互花米草(Spartina alterniflora)生态控制及生物质利用生态工程研究

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外来种入侵导致了当地原有生态系统生物组分及生态过程的变化,关于外来种控制研究是目前国际上生态系统生态学与恢复生态学研究的重要内容之一。 互花米草原产北美洲大西洋沿岸,为禾本科米草属多年生草本植物,因其保滩护岸和促淤造陆功能于1979年引入我国,目前已成为我国沿海潮间带的主要盐沼植物。由于其顽强的生命力、高生产力和扩张优势,互花米草在为海滨湿地的保护和生态修复提供先锋植物种质资源的同时,也影响了一些本地物种的生存,其典型的“两面性”引起了学术界的广泛关注和热烈争论。 本文以江苏省沿海潮间带互花米草盐沼为对象,通过野外原位调查、实验场地试验和室内实验研究相结合的方法,研究了微地貌水文饰变促进芦苇替代互花米草实现对外来种互花米草的的生态控制,研究了互花米草生物质在奶牛养殖中的利用,研究互花米草盐沼群落和替代互花米草的芦苇群落的结构和功能变化特征,出结论如下: (1)互花米草入侵江苏滩涂盐沼生态系统降低了滩涂植被的生物多样性,提高了生态系统初级生产力,改变了滩涂的景观和演替方向; (2)互花米草的入侵改变了基质的理化特性:提高了基质中速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量; (3)交错带土壤含水量受潮汐影响较大,交错带中速效氮、速效磷、速效钾、有机质和土壤含盐量与土壤含水量具有显著正相关关系,因此,可以说交错带土壤养分和土壤含盐量受潮汐大小的影响较大; (4)通过微地貌水文饰变生态工程的实施,使800亩实验地中互花米草逐步减少而芦苇盖度逐步增大,经过5年的演替,实现了本地物种芦苇对入侵种互花米草的生物替代,为其他本地植物物种的生长和发育提供基本条件,提高了生态系统植物物种的多样性; (5)微地貌水文饰变生态工程的实施不仅促进芦苇对互花米草的替代,还为珍贵哺乳动物麋鹿、獐子等提供了水源地和栖息地,为水禽提供新的觅食场所,提高了生态系统的服务功能; (6)微地貌水文饰变生态工程的实施提高了芦苇的株高和产量,提高了生态系统初级生产力,产生了更好的生态效益,同时提高了其经济效益,为沿海人民脱贫致富提供途径,获得生态、经济和社会效益的统一; (7)微地貌水文饰变生态工程降低了土壤含盐量、提高了土壤pH值、提高土壤速效氮含量、提高土壤有机质、提高了土壤脲酶活性、提高了土壤中Fe、Ca、Al等金属元素含量、降低了Pb、Cr等元素的含量; (8)在互花米草.芦苇交错带和芦苇样地中,与植物生物量具有显著相关关系的生态因子表现明显差异,如芦苇群落中土壤过氧化氢酶活性与株高和生物量呈极显著负相关,而交错带中却与之呈极显著的正相关关系;芦苇生物量与土壤速效磷含量具有极显著正相关,而互花米草生物量与磷酸酶活性具有极显著正相关; (9)在上海和盐城两地进行互花米草适口性定性和定量试验,结果表明奶牛喜食互花米草(整株或打碎);用互花米草替代奶牛日粮中2/3的牧草苜蓿(t2)和替代1/2的青贮玉米秸秆主料(t1)分别饲喂奶牛,其摄食率Ks接近1,表明奶牛喜欢摄食互花米草; (10)用互花米草替代奶牛日粮中2/3的牧草苜蓿(t2)和替代1/2的青贮玉米秸秆主料(t1)分别饲喂奶牛,对奶牛的产奶量和奶的品质没有产生不良影响,并且还可一定程度上提高了牛奶产量和乳蛋白含量,因此,互花米草可以作为奶牛的牧草饲料;
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