大的破坏性。同时，越来越多的研究表明，利用海草的有性繁殖材料(种子或幼苗)是一种有效和更具生态可持续性的恢复方法，因为有性繁殖技术可有效保持海草种群的遗传多样性，且采集种子对供体海草床本身的机械破坏作用有限。然而，种子的有效性和幼苗在定植初期对环境胁迫的适应性可能会在很大程度上限制这种方法的适用性，因为大多数的研究都表明海草种子的萌发率和幼苗的建成率很低。同时，大部分海草种类的种子产量很低，由于海草床恢复目的过量从自然海草床采集种子可能会影响供体海草种群的结构和遗传多样性。

基于上述移植法和种子法恢复海草床的种种难以克服的缺陷，开发一种对供体海草床损伤较小的、建成率高的、可持续的海草床恢复方法非常必要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种海草床的修复方法。该修复方法最大限度降低传统海草床修复所采用的草块移植法和种子法对供体草床的破坏。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种海草床的修复方法，包括如下步骤：

步骤a、在海草区域内采挖海草根状茎片段，每个采集点只采集1个根状茎片段，各采集点之间间隔不低于1m，将采集的根状茎片段置于海水中暂养；

步骤b、在容器底部铺满海滩沙做基质，充入海水，将根状茎片段植入基质中，进行海草的培养；

步骤c、当步骤b培养的海草长满容器时，将根状茎分割成根状茎片段，并按步骤b的培养方法继续培养；再重复步骤c上述操作0～5次；

步骤d、将步骤c)获得的海草克隆根状茎分割成根状茎片段，用固定器具将根状茎片段固定于待修复海草床海区基质上，根状茎片段埋深1～10cm。

作为优选，步骤a、步骤c或步骤d中根状茎片段不分枝，同时带有连续的不少于两条的健康茎枝。

优选地，步骤a、步骤c或步骤d中根状茎片段不分枝，同时带有连续的2～4条健康茎枝。

作为优选，步骤b中基质厚度为1～20cm，海水深度为没过海草茎枝0～20cm，根状茎片段的植入数量为1～100片段/m²，植入深度为1～10cm。

优选地，步骤b中基质厚度为3～5cm，海水深度为20～50cm。

作为优选，步骤b中，海草种类为小型海草，植入数量为25～100片段/m²，植入深度1～2cm；海草种类为中型海草，植入数量为5～25片段/m²，植入深度2～5cm；海草种类为大型海草，植入数量为1～5片段/m²，植入深度5～10cm。

作为优选，步骤b中海草的培养条件包括：容器置于自然光或温室光照环境下，水温控制在20～30℃，盐度25～40psu，流速0.1～1.0m/s。

优选地，水温控制在25±3℃，盐度30±3psu，流速0.2～0.3m/s。

优选地，水温控制在25±2℃，盐度30±2psu，流速0.2～0.3m/s。

作为优选，步骤b中海草的培养条件还包括：每隔3～30天换1/4～3/4海水；每隔1～3个月，按每升基质0.5～5g施用含有氮、磷营养元素的控释肥料；每隔2～3个月，按每升基质0.1～1.0mg向基质注入植物生长调节剂。

优选地，每隔5～7天换一半海水；培养开始时，按每升基质1.5～2.5g施用含有氮、磷营养元素的控释肥料；按每升基质0.3～0.5mg向基质注入植物生长调节剂。

优选的，步骤b中控释肥料的氮含量不低于10％，磷含量不低于5％；控释期不低于2个月。

在本发明提供的具体实施例中，步骤b中控释肥料的氮含量为15％～18％，磷含量为6％～9％；控释期为90天。

优选的，步骤b中植物生长调节剂为赤霉素或6-苄氨基嘌呤。

在本发明提供的具体实施例中，步骤c为：当步骤b培养的海草长满容器时，将根状茎分割成根状茎片段，并按步骤b的培养方法继续培养；再重复步骤c上述操作2次。

作为优选，固定器具为金属钉。

作为优选，金属钉为直径0.5～2.0mm、长2～10cm的金属钉。

在本发明提供的具体实施例中，金属钉为直径0.5～1.5mm、长5～10cm的金属钉。

在本发明提供的具体实施例中，步骤d中根状茎片段埋深1～2cm。

本发明提供了一种海草床的修复方法。该修复方法包括：在海草区域内采挖海草根状茎片段，每个采集点只采集1个根状茎片段，各采集点之间间隔不低于1m，将采集的根状茎片段置于海水中暂养；在容器底部铺满海滩沙做基质，充入海水，将根状茎片段植入基质中，进行海草的培养；当培养的海草长满容器时，将根状茎分割成根状茎片段，并按步骤b的培养方法继续培养；再重复步骤c上述操作0～5次；将获得的海草克隆根状茎分割成根状茎片段，用固定器具将根状茎片段固定于待修复海草床海区基质上，根状茎片段埋深1～10cm。与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)每个采集点只采集1个根状茎片段，最大限度避免了对供体海草床的破坏；

(2)各采集点之间间隔不低于1m，确保根状茎片段来自不同海草植株，保证恢复海草床的遗传多样性；

(3)海草根状茎的多次扩繁，确保具有充足数量的克隆根状茎片段用于海草床的修复；

(4)基质中添加控释肥料和植物生长调节剂，可加快海草生长速度，缩短克隆片段生产所需时间；

(5)移植时克隆根状茎片段用金属钉等固定器具固定，避免移植海草被海流冲走或被底栖动物轻易拖动，增加移植成活率。

附图说明

图1为本发明实施流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种海草床的修复方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

一种海草床的修复方法，具体操作步骤如下：

a)海草克隆根状茎片段的获取：在长势良好的成片海草区域内，采挖海草根状茎片段，要求获取的根状茎片段不分枝，同时带有连续的两条(含)以上健康茎枝。为了降低对海草床的破坏和确保海草的遗传多样性，每个采集点只采集1个根状茎片段，各采集点之间间隔不低于1m。采集的根状茎片段置于海水中暂养，暂养时间不超过15天。

b)海草的培养：在体积≥1m³(长≥1.5m，宽≥0.5m，1.0m≥高≥0.5m)的容器底部，铺满粒径小于2mm的海滩沙做基质，基质厚度1～20cm。容器中充入海水，水深以没过海草茎枝0～20cm为宜。将a)步骤中获取的海草克隆根状茎片段平行于容器长边植入基质中，植入数量为1～100片段/m²，植入深度1～10cm。容器置于自然光或温室光照环境下，水温控制在20～30℃，盐度25～40psu，流速0.1～1.0m/s，每隔3～30天换1半海水。每隔1～3个月，按每升基质0.5～5g施用含有氮、磷营养元素的控释肥料。每隔2～3个月，按每升基质0.1～1.0mg向基质注入植物生长调节剂。

c)海草根状茎的扩繁：当步骤b)中培养的海草长满容器，将其根状茎连同茎枝从基质内取出，将根状茎切割成不分枝且带有连续的两条(含)以上健康茎枝的克隆片段，并按步骤b)的培养方法继续培养。不断重复上述过程，直至获取足够数量的海草根状茎用于满足步骤d)的海草床修复目的。

d)海草移植：将步骤c)扩繁获得的海草克隆根状茎切割成不分枝且带有连续的两条(含)以上健康茎枝的克隆片段，用直径0.5～2.0mm、长2～10cm的金属钉穿过根状茎，钉在待修复海草床海区基质上，根状茎埋深1～10cm。当海草固着后可回收金属钉。

所述步骤b)中的植入数量和植入深度与海草种类有关：二药草属和喜盐草属海草为小型海草，植入数量为25～100片段/m²，植入深度1～2cm；丝粉草属、泰来草属和鳗草属海草为中型海草，植入数量为5～25片段/m²，植入深度2～5cm；海菖蒲属海草为大型海草，植入数量为1～5片段/m²，植入深度5～10cm。

优选的，所述步骤b)中控释肥料氮含量不低于10％，磷含量不低于5％；控释期不低于2个月。

优选的，所述步骤b)中植物生长调节剂为赤霉素或6-苄氨基嘌呤。

本发明提供的海草床的修复方法中所用肥料、工具均可由市场购得。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1 单脉二药草海草床的修复方法

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种单脉二药草海草床的修复方法，该方法具体操作步骤如下：

a)单脉二药草克隆根状茎片段的获取：在长势良好的成片单脉二药草分布区域内，采挖根状茎片段，要求获取的根状茎片段不分枝，同时带有连续的3～4条健康茎枝。每个采集点只采集1个根状茎片段，各采集点之间间隔不低于1.0m。共采集100个根状茎片段。采集的单脉二药草根状茎片段置于装有海水的泡沫箱中暂养，暂养时间不超过7天。

b)海草的培养：在长×宽×高＝2m×1m×0.6m的玻璃纤维水槽底部，铺满粒径小于2mm的海滩沙做基质，基质厚度3cm。容器中充入海水，水深20cm。将a)步骤中获取的单脉二药草克隆根状茎片段平行于容器长边全部植入1个水槽中，植入深度1cm。容器置于温室内，水温控制在25±2℃，盐度30±2psu；用循环水泵控制水槽内水流速度，约为0.2m/s；每隔7天换1半海水。培养开始时，按每升基质1.5g施用控释肥料(含氮15％，含磷9％，控释期90天)；按每升基质0.3mg向基质注入赤霉素。

c)海草根状茎的扩繁：约2个月后，步骤b)中培养的单脉二药草长满容器。将其根状茎连同茎枝从基质内取出，将根状茎切割成不分枝且带有连续的3～4条健康茎枝的克隆片段，获得克隆根状茎片段480个。按步骤b)的培养方法，将所获得的根状茎片段植入到5个水槽(规格同步骤b))继续培养。再重复上述过程2次，可获得不分枝且带有连续的3～4条健康茎枝的单脉二药草克隆片段超过1万个。

d)海草移植：将步骤c)扩繁获得的单脉二药草根状茎克隆片段，用直径0.5mm、长5cm的金属钉穿过根状茎，钉在待修复海草床海区基质上，根状茎埋深1cm。1个月后海草固着于沉积物，回收金属钉。

实施例2 圆叶丝粉草海草床的修复方法

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种圆叶丝粉草海草床的修复方法，该方法具体操作步骤如下：

a)圆叶丝粉草克隆根状茎片段的获取：在长势良好的成片圆叶丝粉草分布区域内，采挖根状茎片段，要求获取的根状茎片段不分枝，同时带有连续的2～3条健康茎枝。每个采集点只采集1个根状茎片段，各采集点之间间隔不低于5.0m。共采集50个根状茎片段。采集的圆叶丝粉草根状茎片段置于装有海水的塑料箱中暂养，暂养时间不超过10天。

b)海草的培养：在长×宽×高＝2.5m×2m×1.0m的水泥槽底部，铺满粒径小于2mm的海滩沙做基质，基质厚度5cm。水槽内充入海水，水深50cm。将a)步骤中获取的圆叶丝粉草克隆根状茎片段平行于容器长边全部植入1个水泥槽中，植入深度2.5cm。自然光照，水槽内水温控制在25±3℃，盐度30±3psu；用循环水泵控制水槽内水流速度，约为0.3m/s；每隔5天换1半海水。在培养开始时和2个月后，按每升基质2.5g施用控释肥料(含氮18％，含磷6％，控释期90天)，同时按每升基质0.5mg向基质注入6-苄氨基嘌呤。

c)海草根状茎的扩繁：约4个月后，步骤b)中培养的圆叶丝粉草长满水槽。将其根状茎连同茎枝从基质内取出，将根状茎切割成不分枝且带有连续的2～3条健康茎枝的克隆片段，获得克隆根状茎片段420个。按步骤b)的培养方法，将所获得的根状茎片段植入到8个水泥槽(规格同步骤b))继续培养。再重复上述过程1次，可获得不分枝且带有连续的2～3条健康茎枝的圆叶丝粉草克隆片段超过3000个。

d)海草移植：将步骤c)扩繁获得的圆叶丝粉草克隆片段，用直径1.5mm、长10cm的金属钉穿过根状茎，钉在待修复海草床海区基质上，根状茎埋深2cm。2个月后海草固着于沉积物，回收金属钉。

试验例1 移植海草根状茎片段长度对海草存活率和生长速率的影响

分别研究了单脉二药草和圆叶丝粉草根状茎片段长度对海草存活率和生长速率的影响，实验方法如下：在长势良好的成片海草区域内，采挖不同长度的海草(单脉二药草或圆叶丝粉草)根状茎片段，要求获取的根状茎片段不分枝且长势基本一致，每个根状茎长度处理移植5个，其他同实施例1和实施例2。海草在人工控制条件下生长15天后，测定其存活率及生长速率，结果如下表。

表1海草根状茎片段长度对海草存活率和生长速率的影响

由表中数据可知，当海草根状茎片段长度≥2个连续茎枝时，可确保具有较高的存活率；小型的单脉二药草生长速率快于大型的圆叶丝粉草；当单脉二药草根状茎片段≥3个连续茎枝或圆叶丝粉草根状茎片段≥2个连续茎枝时，其生长速率基本不再受根状茎长度影响。

试验例2 添加控释肥和植物生长调节剂对海草生长速率及分枝率的影响

本实验中，单脉二药草共设置对照(不施用控释肥，也不施用植物生长调节剂)、控释肥(控释肥用量为每升基质1.5g，不施用植物生长调节剂)、赤霉素(不施用控释肥，赤霉素用量为每升基质0.3mg)、控释肥+赤霉素(控释肥用量为每升基质1.5g，赤霉素用量为每升基质0.3mg)四个处理；圆叶丝粉草共设置对照(不施用控释肥，也不施用植物生长调节剂)、控释肥(控释肥用量为每升基质2.5g，不施用植物生长调节剂)、6-苄氨基嘌呤(不施用控释肥，6-苄氨基嘌呤用量为每升基质0.5mg)、控释肥+6-苄氨基嘌呤(控释肥用量为每升基质2.5g，6-苄氨基嘌呤用量为每升基质0.5mg)四个处理；其他同实施例一和实施例二，每个处理移植长势一致的海草根状茎片段10个。海草移植后60天，分别测定其生长速率及分枝率，数据如下表。

表2控释肥和植物生长调节剂对海草生长速率及分枝率的影响

由表中数据可知，单独添加植物生长调节剂可小幅提升海草的生长速率，两种海草平均提高30％；控释肥单独施用对海草生长速率的提升效果优于植物生长调节剂，两种海草平均提高39％；同时施用控释肥和植物生长调节剂可大幅提升海草生长速率，两种海草平均提升104％。单独施用控释肥对海草分枝率的影响不大，仅单脉二药草有小幅提高；赤霉素应用于单脉二药草或6-苄氨基嘌呤应用于圆叶丝粉草，均可大幅提升海草分枝率，促进海草呈片状分布。总体来讲，同时施用控释肥和植物生长调节剂，对提升海草生长速率和分枝率的效果最优。

试验例3 金属钉固定法对移植海草存活率的影响

本实验分别跟踪测定了两种海草(单脉二药草和圆叶丝粉草)移植到天然海洋环境后的存活率。移植过程如实施例1或实施例2的d)步骤。每种海草根状茎片段均采用简单埋入和金属钉固定两种方式，每种方式移植海草根状茎片段30个，60天后回访，统计其死亡率、遗失率和存活率，数据如下表。

表3移植方法对海草存活率的影响

由表中数据可知，在海草根状茎片段移植到天然海洋环境后，与自然死亡率相比，遗失损失是导致存活率降低的关键因素。在简单埋入处理中，两种海草的移植根状茎有近一半遗失(由海流、波浪所导致的水动力或海洋生物的扰动所致)；采用金属钉固定技术，可大幅降低海草移植根状茎遗失率，进而提高其存活率(应用金属钉固定法移植的两种海草最终存活率平均达到91.7％)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种海草床的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，步骤a、步骤c或步骤d中所述根状茎片段不分枝，同时带有连续的不少于两条的健康茎枝。

3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，步骤b中基质厚度为1～20cm，海水深度为没过海草茎枝0～20cm，根状茎片段的植入数量为1～100片段/m²，植入深度为1～10cm。

4.根据权利要求3所述的修复方法，其特征在于，步骤b中，海草种类为小型海草，植入数量为25～100片段/m²，植入深度1～2cm；海草种类为中型海草，植入数量为5～25片段/m²，植入深度2～5cm；海草种类为大型海草，植入数量为1～5片段/m²，植入深度5～10cm。

5.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，步骤b中海草的培养条件包括：容器置于自然光或温室光照环境下，水温控制在20～30℃，盐度25～40psu，流速0.1～1.0m/s。

6.根据权利要求5所述的修复方法，其特征在于，步骤b中海草的培养条件还包括：每隔3～30天换1/4～3/4海水；每隔1～3个月，按每升基质0.5～5g施用含有氮、磷营养元素的控释肥料；每隔2～3个月，按每升基质0.1～1.0mg向基质注入植物生长调节剂。

7.根据权利要求6所述的修复方法，其特征在于，所述步骤b中控释肥料的氮含量不低于10％，磷含量不低于5％；控释期不低于2个月。

8.根据权利要求6所述的修复方法，其特征在于，所述步骤b中植物生长调节剂为赤霉素或6-苄氨基嘌呤。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的修复方法，其特征在于，所述固定器具为金属钉。

10.根据权利要求9所述的修复方法，其特征在于，所述金属钉为直径0.5～2.0mm、长2～10cm的金属钉。