硬毛藻爆发对大叶藻海草床分布格局的影响和机制

Nearly three decades, seagrass beds worldwide show degradation trends. Algae bloom, especially the Chaetomorpha bloom, is one of the important reasons for its degradation. It deteriorates water and sediment quality, deters seagrass growth and reproduction, and changes the distribution pattern of seagrass beds. Study on its impacts on the distribution pattern, as well as the mechanism affecting growth, survival and population supplementary, will help to reveal the degradation and recovery status, find effective restoration methods, and promote seagrass beds protection and restoration...This study intends to build a method for distribution pattern extraction, which is expected to be adaptive to muddy coastal waters of the north China. Dynamics of distribution pattern during the study period, and water and sediment quality will be revealed by satellite monitoring and field investigation. The recovery ability of seagrass beds will be analyzed by an in situ enclosure experiment. And the impacts of algae bloom on seed conservation and germination will be examined in a sulfide experiment. With the outcome of the monitoring, investigation and experiment, the impacts of algae blooms on seagrass bed distribution patterns and related mechanisms will be discussed and revealed. Suggestions on seagrass beds recovery will be put forward and 2 to 3 SCI-cited papers will be published.

近三十年来，海草床在全世界范围内呈退化趋势，以硬毛藻为代表的藻类大规模爆发是其退化的重要原因之一。硬毛藻爆发恶化水体和沉积环境，影响海草的生长和繁殖，改变海草床的分布格局。研究硬毛藻爆发对海草床分布格局的影响，以及通过影响海草生长、存活和种群补充作用分布格局的机制，对于揭示海草床受损程度和恢复能力，寻找藻类爆发的有效应对措施，促进海草床保护和恢复具有重要意义。..本研究拟在优化硬毛藻和海草床分布格局信息提取方法的基础上，结合现场调查，监测硬毛藻爆发前后和研究期内海草床分布格局、水体和沉积环境质量的变化情况。通过现场围隔实验分析受损海草床的恢复能力；通过硫化物室内模拟实验，分析硬毛藻爆发对海草种子保存和萌发的影响。结合监测、调查和实验结果阐明硬毛藻爆发对海草床分布格局的影响和机制，并提出相应海草床保护对策建议。拟发表2-3篇SCI论文。

基于对山东荣成月湖海草床分布格局演化的关注，围绕水深反演、地球化学、光谱分析、遥感观测技术和定量遥感进行了研究。查明了月湖水深和地貌特征，沉积物环境因子空间格局及其在不同植被覆盖的沉积物中的差异。分析不同植被和地物的光谱特征和可分性，以及对盖度和环境因子敏感的波长。构建了地物类型的判别方法和海草盖度反演方法，查明了海草床分布格局演化特征。构建了非接触式大天鹅测量方法和大天鹅卫星遥感观测方法，查明了越冬季大天鹅分布格局特征和数量。月湖沉积物有机碳的含量1.22±0.40 %，总氮的含量0.28±0.05%，有机磷的含量92.13±73.10mg/kg，总磷的含量460.10±276.23mg/kg，硫化物的含485.68±389.03mg/kg。受硫化物超标影响，27%站位沉积物环境质量劣于第三类标准。硬毛藻覆盖的沉积物有机碳、总氮、总磷、无机磷、有机磷和硫化物含量均显著高于海草床的沉积物。月湖大部分水域表现出N限制，P过量，这种现象将随着水质恶化会更加严重。受残留沙坝影响，月湖北部水质较差，在夏季较难通过遥感反演获得海草床和底质特征。大叶藻、矮大叶藻和硬毛藻光谱在700nm处有明显的反射峰，泥底、砂底和牡蛎礁在600-650nm处的形成一个较为明显的台阶。这些特征和相对较高的反射率可用于区分底质和植被。大叶藻、硬毛藻和二者的混合区域光谱曲线呈现较明显的过渡特征。大叶藻盖度与光谱反射率的相关性在564nm处最高。使用波段组合建模能够将月湖海草床和地物相区分，多光谱影像能够用于月湖海草床和典型地物类型的判别，引入水深参数将较大程度提高海草床反演精度。1984年-2014年期间，月湖海草床经历了大幅度退化，地貌也发生了巨大变化，地貌变化可能是月湖海草床退化的重要原因。.