优化红树（Rhizophora mangle L.）的苗圃生产，以用于退化红树林的生态恢复

《Ecological Engineering》：Optimizing nursery production of Rhizophora mangle L. for ecological restoration of degraded mangroves

红树林种子lings在四种基质中的生长研究表明，商业基质和蚯蚓粪表现最佳，优于天然红树林土壤，为大规模生态恢复提供可持续技术方案。

　　

Candida Juliana Albertin-Santos | Mariana Caroline Gomes de Lima | Robson Souza | Laureen Michelle Houllou

应用生物群落研究实验室（LAPAB），东北战略技术中心（CETENE），Luiz Freire教授大道01号，大学城，累西腓，PE 50740-545，巴西

摘要

红树林是受威胁最严重但生态价值最高的生态系统之一，它们为海岸提供保护、支持生物多样性并有助于缓解气候变化。成功的恢复工作依赖于能够承受种植后各种环境压力的高质量苗木。本研究评估了在四种不同基质中培养的Rhizophora mangle L.苗木的生长和发育情况：原生红树林土壤、蛭石、商业森林基质（Basaplant Florestal?）以及蛭石与Basaplant的50/50混合物。在13周的时间内，测量并统计分析了苗木的形态特征（总长度、茎直径、叶片特征和根系发育）。结果显示，在商业基质和蛭石中生长的苗木表现优于在原生红树林土壤中生长的苗木。虽然原生红树林土壤在生态上具有代表性，但其大规模应用存在物流方面的限制。通过寻找可扩展且环保的替代方案，本研究推动了直接支持红树林恢复计划的苗木培育技术的发展。我们的发现为栖息地重建的生态工程策略做出了贡献，增强了海岸的抵御能力，并有助于实现全球红树林恢复目标（如全球红树林联盟所设定的目标）。

引言

大西洋森林是受人类活动影响最严重的巴西生物群落之一，其中红树林是生物多样性和生态系统服务损失最严重的生态系统之一（de Lima等人，2020；Santos等人，2021；de Lacerda等人，2022）。红树林是适应盐度波动和淤泥贫氧环境的过渡性生态系统（Souza等人，2019；Santos等人，2020）。尽管自然再生现象已被观察到，但使用可控基质进行苗木培育的研究却很少（Padilla等人，2004；Hoffman等人，2022）。基质成分直接影响根系发育、养分吸收和移植成功率（Gill和Tomlinson，1977；Prandi和Giordano，2016）。国际目标（如到2030年恢复1500万公顷红树林）进一步凸显了可扩展苗木生产的需求（Mangrove Alliance for Climate，2023），这需要适应生态和社会环境条件的繁殖技术（Aguiar等人，2024）。与其他热带森林相比，红树林的植物多样性较低，但在巴西主要以Rhizophora、Avicennia和Laguncularia为主（Fernandes等人，2018；Santos等人，2019；Santos等人，2020）。这些物种在维持海岸食物网中起着关键作用，因为它们的叶子、根系和繁殖体为鱼类、甲壳类动物和软体动物提供有机物和庇护所，从而支持传统渔业和当地生物多样性（Hatje等人，2021；Rovai等人，2022；Zamboni等人，2022）。此外，红树林的形态适应性（如气生根、耐盐性和通过漂浮繁殖体的传播能力）使它们能够在饱和或高盐度的土壤中生长，从而提高了生产力并促进了沉积物中的碳封存（Alongi，2002；Pinheiro和Talamoni，2018）。尽管红树林仅覆盖约13.7万平方公里，占全球海岸面积的0.5%，但它们是生产力最高的生态系统之一（Bunting等人，2018；Worthington和Spalding，2018；Bustamante等人，2024）。然而，全球已有20%至35%的红树林面积遭到破坏，年均损失率为约0.4%（Friess等人，2019；Goldberg等人，2020）。在巴西，由于垃圾填埋场、污水排放、疏浚和城市化等原因，某些地区的红树林损失达到了25%（ICMBio，2018）。在卡皮巴里贝河口，植被覆盖率在10年内减少了近50%（Melo和Silva，2018；Casasco等人，2014；Paula等人，2016）。目前，巴西保护了约1万平方公里的红树林，占全球总面积的10%，其中超过80%受到法律保护（Spalding等人，2010；Giri等人，2011；Global Mangrove Watch，2023）。尽管如此，1990年至2020年间全球红树林面积仍减少了104万公顷，因此出现了诸如“Mangrove Alliance for Climate”（2023）等加强保护政策的倡议。成功的恢复工作依赖于光照、温度和土壤条件（Silva和Maia，2020），需要能够恢复生物多样性和生态系统服务的技术（de Assis Rodrigues等人，2022；Brancalion等人，2012）。苗木生产对恢复工作至关重要（Santos等人，2000），基质特性直接影响苗木质量（Santos等人，2023）。Rhizophora mangle L.是恢复工作的关键物种，能为动物提供栖息地（DeYoe等人，2020）。来自代表性母株的繁殖体有利于高效育苗（Soares，2017）。然而，生产高质量苗木仍具有挑战性，因为许多巴西树种的相关生产信息不足（Fonseca和Ribeiro，1998；Soares，2017；Nogueira等人，2019）。红树林的恢复不仅恢复了生态功能，还支持渔业社区并增强了海岸对气候变化的抵御能力。开发高效的R. mangle L.苗木生产技术有助于保护政策和综合海岸管理。基于这些方面，本研究旨在评估不同基质中R. mangle L.苗木的生产和生长情况，以增加其在西南热带大西洋地区的红树林重建中的应用。

研究区域

研究区域

采样工作在Acaú-Goiana海洋保护区（MPA）和Santa Cruz河口复合体（SCEC）进行，这两个地点均位于西南热带大西洋地区（图1）。Acaú-Goiana MPA面积约为6.6783万公顷，具有半日潮汐制度（约2.5米），包含红树林、大西洋森林、沙洲和珊瑚礁等生态系统（ICMBio，2018）。大西洋森林被认为是世界上生物多样性最丰富但受威胁最严重的热带生物群落之一。

结果

总体而言，地点和基质类型对苗木的总长度（TL）和茎直径（SW）均有显著影响（图2）。Shapiro-Wilk检验表明，TL和SW变量均不符合正态分布，因此采用了Kruskal-Wallis检验等非参数方法来评估处理组和地点之间的显著差异。Kruskal-Wallis检验结果显示，TL和SW在处理组和地点之间存在统计学上的显著差异。

讨论

成功培育R. mangle L.苗木以用于红树林恢复项目依赖于严格的技术标准，尤其是在选择影响根系发育和种植后存活率的基质方面。本研究的结果再次证实，基质的物理化学性质显著影响苗木的形态生理表现，强调了结构和化学特性适宜的培养基对促进苗木早期健壮生长的重要性（Prandi）。

结论

研究结果表明，Basaplant Florestal?基质有效支持了R. mangle L.苗木的形态生理发育，尤其是在总长度和茎直径方面。蛭石的表现与原生红树林土壤相当，成为大规模恢复的可行且可持续的替代方案。这些发现不仅推动了苗木生产技术的进步，还加强了生态工程方法的应用。

作者贡献声明

Candida Juliana Albertin-Santos：撰写初稿、验证、方法论设计、数据收集、数据分析、概念构建。Mariana Caroline Gomes de Lima：撰写初稿、验证、方法论设计、数据收集、数据分析、概念构建。Robson Souza：审稿与编辑、验证。Laureen Michelle Houllou：审稿与编辑、验证、监督、项目管理。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究还得到了Itamaracá岛环境、渔业和水产养殖部门（SMAPA）的支持，该部门与东北战略技术中心（CETENE）的应用生物群落研究实验室（LAPAB）合作开展研究。我们感谢国家科学技术发展委员会（CNPq）为CJAS项目提供的资助（编号314323/2025-2和314322/2025-6）。