互花米草入侵和红树林生态替代对底栖食物网关系的影响及其机制

The invasion of Spartina alterniflora has severely threatened the structure and function of mangroves in China. The ecological replacement using mangrove species following the physical treatment is an effective method to control the spread and growth of S. alterniflora. Benthic macrofauna played vital roles in the coastal wetland, while it remains controversial whether the invasion of S. alterniflora posed positive or negative effects on benthic macrofaunal community. We had reported that S. alterniflora significantly reduced the diversity of organic carbon sources for the diet of crabs and gastropods, while restoration of mangrove could reverse the organic carbon sources for crabs and gastropods from the homogenous to the heterogeneous. However, the mechanisms of the above process are remaining unclear. To solve the above questions, we compared the difference of microhabitat conditions among invade and restored habitats and to investigate their influences on food source quality and quantity to macrofauna. We will use both stable isotope method and fatty acid biomarkers to investigate the impacts of the invasion of S. alterniflora and subsequent restoration of mangrove on the food web relationships of benthic macrofauna. Long term feed-transfer experiment will be conducted to verify the usually assumed consumer-diet discrimination factors (△13C and △15N) on which mangrove food web studies are based. We tried to reveal the mechanisms to the impacts of invasion of S. alterniflora and the restoration of mangrove on the food web relationship of macrofauna from both the microhabitat environment and the specific consumer-diet discrimination factors.

互花米草入侵严重威胁我国红树林湿地结构和功能，利用红树林进行生态替代已成为防控互花米草的重要手段。底栖动物群落对生境变化具重要的指示作用，但互花米草对其入侵效应尚无定论。底栖动物在食物网中的承上启下作用，使底栖食物网关系的重建成为滨海湿地生态系统功能恢复的关键。我们前期研究发现，互花米草入侵会导致底栖动物食源有机碳转变为互花米草主导的单一性，红树林生态替代则能逐渐提升底栖动物食源有机碳多样性。但上述变化发生的途径和机制尚不清楚。本项目以底栖动物为研究对象，探讨底栖动物群落结构及其营养关系对互花米草入侵和红树林替代不同时间梯度的响应；同时比较不同植被类型下微生境环境条件的差异；利用稳定同位素和脂肪酸标记技术进行摄食溯源，并通过室内饲喂实验获得底栖动物稳定同位素营养级富集度；拟从外在微生境条件改变和内在同位素营养级富集度两个角度，揭示互花米草入侵和红树林替代影响底栖食物网关系的途径和机制。

互花米草入侵严重威胁我国红树林湿地结构和功能，利用红树林进行生态替代已成为防控.互花米草的重要手段。底栖动物在食物网中的承上启下作用，使底栖食物网关系的重建成为滨海湿地生态系统功能恢复的关键。本项目以底栖动物为研究对象，探讨底栖动物群落结构及其营养关系对互花米草入侵和红树林替代不同时间梯度的响应；同时比较不同植被类型下微生境环境条件的差异，揭示互花米草入侵和红树林替代影响底栖食物网关系的途径和机制。研究结果表明，（1）红树林修复4年后高度超过互花米草，能显著抑制互花米草生长，但红树植物生物量恢复比较缓慢；（2）互花米草入侵后，显著提高了各层沉积物含水率，而容重则相应有所增加，但仅限于表层 0-10 cm，同时显著增加了表层 0-10 cm 的有机碳含量，而红树林恢复则会逐渐提升沉积物有机碳含量；（3）惠州红树林潮沟内，通过 4 个季度调查共记录到 渔获物种类共 2 门 2 纲 13 目 36 科 93 种，其中鱼类 11 目 32 科 60 种，占总物种 数 64.52%；甲壳类 2 目 6 科 33 种，占总物种数 35.48%;（4）互花米草并未显著改变微生物群落结构，但红树林修复会提升沉积物微生物多样性；（5）福建3个地区互花米草源碎屑物占互花米草群落主要大型动物有机碳源的 80%。各采样点的同位素生态位宽度，发现互花米草群落的 TA 和 SEAc 均低于天然红树林，表明不同动物之间存在明显的资源竞争。本研究发现互花米草入侵能够显著改变植被特征和沉积物理化特征等微生境，从而改变底栖动物的食物来源，红树林修复可以逐渐逆转互花米草带来的改变，但将食物网关系和固碳水平等生态功能恢复到预先影响的状态可能需要几十年的时间，是一个漫长的过程，而且需要大量的人力和资源。