莱州湾人工海岸生态化建设理论与实践-工具种筛选

（一）研究目的

以莱州湾西岸人工岸段为研究示范区，基于对主要工具种的生态修复功能评价分析，进行工具种的筛选，为后期修复工具种在岸段的修复试验提供依据。

（二）技术路线

通过前期对莱州湾示范岸段生态环境调查的结果，掌握该区域土壤、气候、水动力等各种环境条件以及生物分布现状，结合文献研究及历年调查资料，对该区域以及与该区域相似环境下的常见物种进行调查，分析各物种的丰度、生物量、时空分布等情况。在此基础上，筛选出可能成为修复工具种的生物种类，然后通过专家打分法对修复工具种进行初步筛选。

（三）工具种的调查

对项目区及附近环境条件相似的区域的潮间带进行了生物种类调查，并结合往年调查结果以及文献资料，初步确定可以作为修复工具种的种类范围，植物种类如表8-12，动物种类如表8-13所示。

（四）工具种的初步筛选

1.修复工具种筛选原则

为了筛选出适宜研究岸段的功能生物，制定了修复工具种筛选原则。

（1）修复工具种应与参照系统中物种相同或相似，修复工具种组合应与参照系统生物群落结构相同或相似；修复工具种尽量来源于当地物种，修复工具种组合最大程度上由当地物种组成。

（2）修复工具种能够适应生态系统（区域）的物理环境，修复后能够维持种群繁殖、稳定和发展；修复工具种组合未超出生态系统（区域）的环境承载力。

（3）修复工具种具有种群自我维持能力；修复工具种组合具有自我维持能力。

（4）修复工具种对可预测的环境压力具有抵抗力；修复工具种组合对可预测的环境压力具有抵抗力。

（5）修复工具种对生态系统的功能恢复和维持具有促进作用；修复工具种组合对生态系统的功能恢复和维持具有促进作用。

（6）修复工具种能够与周围环境进行生物和非生物交流；修复工具种组合能够与周围环境整合为大的生态场和景观。

（7）修复工具种对生态系统健康和整合性具有促进作用；修复工具种组合对生态系统健康和整合性具有促进作用。

（8）修复工具种能够人工获得足够的种质资源，具有可行的种群恢复技术；修复工具种组合具有可行的群落构建技术。

（9）修复工具种符合经济可行原则；修复工具种组合符合经济可行原则。

（10）修复工具种种群具有视觉美学和景观功能；修复工具种组合具有视觉美学和景观功能。

表8-12　研究区域及附近相似环境下植物种类及所属科和属

表8-13　研究区及附近相似环境下动物种类及所属科和属

2.修复工具种筛选打分标准

采用专家打分法对生物种类进行了排序，筛选得分靠前的几种作为修复工具种。筛选标准分为三大项，十小项，每一小项10分，总分100。分值取平均值（表8-14）。

表8-14　修复物种筛选打分标准

3.修复工具种得分排名情况（表8-15、表8-16）

表8-15　植物种类得分排名

续　表

表8-16　动物种类得分排名

4.修复工具种筛选结果

根据打分排名情况并结合岸段生态环境现状，充分考虑相关专家指导意见，初步筛选出双齿围沙蚕、毛蚶、大叶藻、翅碱蓬、芦苇作为人工岸段的修复工具种。

（五）工具种筛选依据综述

1.双齿围沙蚕

沙蚕（图8-10）是海洋中极为常见的多毛刚动物类群，是一种栖息于海陆交错带、具有重要生态学意义的无脊椎动物。沙蚕是鱼类和其他食肉动物的饵料，是海洋生物资源的重要组成部分，也是海洋中亟待开发保护和利用的对象。沙蚕具有生长迅速，营养丰富等特点，在适温条件下，半年即可长成，并且抗逆性强，有很广泛的用途。近年来，人们开始将沙蚕用于生境修复。据统计，全球沙蚕科共计43属540多种。其中双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）属于环节动物门（Annelids），多毛纲（Polychaete），沙蚕目（Nereidida），沙蚕科（Nereidae），围沙蚕属（Perinereis），体呈长蠕虫形，具有许多环节，是沙蚕属滩涂生物中的优势种，也是我国近海生态系统中底栖群落的重要物种，具有较高的经济价值和生态价值。双齿围沙蚕无论从地理分布上，还是养殖的易获量上，都是现阶段我国用于滩涂修复的优势种。

图8-10　沙蚕

沙蚕适宜于滩涂平坦、潮水涨退缓慢、软泥底质为主、富含有机质等的生境生长与繁育。底质为细软泥沙，颗粒大小适中，有机质适中，沙蚕分布广泛；而沉积物颗粒过粗或过细，有机质贫乏，沙蚕密度低或基本上无分布。沙蚕分布取决于许多因素，而底质、盐度是制约分布的主要因素，温度和水动力扰动也有重要作用。沉积物颗粒的大小与有机质含量是影响沙蚕分布数量和生物量的主要因子。沙蚕栖居在泥沙底质中，多掘穴成U形而暨身其中，随着潮水涨落而活动，幼体主要摄食低等藻类，底栖潜居后，则以腐屑和动植物碎片为生，对饵料条件要求不高，属偏动物食性的杂食动物，对温度和盐度的适应能力都比较强，适温范围为1℃～35℃，适宜盐度范围为l～37，属广温、广盐品种。莱州湾西岸研究区域（东营莱州湾岸段）邻近海域为天然泥沙底质海域，具体放流位置主要集中于0 m等深线以上高位滩涂及其附近海域；该区域内水流畅通，盐度变化范围为15～33，放流时水温变化范围为15℃～25℃。根据在研究区域内进行的沙蚕生境适宜性分析，研究区域内大部分区域都为高度适宜区域，为沙蚕的核心生境，其他区域也为沙蚕的中度适宜生境。因此，选取沙蚕为修复工具种完全能够适应生态系统（区域）的物理环境等，修复后能够维持种群繁殖、稳定和发展。

沙蚕是沿海潮间带生态系统中的主要类群，具有极其丰富的多样性，在近岸水域食物网的物质循环和能量流动中起重要的作用。由于沙蚕营底栖生活，其不但承受所在水环境的理化因子的影响，而且直接同底质相联系。杂食性的沙蚕可以摄食残饵、排泄物和动植物残体等有机物，起到减缓养殖池底污染物和病原体积累、改善养殖系统环境、减少疾病发生的作用。沙蚕在底层掘穴寻食的过程中所产生的生物扰动可增强沉积物与溶解氧的接触面，加快微小有机质的分解，同时也加快了底层N、P营养盐释放到上层水体中，促进上层浮游植物的繁殖，提高了水体初级生产力并增强氧的供应，也有利于养殖系统的稳定。沙蚕在水产养殖中对改善养殖水体环境和改良盐碱池底质有着重要的生态综合利用。同时在沙蚕混养模式中，利用沙蚕的生态价值，可以减少池塘里微生物大量恶性繁殖、水质恶化、疾病群发等的出现，而且沙蚕及幼体可以为混养的其他物种提供丰富的活体饵料，促进生长提高抗病力。沙蚕本身具有一种异常胺类结构的沙蚕毒素，有直接消毒除害的作用。沙蚕这类底栖腐食性生物能够促进系统的微循环，对养殖系统水环境起到一定的立体调控作用，并能够减少系统能量流失保持物质循环畅通。因此选取沙蚕为修复种能够促进修复生态系统的稳定和可持续发展，对生态系统的功能恢复和维持都具有促进作用。

沙蚕的自然资源相当丰富。沙蚕具有饵料少（投喂精料一般饵料系数为1）、生产成本低（只需养虾成本的1/5）、生产风险小等特点。沙蚕对生存条件要求不高，只要将海水荒滩简单围堤，就可放养，饲料粗杂，来源宽广，价格低廉。沙蚕种苗来源易得，便于推广，符合修复工具种的经济可行性原则。

对于莱州湾生态环境的污染主要包括有机污染、重金属污染等方面。据统计石油类排放量为2 600吨/年，油田排放含油废水和落地原油，港口设施排放污水，以及对虾养殖过程中所排放的污水都不可避免地加大了莱州湾的污染负荷。重金属是近海环境中最主要的污染物之一，沉积物被认为是海洋环境中重金属最终的蓄积地，海洋沉积物中重金属的空间分布特征能反映海域的污染状况。沙蚕种群分布的生境常有石油烃和多环芳烃（PAHs）污染，沙蚕种群可以对石油烃和多环芳烃表现出相当高的耐受能力，并且有一定的降解能力。并且沙蚕对重金属（尤其是Cd2+）具有一定的耐受性，能在体内器官中蓄积，分析其体内的含量可以很好地反映出沉积物中重金属的污染状况。沙蚕在重金属的胁迫下体表能够分泌出黏液物质，且随着重金属浓度的增加，黏液量增加，该黏液组成一层保护膜，与重金属形成一种抗重金属胁迫的机制。沙蚕每日摄食处理沉积物的量至少相当于自身体重。

沙蚕生长在沿海和河口附近滩涂上，可以作为钓料，是鱼虾的天然饵料，同时也是美味佳肴，而且沙蚕本身就是一种海洋药物，已被用于提取沙蚕毒素等。生活在河口、近岸的一些多毛类，可作为天然的污染监测者。利用沙蚕作为环境保护监测水域污染的指示生物也已引起了世界各国有关方面的普遍重视。可见沙蚕的经济价值、营养价值、生态价值都十分明显。因此，在该研究区域湿地生态的修复工作中应优先考虑选取沙蚕作为修复工具种。

2.毛蚶(www.xing528.com)

毛蚶（Scapharca subcrenata，图8-11）隶属于软体动物门瓣鳃纲蚶目蚶科毛蚶属，肉质细嫩，味道鲜美，营养丰富，是我国沿海池塘、滩涂、浅海养殖的一种重要经济贝类。毛蚶生活于浅海水深20 m以内的软泥或含砂的泥质海底，栖息于稍有淡水流入的内湾和较平静的浅海，适宜比重在1.016～1.022 g/cm3之间。毛蚶对温度适应范围广泛，在水温2～30℃的条件下均能生存，生长适宜温度为18℃～28℃。

图8-11　毛蚶

（1）毛蚶作为修复工具种属于当地物种。毛蚶在中国海区从南到北分布广泛，尤其以北部沿海海域资源丰富，如海州湾、渤海湾、辽东湾和莱州湾。但是，随着地区海洋经济的迅速发展，毛蚶的资源量明显下降。

（2）毛蚶能够促进修复生态系统稳定和可持续发展。作为底栖动物，毛蚶参与到海洋生态系统食物链的重要环节，在海洋生态系统的能量流动和物质循环中起着重要的作用。底栖动物的分布与海洋环境之间有着十分密切的关系，同时底栖动物分布的变化对环境具有指示作用，从而检测生态系统的稳定。贝类通过滤食和排泄将大量水层颗粒物排入海底，向海洋底层输送营养物质，促进底层生物繁殖，同时海底的沉积物通过物理作用回到水层中，这对营养盐的通量产生重要影响。

（3）毛蚶能够与周围环境进行生物和非生物交流，与其他贝类构成生态系统重要部分。贝类摄食对浮游植物的现存量具有下行控制作用。在海湾等水生生态系统内，即使是没有养殖的水域，双壳贝类也往往是滤食性生物的优势类群，它们的摄食活动被认为是导致浮游植物密度降低的主要原因之一，某种程度上可以控制水体富营养化进程。非生物方面，贝类通过摄食作用大量去除海水中颗粒有机物，贝类不能全部利用滤食的食物，部分以粪和假粪的形式形成生物沉积，增加了沉积物的积累。

对初级生产力的反馈促进作用：现场和室内研究均发现，贝类在通过摄食控制浮游植物现存量的同时，还会促进浮游植物的生产力，其内在机理包括：由于浮游植物细胞密度降低而使水下光照增加，摄食选择性导致生长较快的种类或细胞较大的浮游植物增多从而提高对数生长率，营养盐再循环利用速率增加，浮游植物细胞固定的营养盐减少而水中可利用的营养盐增加等。实验也证明，有滤食性贝类的围隔中浮游植物的生长速度较快，增加的初级生产力部分归因于增加的底层—水层无机氮释放速率。

（4）毛蚶能够人工获得足够的种质资源，具有可行的种群恢复技术，具有种群自我维持能力。毛蚶为雌雄异体，繁殖季节在7～8月份，毛蚶的生殖能力很强，不但性成熟年龄早，而且怀卵量大。二龄以上的毛蚶便具有生殖能力，仅十几毫米的雌蚶即可产卵繁殖。一般雄性个体比雌性个体性成熟早。雌蚶是间断性产卵，一次可排卵900多万粒。毛蚶的滩涂和筏式养殖技术成熟，幼苗容易获得，成本相对低廉，符合经济可行原则。

（5）毛蚶和大叶藻的组合对生态系统健康和整合性具有促进作用。海水中的颗粒物直接影响水体透明度，对大叶藻光合作用产生影响。贝类对颗粒物具有滤作用，将大量颗粒物沉降到水层，为大叶藻生长输送营养物质，同时提高水体透明度，有利于大叶藻的光合作用。

3.翅碱蓬

翅碱蓬（Suaeda heteroptera Kitag，图8-12）属于黎科碱蓬属，一年生草本植物。它具有抗逆性强、繁殖容易、种子寿命长等特性。一般生于海滨、湖边、荒漠等处的盐碱荒地上，在含盐量高达3%的潮间带也能稀疏丛生，是一种典型的盐碱指示植物，也是由陆地向海岸方向发展的先锋植物。翅碱蓬遍布北方沿海各地，生于盐碱土、碱斑地、泥滩及泥滩附近路边草丛。土壤含盐量在3%～5%，是翅碱蓬适宜生长的地方。翅碱蓬的嫩叶中含有很高的氨基酸和蛋白质含量，种子可榨油，种子油可以食用也可以当作油漆、油墨、肥皂等的加工原料，其地上部分也是优等的家畜饲草，因此翅碱蓬具有很高的经济价值。同时，翅碱蓬也具有很高的生态功能，在改良土壤、防潮护栏、形成独特的自然景观等方面发挥着不可替代的作用。翅碱蓬能够在其他植物无法存活的高盐碱区域形成单一群落，是具有开发应用潜力的潮间带生态修复功能物种。

图8-12　翅碱蓬

莱州湾西岸土壤类型主要是滨海潮土和滨海盐渍化土壤，面积约占土壤总面积的80%，平均含盐量高达1.7%。植物种类调查发现，主要植物共17种，其中灌木3种，乔木1种，草本13种。自然岸段主要植被类型为芦苇、碱蓬、米草种群及其占据优势的混生群落以及部分光板地，但其整体植被覆盖度仅为49.64%。芦苇、碱蓬、米草优势种群及光板等植被类型覆盖面积占研究区域的比重分别为：39.29%、32.14%、21.43%和7.14%；其次，研究区域植物密度为278.11inds/m2，而不同植物平均密度分别为79.64 inds/m2、73.78 inds/m2和1 207.64 inds/m2；此外，研究区域植物生物量为1.13 kg/m2，不同植物分别为0.96 kg/m2，1.19 kg/m2和1.69 kg/m2。距海较远、较高高程的区域主要植被类型为芦苇和碱蓬（55.56%和44.44%），无大面积光板，且无米草的存在；在稍近海岸的区域，开始出现米草（33.33%），而碱蓬较芦苇偏多（50.00%和16.67%）；随着向海岸的逐渐靠近（断面Ⅲ），光板亦逐渐出现，植被类型面积大小分别为芦苇＞米草＞碱蓬＞光滩（50.00%、25.00%、12.50%和12.50%）。盐生植物群落物种组成和结构简单，芦苇、糙叶苔草、互花米草和翅碱蓬是优势种。人工岸段97%以上面积都为光滩，只有极少量植被呈零星分布，主要为簇状分布的互花米草和零星分布的翅碱蓬。修复工具种的选择应当尽量来源于当地物种，在研究区域及附近相似环境下都有翅碱蓬的自然分布，翅碱蓬属于当地物种。

翅碱蓬种群有着巨大的生态功能。翅碱蓬的大面积生长有益于盐碱环境的绿化和植被的修复，可以消除裸露的盐碱荒滩，使不毛之地变为沃土，维护和挽救已被濒临破坏的生态环境。为许多珍贵的野生动物提供了繁衍栖息的场所，能够维持湿地系统正常演替，起到了固沙、防止水土流失、防止土地盐碱化扩大的作用，同时增加了空气的湿度，使得气候条件得到改善。通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，同时还能吸收空气中的有毒气体，对粉尘也有明显的吸附作用，从而提高空气质量，降低温室效应。翅碱蓬是湿地退化后的次生植被，以其独特的盐生结构，作为“开路先锋”首先扎根于潮滩，它的出现逐渐增加滨海盐土中的有机质成分，而使其含盐量逐步降低，促进潮滩的土壤化进程，为湿地植物的生长创造条件。

翅碱蓬从土壤中吸收大量盐分，并积累在植物体中，而且主要是积累在地上部分，翅碱蓬收获后土壤盐分就实现了转移。种植翅碱蓬后，植被盖度增加，植物蒸腾取代了地面蒸发，避免了蒸发造成的地表积盐，从而促进了土壤含盐量的降低，使土壤脱盐。并且因为种植翅碱蓬，其落叶和残留在土壤中的根系腐烂分解后增加了土壤中的有机质，随着土壤含盐量的降低，出现了其他植物，其枯枝落叶和腐烂的根系，也增加了土壤中的有机物质的含量。根系的代谢活动和枯枝落叶的腐解，促进了土壤微生物的增加，加速了土壤有机质的转化，从而使土壤有机质有了显著的提高。因此选取翅碱蓬为修复工具种，具有促进修复生态系统的稳定和可持续发展的功能，对提高研究区域生态系统稳定和演替都将发挥着重要的作用。

经过土壤采样，获取土壤的理化指标。土壤的含盐量为0.53～6.26 g/kg，pH为8.07～8.64，有机质含量为0.73%～0.90%，速效氮为31.55～58.80 mg/kg，速效磷为1.26～5.52 mg/kg，速效钾为199～310 mg/kg。莱州湾西岸滩涂含盐量和pH在不同区域差异较大，但大部分区域为中度盐碱和高度盐碱。有机质和速效磷含量较低，速效氮和速效钾含量较低。若进行生态修复，有机质、速效氮、速效磷和速效钾可通过施肥等措施加以改善，较为方便，但较高的土壤盐碱度条件较难改变。翅碱蓬具有典型的盐生植物所拥有的特性，肉质化的叶子，叶部和茎部都含有大量的水分等，其特殊的结构能够与其所生存的自然环境相适应。在pH值为10～10.5的重碱和含盐量大于0.752%的土壤中都能够生长良好，并形成单优群落，具有很强的耐盐碱能力。翅碱蓬还具有繁殖迅速等特点。翅碱蓬生长的生态区域土壤的含盐量很高，基本没有其他植物生存，只有耐盐能力较强的植物才能定居生长。根据翅碱蓬的生长条件和要求，选取土壤质量因子和土壤污染因子作为生境适宜性分析指标，土壤质量因子包括土壤含盐量、pH、含水率、氮含量和磷含量；土壤污染因子包括土壤重金属汞、铅、镉和铜含量，类金属砷含量及土壤中总石油类含量。根据研究区域内对翅碱蓬生境适宜性的分析结果，研究区域内均为翅碱蓬的高度适宜区域和中度适宜区域。因此，选取翅碱蓬作为修复工具种，翅碱蓬能够很好地适应生态系统（区域）的物理环境，修复后能够维持种群繁殖、群落稳定和发展。

翅碱蓬在正常年份，3月上中旬至6月上旬都可出苗，出土子叶鲜红。7～8月为花期，9～10月为结实期，11月初种子完全成熟。翅碱蓬株型美观，有“翡翠珊瑚”的雅称。株高为20～80 cm，绿色，其群落在每年5～6月份生长季节一片赤红，8～9月份加深至紫红色，犹如一幅巨大的红色地毯，被誉为天下奇观“红海滩”。“红海滩”作为一种重要的生态旅游资源，不仅具有极高的观赏价值，还能为鸟类提供良好的生存环境。因此，选用翅碱蓬为修复工具种还具有极高的视觉美学和景观功能。

翅碱蓬种群的快速繁殖技术包括：① 外植体的选择，研究发现，翅碱蓬茎尖为组织培养的最佳外植体，取当年形成的直径在1 mm左右健康无病虫害的植株，用解剖刀切成长度为1.5～2.0 cm的节段，每个节段带一休眠芽；② 外植体灭菌技术，采用酒精和次氯酸钠（或氯化汞）相结合的二步灭菌技术；③ 外植体培养技术；④ 幼苗再生和壮苗技术；⑤ 扩大培养技术；⑥ 完整植株再生技术。翅碱蓬种植技术包括：① 适时播种。碱蓬培植采用播种繁殖的方式，露地播种在3月下旬至4月上旬进行。播前浸种6～8小时，播种量每亩用种1～1.2 kg。由于种子小，千粒重2.7 g，要与细土拌匀撒播于畦面，用耧耙均匀整理畦面一遍，撒上1 cm厚的细土，再稍压实畦面，以利保墒出苗。（畦面可覆上地膜，3～4天幼苗顶土后抽去地膜。② 整地施肥。碱蓬适合多种类型的土壤生长。选择田块，将地整成1.2 m宽的平畦，留30 cm宽的作业行。播种前每亩施腐熟有机肥2 500 kg，将土耙细整平，浇足底水。③ 田间管理。苗期气温高，要保证一定的湿度，出苗后保证畦面湿润。苗期生长过程中，要结合田间除草。露地栽培到5月份会有少量蚜虫发生，要适当加以防治。④ 湿度与土壤。盐地碱蓬喜湿怕旱，相对湿度在85%以上的生态条件，如水分供不应求，会使子叶期时间延长，嫩梢的木质化程度加快，对植株高生长、萌发侧枝均有影响，单位面积出梢率降低，果实不饱满，易倒伏。因此，选用翅碱蓬为工具种进行生态修复已经具备了可行的、较为成熟的种群修复技术，便于应用。

翅碱蓬在山东主要分布在莱州湾及渤海湾沿岸约5 400 km2范围内，在400万亩以上的草沟荒地中有半数以上都生长着翅碱蓬。在翅碱蓬密集的产区，每亩可收籽实100～150 kg。据统计，在黄河三角洲地区，年可收纯籽0.5亿千克。选用翅碱蓬作为修复工具种，苗种的获得较为容易，能够保证充足的苗种资源，并且在人力、物力、财力方面消耗的成本较低，也符合经济可行性原则。

翅碱蓬作为先锋植物更适宜在土壤水分含量高的区域生长，亦能够忍受长时间的海水浸泡，却不能在水分较少的区域正常生长。对于翅碱蓬而言，土壤含盐量在其生长过程中起着主要作用。一些土壤污染因素如重金属、石油类虽对其生长产生一定影响，特别是石油类对其生长的影响略大，但翅碱蓬具有一定的耐受和富集能力，并对滨海湿地石油烃污染具有一定的修复能力。土壤pH对翅碱蓬的生长发育影响不是特别大，但相对于重金属而言，对翅碱蓬的生长有一定的影响作用。东营人工岸段潮滩湿地中随着潮水涨落而淹没干出的区域均属于适宜翅碱蓬生长区域，因此，在该研究区域湿地生态的修复工作中应优先考虑选取翅碱蓬作为修复工具种进行种植和保护。

4.大叶藻

大叶藻（Zostera marina L.；图8-13）是多年生海草，属大叶藻科（Zosteraceae）大叶藻属（Zostera），生于潮间带和潮下带的浅海中。大叶藻通常在较浅的水域通常形成广大的群落——海草床。

图8-13　大叶藻

选择大叶藻作为工具种具有如下优势：

大叶藻来源于当地物种。历史上山东半岛近岸大叶藻广泛存在，据1982年调查的结果，仅胶州湾芙蓉岛附近就有大约1 300 km2的大叶藻种群分布，现在东营近岸，俚岛湾，东禇岛，青岛汇泉湾等地仍有大叶藻分布。大叶藻作为山东近岸本地物种，作为工具种修复海草床，能够快速适应环境，具有先天优势。

大叶藻具有促进修复生态系统稳定和可持续发展的功能，修复后能够维持种群繁殖、稳定和发展。大叶藻种群是近海生态系统中的关键组成部分，海草场不仅为一些幼鱼和贝类提供庇护场所、栖息地和育幼场所，还可以通过地上和地下组织吸收无机营养盐，从水流中过滤沉积物和营养物质。

大叶藻对生态系统的功能恢复和维持具有促进作用。大叶藻草场的生态环境十分稳定，是众多生物生存栖息的良好场所。海草场为一些鱼类、贝类等提供觅食场所。海草床结构复杂，具有栖息地功能，这对于增加海草床区域物种丰度和生物多样性具有重要作用。某些海洋食草动物直接摄食海草的叶片、附生生物以及大型藻类，如海胆、蟹、水鸟、海牛等，一些滤食性动物会利用水体中的浮游植物，而食碎屑者则摄食海草脱落降解后的碎屑，包括沉积食性动物刺参等。

大叶藻能够与周围环境进行生物和非生物交流。研究表明，海草床在维持碳、氮、磷平衡方面起到非常重要的作用。海草吸收的可溶性有机物质会通过海草叶和地下茎部位释放到周围海水中，从而会被其他生物直接摄取利用或者被水流带走。

大叶藻对生态系统健康和整合性具有促进作用。海草床改变了海草场内水体动力过程，海底沉积物的再悬浮被大叶藻的地上部分抑制，海底底土因大叶藻地下根茎的固定得到加强。这使海草床生态系统和底栖生态系统紧密结合。

大叶藻具有种群自我维持能力。大叶藻的无性繁殖为走茎式克隆繁殖，由母株长出的一条横走茎，有分节，几乎每个节上都可能生根，然后再长出新植株。横走茎不仅可以无限生长，且新植株也可长出新的横走茎。可以认为是构件生长，可以极快的产生大量与母体几乎完全一样的植株，根茎叶完整，在截断以后可以独立生长。在正常情况下它们不会断开而成为独立的植株。因新植株与母体相连，一般传播不远，常与母体周围连片密集生长，形成几乎由单一种类组成的斑块，从而可快速有效地占领适宜生境。

5.芦苇

芦苇（Phragmites australis；图8-14）为多年生禾本科植物，是盐沼湿地主要的优势植被之一。世界范围分布广泛，生长于池沼、河岸、河溪边多水地区，它能够在浅水湿地生态系统中形成单一的优势群落，甚至在环境恶劣的盐碱、沙漠地区也有芦苇的分布，除森林生境外，在各种水源的空旷地带均能迅速扩展形成连片的群落。在适应不同生境条件的过程中，芦苇形成了多种生态型。芦苇具有喜光、喜水湿、耐干旱、耐寒性以及对土壤的适应性强等特性。芦苇是珍稀水禽的栖息地，具有调节气候、涵养水源、降低风度等作用。芦苇茎秆坚韧，质地细腻，纤维素含量高，同时也是优质的建筑材料、牲畜的优良饲料。芦苇根系有净化污水的能力，同时其对重金属污染物有一定的吸收和累积作用。近年来，利用芦苇进行污水处理、重金属吸收、防风蓄水等方面的研究也越来越多。因此，芦苇具有很高的生态价值、经济价值和社会价值。芦苇在景观美化和生态系统恢复方面亦为重要植物，其作为浅水绿化带和岸段缓冲带的植物材料已得到广泛应用，因此可以作为受损河岸滩涂等生态系统修复的工具种。

图8-14　芦苇

研究区域内群落物种组成和结构简单，有芦苇（P.australis）、翅碱蓬（S.heteroptera）、互花米草（Spartina alterniflora）和糙叶苔草（Carex scabrifolia），芦苇、翅碱蓬和互花米草是优势种，糙叶苔草主要在中潮滩与芦苇镶嵌分布。研究岸段潮滩地势平坦，有利于植物的定居与扩散，植被正处于演替早期，尚未形成地带性植被，岸段由于多次围垦，堤外高滩的原生植被已很少。随着滩涂的高程增加，芦苇高度增加，密度增大，斑块面积逐渐增大。芦苇种群密度为35～80 inds/m2，植株平均高度1.4 m左右，地上部分生物量干重0.76 kg/m2。混生群落互花米草密度较大，植株高度在30～68 cm之间，互花米草单位面积地上部分生产量大，地上部分干重达1.49 kg/m2。糙叶苔草群落，分布于海岸带滩涂高潮位地带，常为数十至数百平方米零星小片。支脉河口盐沼植物群落在宏观上呈明显的带状分布，各植物群落类型沿高程从低到高的空间分布格局，其演替序列为：光滩裸地→互花米草群落→糙叶苔草群落→芦苇群落，而在微域上为斑块镶嵌分布。芦苇群落主要分布在高程较高的潮滩中带或外带，潮滩中下带有零星斑块分布为芦苇-糙叶苔草混生群落。潮下带为光滩或潮沟。修复工具种的选择应当尽量来源于当地物种，在研究区域及附近相似环境下都有芦苇的自然分布，芦苇属于当地物种，符合原则。

芦苇具有春、夏、秋三季，苇海碧绿，万紫千红，风景迷人，本身具有很好的观赏性，大面积的芦苇会形成浩浩荡荡的芦苇荡，营造出一种原始生态的湿地景观。同时，芦苇湿地生物多样性丰富，是许多野生动物、水禽、鸟类、鱼虾和蟹类觅食、栖息和繁衍的乐园。因此选用芦苇作为人工岸段生态修复工具种不仅可以形成独特的自然风光，还可以形成鱼、虾、禽、鸟、蟹等独特的滨海景观，符合修复工具种种群具有视觉美学和景观功能的原则。

芦苇的繁育与培植技术包括有性繁殖和无性繁殖。芦苇的有性繁殖包括：主要是利用芦苇的种子，在适宜的季节进行育苗和移栽。芦苇的无性繁殖包括：当气温达到5℃以上时，即在4月下旬至5月上旬，平均气温15℃～25℃，从田间挖取芦苇根状茎，截取30 cm为一段，运往田间，进行栽植。一是在芦苇生长季节采取青苇移栽的办法。即在芦苇生长季节挖取30 cm×30 cm×30 cm的土坨，单位面积株数控制在10～30株之间。然后在遮阴的条件下运往栽植地点，带水进行栽植，成活率在100%。二是在芦苇生长季节利用芦苇茎秆扦插。但是在扦插中要采取良好的科学技术，既要充分考虑灌溉条件、土壤盐分条件，也要考虑不同的生长季节和节位对发芽的影响，以达到快速繁殖的目的。芦苇在苗期、营养生长期、营养生长与生殖生长期、生殖生长期对水分的需求不同，相应的灌溉量等管理措施也有差异。灌溉按照“春浅、夏深、秋落干”的水分管理，即在春季芦苇发芽前灌浅水，加速土壤解冻，提高地温，促进芦苇发芽，当土壤解冻后排水，保持土壤湿润，当芦苇发芽和生长后，灌浅水5 cm。5月中旬以后，芦苇进入生长盛期，生长速度加快，需水量增加，所以应采取深水灌溉，水层保持在30～50 cm。8月中旬以后。芦苇进入生殖生长期。需水量降低，进行土壤排水，保持土壤湿润．促进芦苇成熟和秋芽发育。

此外，选用芦苇作为工具种进行生态修复已经具备了可行的、较为成熟的种群繁育与培植技术，便于应用。并且此芦苇繁殖技术，具有操作简单、见效快、成本低等特点，也符合经济可行性的原则。

芦苇的生长会反作用与自然环境，形成了良好的芦苇湿地生态系统。在这个系统中，芦苇以二氧化碳和水为原料，凭借太阳光能，在适宜的土壤和一定的气候条件下生长发育，剩余的残渣经过细菌或真菌分解，分为简单的无机物或腐殖质肥料又归还于土壤，再供芦苇生长需要。芦苇对改善和保护生态环境有着非常重要的作用。芦苇对防止土壤沙化、减少蒸发面积、降低风速，有明显的生态效益。在芦苇湿地内，风速只有0.11 m/s，而同一时刻，在与相邻的低矮草层或裸地，风速可达2.97 m/s。芦苇湿地的地面蒸发量0.2 mm/h，而裸地蒸发量为1.05 mm/h，对改善区域内空气湿度起着积极作用。芦苇湿地多位于退海滩涂、江河流域的低洼漫滩、湖泊以及低洼沼泽地。湿地的建群植物，芦苇是优势种群，但较干旱的季节性湿地分布着小叶草，深水沼泽湿地分布着狭叶香蒲，湿润或浅水湿地分布着粗脉台苔草，在近海滩涂盐碱湿地分布翅碱蓬，分别构成季节性湿地、沼泽湿地和湿润湿地的自然景观。芦苇对于原油污染具有较好的耐受性，在土壤石油污染率低于1.25%情况下能够有效促进土壤中石油烃的除去，芦苇根际土壤中微生物数量与原油降解率呈正相关关系，芦苇根际效应促进原油降解菌数量的增加和活性的增强，修复是以根际效应为主，芦苇根际恰当的微生物类群为土壤原油降解提供有力保障。芦苇对重金属等污染物质也有着显著的吸附和富集作用，芦苇体内的重金属浓度可以达到污水重金属浓度的几十、几百甚至几千倍。在芦苇体内富集的污染物质通过每年对芦苇的收割最终从系统中去除。而且芦苇的根系具有吸收、分解泥土中污染物的作用，同时能将被土壤吸收的污染物转化为其生长所需的能量，芦苇把氧气通过茎、叶及根茎输向其根部系统，使区域内形成带氧、缺氧及厌氧的条件同时存在，这可以令多种微生物得以繁衍，当污水缓慢地流过芦苇床的根部时，各类微生物便将其中的有机污染物当作食物，并加速有害物质的分解，从而净化水质。充分利用水源条件，扩大芦苇湿地面积，增加了水域面积，为各类水生植物和陆地植物的生存，提供了良好的生存条件。使区域各类水生植物相互依存、自然生长，构成完整的生物链，对保护生物多样性也有着重要的作用。因此选取芦苇为修复工具种，具有促进修复生态系统的稳定和可持续发展的功能，对研究区域生态系统稳定和演替都将发挥着重要的作用。

莱州湾西岸人工岸段区域是典型的粉砂泥质海岸，最主要的海岸地貌类型是潮滩及潮沟系统。芦苇的生长发育与环境条件有着密切的关系，在不同环境条件下，芦苇生长发育也互不相同。芦苇主要受到土壤质量因子和土壤污染因子的影响。芦苇具有较强的耐碱能力，能够适应不同的生态环境，在水深20 cm～50 cm、pH 6.5～9.0的环境条件中都能够正常生长发育并形成群落。根据对莱州湾西岸芦苇的生境适宜性进行分析，研究区域主要分为距海较远、靠近支脉河河道的芦苇高度适宜区，以及近海方向的芦苇中度适宜区和镶嵌其间的勉强适宜区，总体上都是适宜芦苇存活和生长的。而且芦苇有很强的适应能力，是一种喜水耐盐多年生禾本科两性繁殖植物。如果有适宜的生长条件，芦苇会很快地繁殖起来，地下有发达的匍匐根状茎，埋深1 m及以上的根状茎仍可发育成新枝。因此，选取芦苇作为修复工具种，能够很好地适应生态系统（区域）的物理环境，修复后能够维持种群繁殖、稳定和发展。

芦苇是生长在江、河、湖、海岸淤滩的先锋植物，占据着其他植物不易生长的地段，是十分重要的水生植物，它是这类水体系统中的初级产品，也是水体生态系统中物流和能流的物质基础，具有维持生态系统生物多样性和环境稳定性等功能。芦苇湿地与人类的生存、繁衍及发展息息相关，是自然界生物多样性极高的生态系统，不仅为人类的生活、生产提供了大量的资源，而且有保护环境功能的巨大生态效益。芦苇作为广大湿地中的普适性优势植被，尤其是浅水河湖和沿海滩涂的先锋植被，保护和发展芦苇湿地生态系统对于维护沿海沿湖生境具有十分重要的作用。因此，建议将芦苇作为人工岸段的修复工具种。