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稳定同位素技术在红树林生态系统研究中的应用综述

冯建祥  郭婕敏  黄敏参  闫光宇  林光辉  
【摘要】:红树林生态系统因其独特的地理位置和高生产力为周边水域生物群落提供了重要的食物来源和庇护场所,具有巨大的生态服务价值,但目前世界上一半以上的红树林已遭破坏,而且每年仍以1-2%的速度递减。为了更好的保护和利用红树林资源,进一步研究红树林生态系统的结构和功能及其对外来植物入侵及人类活动干扰的响应尤为必要。稳定同位素作为一种天然示踪物,在生态系统内以一种可以预测的方式传递和富集,同时整合了不同时间和空间尺度生态过程的信息,近来已被广泛应用于生态、环境及地球化学等诸多领域。红树植物因生境的特殊性,其水分来源和水分利用效率始终是研究的焦点之一,氧稳定同位素为这一问题的解决提供了重要手段。利用稳定同位素技术可以比较乡土红树与外来植物水分来源和利用效率的差异,有助于揭示外来植物入侵机制,为有效防治外来植物入侵提供理论基础。不同来源的有机质具有不同的稳定同位素特征,并相对具有保守性,而稳定同位素反映了生物长期生命活动的结果,在不同营养级间亦以可预测的趋势富集,因此稳定同位素可应用于有机物质溯源及动物食性和营养级研究,定量评估红树林来源的有机质对周边水域和沉积有机质的支持力度,并能连续测出不同动物的营养级位置以构建红树林生态系统食物网结构。在此基础上,可以探究红树林初级生产力的归宿,评价红树林生态系统在全球碳收支中的重要性,揭示红树林生态系统生物营养关系和能量传递途经。另外,红树林生态系统由于受到污水排放和养殖活动等人类活动的威胁而退化严重,利用生物和沉积有机物等的稳定同位素变化可以评价污染和养殖对红树林生态系统的影响,为滨海地区污染防治措施和管理法规的制定提供科技支撑。

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