海南東寨港集約化海鴨養(yǎng)殖對紅樹植物生長及底棲動物的影響

李華亮 馮爾輝* 李詩川 鐘才榮 祝 閣 王文卿 王 瑁

（1 海南東寨港國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，海南 海口 570100；2 廈門大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，福建 廈門 361102）

紅樹林是熱帶、亞熱帶海岸潮間帶的木本植物群落，具有重要的防浪護(hù)堤、維持生物多樣性和水體凈化功能，也為2 000多種魚類、無脊椎動物和附生植物提供了豐富的餌料和棲息地，國際上把紅樹林區(qū)作為海洋經(jīng)濟(jì)動物的養(yǎng)殖和育苗基地，已取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。紅樹林區(qū)家禽養(yǎng)殖是提高林區(qū)居民收入的有效方式，周放等（2009）認(rèn)為增設(shè)鴨場是紅樹林區(qū)居民快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)活動之一，林內(nèi)豐富的底棲生物可作為鴨群的理想食物，潮汐的環(huán)境也可作為鴨群棲息和活動的理想場所。蘭竹虹等（2007）認(rèn)為紅樹林區(qū)放養(yǎng)家禽雖不會對紅樹植物造成明顯的不良影響，但對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)海洋動物多樣性的保護(hù)十分不利；周放等（2009）就紅樹林區(qū)鴨場對鳥類的影響進(jìn)行研究，認(rèn)為巨大的鴨群數(shù)量威脅了鳥類的生存；林華文等 (2013) 認(rèn)為海鴨養(yǎng)殖是海南團(tuán)水虱爆發(fā)的直接原因；Ao等（2019）對比了海鴨不同養(yǎng)殖模式對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響；王文卿等（2007）提出，在紅樹林區(qū)養(yǎng)殖海鴨，養(yǎng)殖模式的優(yōu)化、養(yǎng)殖容量的控制應(yīng)引起注意。

海口市美蘭區(qū)在2006年10月建立了東寨港海鴨省級農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)，2008年8月升級為國家級標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)，逐步發(fā)展為具有地方生態(tài)養(yǎng)殖特色的“演豐（紅樹林）海鴨”品牌。2012年高峰時養(yǎng)殖海鴨的數(shù)量曾達(dá)4.5萬只以上，年產(chǎn)值約2 500萬元。本文就海鴨養(yǎng)殖對東寨港紅樹林植物群落及底棲動物的影響進(jìn)行研究，以期定量研究集約化海鴨養(yǎng)殖對紅樹林生態(tài)系統(tǒng)的影響。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

海南東寨港自然保護(hù)區(qū)面積3 337.6 hm2，有林地面積1 733 hm2，主要樹種有海蓮（Bruguiera sexangula）、紅海欖（Rhizophora stylosa）、角果木（Ceriops tagal）、白骨壤（Avicennia marina）和桐花樹（Aegiceras corniculatum）等。東寨港集約化海鴨養(yǎng)殖將養(yǎng)殖場地設(shè)在紅樹林林緣，海鴨密度約為2～3只/m2，海鴨既可在陸地活動區(qū)活動，又可在紅樹林區(qū)活動，場地內(nèi)人工進(jìn)行飼喂和淡水補(bǔ)給。

本研究選取2個調(diào)查樣地：一個位于東寨港自然保護(hù)區(qū)管理局附近（19°57′N，110°34′E），優(yōu)勢樹種為海蓮。根據(jù)海鴨的養(yǎng)殖時間和地點(diǎn)分別設(shè)定圈養(yǎng)地（Bs1，海鴨圈養(yǎng)的區(qū)域）、圈養(yǎng)地外圍（Bs2，海鴨圈養(yǎng)的外圍區(qū)域）、棄養(yǎng)2 a（Bs3，海鴨圈養(yǎng)已棄養(yǎng)2 a的區(qū)域）、棄養(yǎng)5 a（Bs4，海鴨圈養(yǎng)已棄養(yǎng)5 a的區(qū)域）和未圈養(yǎng)地（Bs5，未進(jìn)行海鴨圈養(yǎng)的區(qū)域）5個樣地，各樣地潮位相同。另一個位于演豐鎮(zhèn)豐登區(qū)（19°58′N，110°33′E），優(yōu)勢樹種為角果木，垂直堤岸依次選擇圈養(yǎng)地（Ct1）、離圈養(yǎng)地距離10 m、20 m、50 m（Ct2、Ct3、Ct4）4個樣地。

1.2 研究方法

保護(hù)區(qū)管理局附近樣地設(shè)置3個10 m×10 m樣方，演豐鎮(zhèn)豐登區(qū)樣地設(shè)置3個5 m×5 m樣方。調(diào)查內(nèi)容包括：1）紅樹植物群落。樹種、株高、胸徑（基徑）、冠幅、郁閉度及生長狀況（按死差中良優(yōu)進(jìn)行評定），地上幼苗的存活狀況、年齡及數(shù)量，膝狀呼吸根（海蓮）的數(shù)量。2）底棲動物。分揀樣地內(nèi)土壤表層及樹上所有的底棲動物并在每個樣方內(nèi)隨機(jī)選擇一個0.3 m×0.3 m樣方，挖0.3 m深，用1 mm的過濾篩進(jìn)行水洗，分揀所有的底棲動物進(jìn)行鑒定、稱重和計(jì)數(shù)，計(jì)算底棲動物的生物量、棲息密度。

3 結(jié)果與分析

3.1 集約化海鴨養(yǎng)殖對紅樹植物群落的影響

海蓮林圈養(yǎng)地幼苗存活率為0，圈養(yǎng)地外圍幼苗存活率為7.0±0.4%，棄養(yǎng)2 a的樣地幼苗存活率為26.7±1.7%，棄養(yǎng)5 a的樣地幼苗存活率為32.5±3.1%，未圈養(yǎng)地幼苗存活率最高，為52.5±2.8%。單因素方差分析表明：圈養(yǎng)地幼苗的存活率顯著低于其他樣地（P＜0.05）（圖1 a）。圈養(yǎng)地和圈養(yǎng)地外圍膝狀呼吸根的密度顯著低于其他樣地（P＜0.05），圈養(yǎng)地與圈養(yǎng)地外圍海蓮膝狀呼吸根的平均密度均為0；棄養(yǎng)2 a和棄養(yǎng)5 a的樣地膝狀呼吸根密度差異不顯著（P=0.99），而棄養(yǎng)后膝狀呼吸根的平均密度隨著棄養(yǎng)時間的延長而上升；未圈養(yǎng)地呼吸根的平均密度為39.5±6.7 ind/m2（圖1 b）。圈養(yǎng)地成年植株的死亡率高達(dá)100%，圈養(yǎng)地外圍成年植株死亡率為44.4%，生長狀況差的占33.3%，生長狀況中等的占22.3%，無生長優(yōu)的海蓮成年植株；棄養(yǎng)2 a的樣地海蓮生長狀況開始好轉(zhuǎn)，生長優(yōu)的成年植株占8.2%，生長良的成年植株占13.3%；棄養(yǎng)5 a的樣地成年植株優(yōu)的占57.8%；未圈養(yǎng)地的海蓮成年植株的生長狀況最好，生長狀況優(yōu)的植株占比達(dá)95.6%（圖1c）。

圖1 集約化海鴨養(yǎng)殖對海蓮幼苗存活率、呼吸根密度和成年植株生長的影響Fig.1 The effects of intensive domestic duck farming on the survival rate of Bruguiera sexangula seedlings, the density of pneumatophores, and the growth of adult plants

集約化海鴨圈養(yǎng)地不同距離處的角果木生長狀況方面，圈養(yǎng)地成年角果木的死亡率高達(dá)40.0±15.9%，距離圈養(yǎng)地10 m、20 m、50 m角果木死亡率分別為3.5±1.2%、7.8±1.3%和6.7±1.9%。單因素方差分析表明：圈養(yǎng)地成年角果木的死亡率顯著高于距離圈養(yǎng)地10 m、20 m、50 m的樣地（P=0.01）（圖2a）。圈養(yǎng)地角果木幼苗存活率為62.0±6.1%；距離圈養(yǎng)地10 m、20 m、50 m處的角果木幼苗存活率分別為68.0±5.3%、80.5±1.9%和86.3±4.0%；圈養(yǎng)地角果木的幼苗存活率與距離圈養(yǎng)地10 m的樣地差異不顯著（P=0.149），但顯著低于距離圈養(yǎng)地20 m和50 m的樣地（P＜0.05）（圖2b）。

圖2 集約化海鴨圈養(yǎng)地不同距離處的角果木成年植株死亡率和幼苗存活率Fig.2 Mortality rate of adult plants and survival rate of seedlings of Ceriops tagal at different distances from the intensive domestic duck farm

3.2 集約化海鴨養(yǎng)殖對底棲動物的影響

圈養(yǎng)地底棲動物的棲息密度顯著低于圈養(yǎng)地外圍和棄養(yǎng)2 a的樣地（P=0.00），圈養(yǎng)地底棲動物的棲息密度雖低于棄養(yǎng)5 a和未圈養(yǎng)地的樣地，但差異并不顯著(圖3a)。圈養(yǎng)地底棲動物生物量顯著低于圈養(yǎng)地外圍和棄養(yǎng)5 a的樣地，棄養(yǎng)2 a（P=0.80）和未圈養(yǎng)地（P=0.687）差異不顯著（圖3b）。角果木林養(yǎng)鴨時間較長，其對紅樹林的影響更大。角果木林圈養(yǎng)地底棲動物的棲息密度和生物量均顯著低于距離圈養(yǎng)地10 m、20 m、50 m的樣地（P＜0.05）（圖4）。

圖3 海蓮林集約化海鴨養(yǎng)殖對底棲動物密度和生物量的影響Fig.3 Effect of the intensive domestic duck farming on the density and biomass of macrobenthos in Bruguiera sexangula forest

圖4 角果木林離集約化海鴨圈養(yǎng)地不同距離處的底棲動物密度和生物量Fig.4 Density and biomass of macrobenthos at different distances from intensive domestic duck farm in Ceriops tagal forest

4 討論

海南東寨港集約化海鴨養(yǎng)殖對紅樹植物造成了顯著的負(fù)面影響。養(yǎng)殖區(qū)紅樹植物幼苗和成年植株的死亡率都明顯高于非養(yǎng)鴨區(qū)。呼吸根毀壞殆盡，且養(yǎng)鴨區(qū)紅樹成年植株的生長狀況最差，海鴨養(yǎng)殖破壞了底棲動物的生存環(huán)境，導(dǎo)致養(yǎng)鴨區(qū)底棲動物的種類、密度和生物量下降。

4.1 海鴨養(yǎng)殖對紅樹植物生長的影響

海鴨養(yǎng)殖區(qū)成年植株和紅樹植物幼苗的死亡率均顯著高于非養(yǎng)殖區(qū)，且養(yǎng)殖區(qū)紅樹成年植株的生長狀況最差，棄養(yǎng)5 a的海蓮林僅有57.8%的紅樹植物恢復(fù)健康。大量的海鴨養(yǎng)殖破壞了海蓮的呼吸根，呼吸根密度的減少使海蓮的耐淹水能力降低，并且沒有了根系的支持，紅樹植物抵抗狂風(fēng)暴雨襲擊的能力下降，導(dǎo)致樹木的死亡率增高，進(jìn)而導(dǎo)致植物矮化和稀疏。由于海鴨的持續(xù)踩踏，沉積物的結(jié)構(gòu)特性受到了破壞，此外，潮水的反復(fù)沖刷導(dǎo)致圈養(yǎng)地地勢下陷，出現(xiàn)紅樹林生長環(huán)境水深加深的現(xiàn)象。紅樹植物在潮灘上的分布受到潮汐浸淹程度的嚴(yán)格控制，浸淹時間延長或浸淹深度增加均會影響紅樹植物的正常生長（張喬民等, 1997）。

4.2 海鴨養(yǎng)殖對底棲動物密度和生物量的影響

海鴨的集約化養(yǎng)殖導(dǎo)致鴨子長期啄食，海蓮林圈養(yǎng)地底棲動物的密度和生物量均最低，而圈養(yǎng)地外圍卻突然升高。可能是由于邊緣鴨子密度低形成了中度干擾導(dǎo)致生物多樣性提高，底棲動物的棲息密度和生物量暫時增加（Feebarani et al.,2016）。棄養(yǎng)2 a的海蓮林底棲動物的棲息密度和生物量均有所上升，但由于養(yǎng)鴨對生境的破壞，底棲動物的生物多樣性遠(yuǎn)低于未養(yǎng)鴨區(qū)。從離鴨場的距離上看，角果木林圈養(yǎng)地的底棲動物密度和生物量最低，一方面是因?yàn)榈讞珓游锸呛ｘ喌氖澄飦碓粗唬L期的海鴨養(yǎng)殖對底棲動物的棲息地造成一定的破壞；另一方面海鴨對土壤的長期踩踏及潮水的沖刷作用，把富含有機(jī)質(zhì)的泥沙沖走，留下的大部分為粗砂礫，這樣的土壤不利于底棲動物的生存。同樣，中度干擾導(dǎo)致距離圈養(yǎng)地10 m處底棲動物的多樣性較高，密度和生物量維持在較高水平。

5 結(jié)論

1）集約化海鴨養(yǎng)殖區(qū)成年紅樹植株死亡率較高、生長狀況較差、幼苗成活率低、呼吸根密度低，海鴨集約化養(yǎng)殖嚴(yán)重影響了紅樹植物的生存以及干擾了紅樹植物幼苗和呼吸根的更新。

2）海蓮林集約化海鴨圈養(yǎng)地底棲動物密度顯著低于圈養(yǎng)地外圍和棄養(yǎng)2 a的樣地，底棲動物生物量顯著低于圈養(yǎng)地外圍和棄養(yǎng)5 a的樣地。角果木集約化海鴨圈養(yǎng)地底棲動物的密度和生物量都顯著低于離圈養(yǎng)地不同距離的樣地。海鴨集約化養(yǎng)殖對底棲動物密度和生物量造成了極大的負(fù)面影響。

3）集約化海鴨養(yǎng)殖具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，但這種養(yǎng)殖模式打破了紅樹林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的環(huán)境，給紅樹植物生長和底棲動物的生存造成了一定的危害。應(yīng)當(dāng)合理控制海鴨養(yǎng)殖規(guī)模，探尋科學(xué)的養(yǎng)殖模式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益和生態(tài)效益的兼顧。