[00138716]珠江河口区红树林湿地污染生态修复技术与示范

一、课题来源与背景 近20年来,珠江河口区经济发展迅速,大规模的农业垦殖、工业开发区和港口码头等基本设施建设如火如荼,加上一些无序的滩涂围垦的影响,河口治理和管理工作相对滞后,引发了滩涂资源过度开发利用和滩涂湿地保护极不协调的矛盾,导致大量滩涂湿地减少,红树林首当其冲。珠江河口区历史上曾有大片的天然红树林分布,如今仅在南沙坦头村、槽船村等地零星分布。红树林退化的趋势已相当严重。 红树林是公认的“天然海岸卫士”,在维持海岸带生态平衡和净化环境上起重要作用。随着珠江三角洲地区的经济发展,大量废水排放污染河道水体、水质污染日益加重。广州海域南沙现存红树林湿地46hm2,是珠江河口区最大的红树林区,对珠江口广州段污染水体净化、湿地恢复起着重要示范作用,但品种过于单一,主要是是人工无瓣海桑。人工红树林湿地污染修复技术由于其高效、易操作、无副作用等优点,受到许多学者们的青睐。但是,目前大部分相关研究大多尚停留在室内模拟上,离实际应用有一定距离。因此,开展珠江河口区红树林污染湿地生态修复技术与示范研究成为当务之急。 二、研究目的与意义 以珠江河口区典型生态系统一红树林为研究对象,从宏观和微观两个尺度开展珠江河口区红树林湿地污染生态修复与示范研究,选择出抗污染红树植物2-4种,阐明红树污染物净化机理及其抗污染分子生态学机制;建立红树林抗污生态修复试验示范区100亩,水体污染主要指标铅、锌、铜、TIN和PO4-P等降低8％以上,提出珠江河口区红树林湿地污染的治理与造林技术规程,对珠江口湿地生物修复与恢复以及我国红树林湿地的保护,管理和生物资源的可持续发展提供理论依据与技术支持。 三、主要论点与论据 （1）筛选出了抗逆性能优良的无瓣海桑、白骨壤、桐花、木榄、秋茄种5种红树植物,完成了100亩南沙红树林生态修复示范区,实验室实验和现场调查表明水体污染指标铅、锌、铜、TIN和PO4-P等降低超过30%;现场调查表明南沙红树林湿地在营养盐、重金属物质循环起到非常重要的作用。 （2）首次在国际上发现了红树植物桐花树I、III型几丁质酶蛋白基因,并在红树植物抗重金属中起重要作用。在生理生化水平和基因表达水平揭示了多环芳烃（PAH）胁迫下红树植防御和调控机理。 （3）从形态结构、生理水平上揭示珠江口海域多环芳烃 PAHs 分布特征、来源和存在的区域生态风险;建立了二端元混合模型,发现珠江口东西两侧无机氮表现源汇的差异;建立了珠江口悬浮泥沙、叶绿素和CDOM（黄色物质）吸收系数的遥感反演模型。珠江口水体调查结果显示Cu、Pb、Cd、Zn、As的高值区基本上都出现在上河口段、最大混合带以及临近大城市的海域,其中锌的含量较高,这表明重金属的空间分布主要受周边城市生活污水、工业废水,珠江支流、水动力条件等影响。 四、创见与创新 （1）从形态结构、生理生化水平,揭示红树林对污染（多环芳烃等;Pb、Zn,Cu等）环境响应与适应机制;借助现代分子生物学技术与方法等,从宏观和微观两个尺度,揭示红树湿地对污染物净化机理及其抗污染分子生态学机制。 （2）多学科交又,尤其是环境科学与生物学的结合。提出珠江河口区红树林湿地污染的治理与造林技术规程,建立红树林抗污染生态修复试验示范区100亩。 五、社会经济效益、存在的问题 开展珠江河口区红树林湿地污染修复与示范研究,建立红树林抗污染生态修复试验示区,提出防污染红树林的综合治理与红树林湿地污染修复技术规程,不仅能有效缓解珠江河口区广州段的环境压力,为珠江河厂区湿地污染修复和治理提供技术支持和示范,同时也为今后我国红树林湿地的保护与合理开发利用以及华南沿海防护林体系建设提供理论依据和技术支持。我国华南沿海和东南亚海岸线漫长,可宜林和待修复近海受损湿地面积大,具有广阔的应用前景以及良好的社会与经济效益。 除了不可逆转的因素外（如极端天气）,不存在任何风险而言。可通过与相关部门密切合作,制定联防机制,提前防范,将不可逆转因素造成的损失降到最小程度。 六、历年获奖情况 （1）王友绍等. “南海北部典型河口海湾生态系统对环境变化的响应与反馈机制”获2015年度广州市科学技术进步奖（自然科学类）一等奖。 （2）程皓获2017年度“广州珠江科技新星”称号。 （3）培养的博士后尚琛晶入选2016年“珠江人才计划”海外青年人才引进计划。 七、成果简介 揭示了红树植物对污染环境响应与适应的生理生态学特征;筛出了抗逆性能优良的无瓣海桑、白骨壤、桐花、木榄、秋茄5种红树植物;实验室实验水体污染指标铅、锌、铜、TIN和PO4-P等降低30%以上;完成了100亩南沙湿地红树林生态修复示范区建设;提出珠江河口区红树林湿地污染的治理与造林技术规程,申请发明专利5项,发表SCI论文9篇,出版专著2部。已培养1名博士,4名硕士,2名博士后,1名博士后出站。