海马齿浮床对富营养化海湾营养盐削减的模型评价：以东山湾八尺门养殖海域为例

Many coastal seas are severely eutrophic and required to reduce nutrient concentrations to meet a certain water quality standard. We proposed a method for nutrient removal by planting Sesuvium portulacastrum at the water surface using the floating beds in the aquaculture area of the Dongshan Bay as an example, which is an important net-cage culture base in China and where dissolved inorganic nitrogen(DIN) and dissolved inorganic phosphate(DIP) reach 0.75 mg/L and 0.097 mg/L, respectively far exceeding China's Grade IV water quality standards.Numerical simulations were taken using the ecological model, field observations and field plantation experimental results to assess the environmental restoration effects of planting S. portulacastrum at some certain spatial scales. Our field experiments suggested that the herbs can absorb 377 g/m~2 nitrogen and 22.9 g/m~2 phosphorus in eight months with an inserting density of ～60 shoot/m~2. The numerical experiments show that the greater the plantation area is, the more nutrient removal. Plantation in ～12% of the study area could lower nutrients to the required Grade II standards, i.e., 0.2 mg/LDIN≤0.3 mg/L and 0.015 mg/LDIP≤0.03 mg/L.Here the phytoremediation method and results provide helpful references for environmental restoration in other eutrophic seas.     

海马齿对锌的耐性与富集特征

为了了解盐生植物海马齿(Sesuvium portulacastrum)对Zn的耐性和富集特征,采用1/2 Hoagland营养液水培实验,进行不同质量浓度Zn处理(0 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、50 mg/L、90 mg/L和300 mg/L)30 d后,测定海马齿的株高、叶面积和生物量;并测定其根、茎和叶的Fe、Mg、Cu和Zn含量;计算耐性指数、富集系数、转运系数和移除率。结果表明,Zn质量浓度为0~50 mg/L时,海马齿能正常生长;当Zn质量浓度大于50 mg/L时,海马齿生长受到抑制;当Zn质量浓度大于90 mg/L时,海马齿出现死亡,完全致死的Zn质量浓度为300 mg/L。Zn处理显著抑制了根部对Fe的吸收,促进了叶对Mg的吸收。海马齿Zn含量最高的部位为根。海马齿的Zn富集系数远大于1,转运系数小于1。海马齿对Zn的移除作用主要体现在生物量大且富集能力强的地上部分。海马齿适用于修复Zn质量浓度小于90 mg/L水域的污染。     

越冬前后海马齿脂肪酸和挥发性有机物组成和变化特征

海马齿是一种热带和亚热带盐生植物, 既是传统野生菜蔬, 也在海岸带生态修复中发挥重要作用。北移种植海马齿进行生态修复时, 越冬低温的影响是成功与否的首要关注问题, 其机制尚待解明。脂肪酸在生物耐受低温中发挥作用, 挥发性有机物与脂肪酸代谢关系密切。本研究利用海湾环境中生态修复浮床上的海马齿样品, 重点解析北移种植环境下, 海马齿植株不同部位受越冬影响前后的脂肪酸和挥发性有机物的组成、差异及变化特征。结果显示, 海马齿的花、叶、茎和根样本中, 共检出14种脂肪酸, 根中的脂肪酸种类数相对最多; 多不饱和脂肪酸在花和叶中的含量(平均分别为56.46%和60.23%)总体大于茎和根(平均分别为41.56%和44.45%)。茎、叶中共检出86种挥发性有机物, 蘑菇醇为优势种类。越冬后脂肪酸和挥发性有机物种类数量显著降低, 多不饱和脂肪酸比例在冻伤植株中显著升高; 就植株脂质营养指数而言, 耐受越冬低温的植株其脂质营养品质提高。越冬造成海马齿两类化合物发生显著变化, 其中C18脂肪酸代谢响应有重要贡献, C18: 3(n-3)和蘑菇醇分别是脂肪酸与挥发性物质中最为重要的两个代谢产物, 可能与抗冻应激有密切关系。本研究为推广海马齿种植以构建可持续近海生态修复体系提供了参考。     

海洋盐生植物海马齿(Sesuvium portulacastrum)对环境盐度胁迫的耐受性及营养价值综合评价

通过水培实验,系统研究了广泛分布于全球热带和亚热带海岸的多年生匍匐性肉质草本盐生植物海马齿(Sesuvium portulacastrum)在不同盐度培养条件下的生长,探讨其盐环境适应性和适宜栽培盐度,并测定海马齿的营养成分,对其营养价值进行评价。结果表明,海马齿在35和30盐度下的生长受到明显抑制,茎间变短,叶子肉质化程度加重。在0—20盐度条件下能快速生长,是栽培的适宜盐度。海马齿具有高蛋白低脂肪的营养特点,含有丰富的水分,肉质多汁,平均营养价值估算法得出的ANV分数为2.95—2.96,营养综合评分为2,第四类营养等级,总体营养价值高于红萝卜、马铃薯、莴苣笋、大白菜等多种常见蔬菜,属于营养价值稍高的植物。每100g海马齿食用部分,其能量为74.9—93.3k J,水分为93g,灰分为2.6g,碳水化合物为1.4g,蛋白质为3.0g,粗纤维为0.95g;含有亚麻酸和亚油酸两种必需脂肪酸;含有丰富的矿质元素,其含量大小为NaKCaMgPIMnFeZnCuSe,可为人体提供常量及微量元素的补充;维生素E含量最高,β-胡萝卜素次之;含有16种必需氨基酸,种类齐全。谷氨酸含量最高,蛋氨酸含量最低,含有丰富的鲜味氨基酸,其含量占总氨基酸的23.02%。海马齿含有配比合理的丰富必需氨基酸,占总氨基酸的比例为39.39%。其必需氨基酸RAA值为0.19—0.25,RC为0.84—1.09,SRC为90.69,是极具潜力的可开发为高营养绿色保健的野生海洋蔬菜品种。     

基于模拟退火优化的海马齿生长参数确定

为确定海马齿生长的相关参数，对海马齿进行了室内水培实验，连续监测海马齿生长及生态因子状况。考虑营养盐循环，基于一级衰减模式构建海马齿生长模型。使用基于单纯形实验设计的Morris法进行全局定性灵敏度分析发现，对所有状态变量均敏感的参数为氨氮硝化率和有机氮矿化常数，表明所构建模型主要由氮的循环系统所支配；最适光照是对海马齿生长最为灵敏的参数，光照是影响海马齿生长的最主要生态因子。以各状态变量的最大均方误差为代价函数，使用模拟退火算法对模型参数进行优化及确定，选取多指标对模型进行评估。结果表明，模拟值可以很好地拟合实测值，最大平均绝对百分误差为5.023%；对参数分析发现，海马齿对硝酸盐氮的吸收具有一定的偏向性，对磷具有较高的耐受性；海马齿生长速率较快，具有一定的开发前景。     

海马齿对不同盐度水质的碳汇作用以及不同形态氮利用的研究

为探讨海马齿(Sesuvium portulacastrum)对水域环境修复作用,本文研究了水培海马齿对不同盐度水质的碳汇作用以及不同形态氮的利用情况。实验设计0、10、20、30、35盐度梯度,海马齿水培时间82 d,然后测定植株干重、营养元素含量以及积累速率,最后在抑菌与不抑菌条件下研究海马齿根际与铵态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)、无机磷(PO₄^3-)以及色氨酸(Trp)吸收转化关系。研究结果表明,盐度10条件下海马齿植株干重、有机元素含量以及积累速率最高,有机碳、有机氮与有机磷积累速率分别为(5.572±1.611)、(0.313±0.058)、(0.057±0.013)mg/(d·ind.),而高盐环境35盐度条件下对海马齿生长造成一定胁迫。盐度0～35范围,海马齿均未出现死亡现象。不同盐度抑菌培养条件下,色氨酸与无机氮共存时均能被能被海马齿利用,色氨酸利用量远高于硝态氮、铵态氮;不抑菌条件下铵态氮则表现出增加的结果。海马齿作用在盐度...     

湛江海区海马齿（Sesuvium portulacastrum）根、茎生长特性的初步研究

将采集自湛江海区的海马齿（Sesuvium portulacastrum）人工培植于天然海水、室外对虾集约化养殖池水、室内对虾工厂化养殖池水中（培植过程中除培植水源不同之外其余培植条件均保持一致）．研究不同培植水源对其根、茎生长的影响。结果表明：不同培植水源对海马齿根、茎的生长具有显著性的影响（P〈0．05）．其中海马齿根的生长速率为：室外对虾集约化养殖池水〉室内对虾工厂化养殖池水〉天然海水。茎的则为天然海水〉室外对虾集约化养殖池水〉室内对虾工厂化养殖池水；在相同的生长时间内海马齿根的生长明显优于茎的生长；以三次函数的形式表达海马齿根、茎的前期生长情况较为符合。     

湛江海区海马齿(Sesuvium portulacastrum)根、茎生长特性的初步研究

将采集自湛江海区的海马齿(Sesuvium portulacastrum)人工培植于天然海水、室外对虾集约化养殖池水、室内对虾工厂化养殖池水中(培植过程中除培植水源不同之外其余培植条件均保持一致),研究不同培植水源对其根、茎生长的影响。结果表明:不同培植水源对海马齿根、茎的生长具有显著性的影响(P<0.05),其中海马齿根的生长速率为:室外对虾集约化养殖池水>室内对虾工厂化养殖池水>天然海水,茎的则为天然海水>室外对虾集约化养殖池水>室内对虾工厂化养殖池水;在相同的生长时间内海马齿根的生长明显优于茎的生长;以三次函数的形式表达海马齿根、茎的前期生长情况较为符合。