水深梯度对苦草(Vallisneria natans)克隆生长与觅食行为的影响

为了解水深梯度对苦草克隆生长与觅食行为的影响,通过大型原位浮台实验,将苦草幼苗盆栽后悬挂在不同水深(1.0、2.5、4.0、5.5、7.0 m)下培养,比较其生物量、无性系分株数、出芽数、株高、最大根长和匍匐茎总长的变化,并且评估了植株生物量对这些性状的影响.研究结果表明,随水深的增加苦草的生物量、无性系分株数、出芽数、最大根长、匍匐茎总长均显著降低,而株高随水深梯度呈先增加后降低的趋势.植株生物量仅对出芽数没有显著影响.水深梯度与植株生物量的交互作用仅对无性系分株数和匍匐茎总长有显著影响,而对其他性状没有显著影响,说明这两个性状对水深的响应受到个体发育的影响.     

光照和黑暗条件下苦草(Vallisneria natans)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)对铵态氮的吸收

在室内模拟实验中,研究了光照(50μmol/(m²·s))和黑暗条件下苦草(Vallisneria natans)和穗花狐尾藻(Myrio-phyllum spicatum)对铵态氮(NH₄⁺-N)的吸收速率与去除效果.结果表明,随着外源铵态氮浓度(0,0.01,0.1,1和10 mg/LNH₄⁺-N)的增加,苦草和穗花狐尾藻对铵态氮的吸收速率都是先增加后又逐渐降低,在外源铵态氮浓度为1 mg/L时吸收速率达到最大.同种植物在光照条件下对铵态氮的吸收率不低于黑暗条件下的吸收率;相同光强条件下穗花狐尾藻对铵态氮的吸收率不低于苦草的吸收率.在黑暗条件下,在外源铵态氮浓度为1 mg/L时,穗花狐尾藻对铵的吸收速率是苦草的2.42倍;在光照条件下,在外源铵态氮浓度为1和10 mg/L时,穗花狐尾藻对铵态氮的吸收速率分别是苦草的2.47和1.79倍.因此,在富营养湖泊治理过程中,在沉水植物可耐受铵态氮浓度范围内,可以优先考虑把穗花狐尾藻作为植物修复的先锋物种.     

改性粘土辅助沉水植物修复技术维持清水稳态的原位研究

在富营养湖泊治理实践中,修复沉水植被被认为是改善水质的长效措施,而壳聚糖改性粘土是短期快速改善水质的有效手段.本研究利用改性粘土辅助沉水植被修复,旨在探索改善水质的长效方案.2011年5-11月在太湖梅梁湾开展了四组不同处理(对照、水草、水草+粘土、粘土)围隔实验,在水草(盖度13.0%)和水草+粘土(盖度52.3%)围隔中不同程度重建了苦草群落.实验期内每3 d一次的水质监测表明,粘土处理可显著改善水质,水体总氮(TN)、总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)和叶绿素a(Chl.a)含量分别比对照下降了20.7%、74.6%、31.0%和80.4%,透明度(SD)升高了90.4%;粘土辅助植被修复改善水质效果最长稳,水体TN、TP、PO34--P和Chl.a含量分别比对照下降了36.2%、64.0%、28.6%和71.1%,SD升高了76.4%;低盖度苦草群落单独处理对水质改善效果不显著.在三种处理中,粘土辅助植被修复改善底质效果最好,使间隙水的TN、TP、PO34--P、NH4+-N分别比实验前下降了15.6%、61.7%、55.8%和82.8%.本研究表明改性粘土辅助沉水植被修复可作为重富营养水体中水质改善的整合技术,但其长期生态效应仍需谨慎评估.     

富营养化湖泊围隔中重建水生植被及其生态效应

水体富营养化导致水生植被衰退、蓝藻水华暴发、水质恶化和水生生态系统崩溃.恢复水生植被被认为是改善受损水体水质和提高其生态系统稳定性的重要手段.本研究通过构建大型围隔,根据水生植物的耐污程度及其对水质和底质等条件的需求,选取几种适宜的水生植物在围隔内进行移栽与群落构建,并以不移栽水生植物的围隔和围隔外水体作为对照.实验期间(2011年4月至2012年6月),围隔内移栽的几种水生植物全部存活,并建立了相对稳定的群落.同时还跟踪监测了3个处理组的水质情况,结果显示,移栽水生植物的围隔内水质明显优于围隔外,与未移栽水生植物围隔相比,也有很大程度的改善,其中移栽水生植物围隔内水体的总氮、铵态氮、总磷、水下消光系数相比于围隔外水体分别低30.55%、44.09%、36.04%和42.13%,相比于未移栽水生植物围隔内水体分别低5.96%、13.40%、6.70%和7.60%,透明度分别比围隔外水体和未移栽水生植物围隔水体高74.59%和8.70%,浮游植物生物量也大大低于围隔外,而浮游动物生物量却明显高于后者.此外,实验后移栽水生植物围隔内沉积物氮、磷含量及其间隙水总氮、总磷、铵态氮浓度明显低于围隔外和未移栽水生植物围隔.研究表明,在富营养化浅水湖泊中通过建立围隔进行合理的群落配置,进而逐步恢复水生植物是完全可行的,而水生植物恢复后加强对其管理和维护至关重要.     

洱海四种沉水植物对弱光环境的适应性比较

水下弱光环境是水生态系统沉水植被恢复面临的常见问题,因此研究沉水植物在弱光胁迫下的适应性是必要的.本研究以云南大理州洱海南部重度退化的湖区(惯称湖心平台,曾分布有大面积沉水植物)作为实验地点,选取4种沉水植物——苦草(Vallisneria natans)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)作为研究对象,开展原位盆栽实验,通过比较4种沉水植物的生长情况来选取潜在的目标物种,为洱海湖心平台沉水植被恢复提供科学依据.结果表明:1)水下弱光环境对4种沉水植物生长均造成胁迫,生物量和株高显著性降低,物种间的相对生物量差异表现为:苦草和竹叶眼子菜轮叶黑藻和穗花狐尾藻,相对株高差异表现为:苦草竹叶眼子菜穗花狐尾藻轮叶黑藻;2)生理特征方面,苦草、穗花狐尾藻和竹叶眼子菜有相似的胁迫反应,均表现为:氮(N)和游离氨基酸含量均升高,碳氮比(C∶N比)、可溶性糖含量与淀粉含量均下降,仅苦草的叶绿素含量升高,而轮叶黑藻的生理胁迫反应表现为:氨基酸含量下降,可溶性糖和淀粉含量升高;3)四者最终存活率为:苦草竹叶眼子菜穗花狐尾藻轮叶黑藻,且苦草相对生物量和相对株高高于其他3种植物.以上原位实验结果表明,与其他3种植物相比,苦草更能适应湖心平台的水下弱光环境,可考虑作为湖心平台沉水植被恢复的目标物种.     

洱海湖滨带水生植物多样性及分布现状

湖滨带水生植物对湖泊生态系统健康的维持具有重要作用。为了解当前洱海湖滨带水生植物现状,本研究于2020—2021年间每季度对洱海湖滨带水生植物进行调查。调查结果表明:(1)洱海湖滨带现有水生植物206种,属56科156属,其中湿生植物149种,挺水植物24种,沉水植物21种,漂浮植物7种,浮叶植物5种;常见种有狗牙根(Cynodon dactylon)、菰(Zizania latifolia)、苦草(Vallisneria natans)、菱(Trapa bispinosa)等,偶见种为忍冬(Lonicera japonica)、披碱草(Elymus dahuricus)等。(2)从区系分布来看,洱海湖滨带物种主要为世界分布(83种)和热带分布(55种)两种类型,分别占总物种数比例的40.28%和26.71%。(3)在植物群落方面,洱海湖滨带共有18个主要植物群落类型,其中湿生植物群落4种,挺水植物群落3种,沉水植物群落9种,浮叶植物群落2种;以狗牙根群落、菰群落、苦草群落、菱群落为主。通过与历史文献结果的对比分析得出,近年来洱海湖滨带水生植物多样性有了显著提高,但目前存在挺水植物群落...     

长江中下游湖泊群落水平下沉水植物碳、氮、磷化学计量特征及其影响因素

以长江中下游14个湖泊沉水植物为研究对象,分析群落水平下沉水植物碳(C)、氮(N)、磷(P)的化学计量特征及其影响因素.结果显示,沉水植物群落C含量平均为386.93±25.80 mg/g,范围为315.98~441.97 mg/g,N和P含量的平均值分别为26.10±4.84和2.64±0.99 mg/g,范围分别为13.75~40.89和1.01~5.92 mg/g.与物种水平研究相比,群落水平下沉水植物C、N、P化学计量特征变异系数较小,内稳定性更强.群落C含量与P含量具有显著相关性,而与N含量不相关,这说明C元素与N和P之间的耦合关系并不一致;N∶P比与P含量之间具有极显著的负相关关系,但与N含量不相关,说明沉水植物群落P含量的变异对N∶P比起主导作用.冗余分析表明,环境因子解释了沉水植物群落化学计量特征总变异的30.2%,在P0.01水平下对沉水植物群落化学计量特征具有显著影响的环境因子为底泥总磷、底泥N∶P比、水深和消光系数.变差分解结果表明,底泥和上覆水分别独自解释了化学计量特征总变异的5.21%和10.19%,其交互作用解释了总变异的5.25%.通过该研究结果推测,在恢复湖泊水生植被的实践过程中,相对于底泥,对上覆水光照条件进行控制可能更加迫切.     

中国苦草属(Vallisneria)植物萌发与生长的影响因素

由于人类生产生活对众多淡水水体的扰动、污染,我国苦草属(Vallisneria)植物的种群规模出现了严重的退化.明确苦草属植物萌发和生长的影响因素,阐明苦草属植物退化的原因,是保护和恢复该属植物亟需解决的科学问题.通过对已发表的文献进行收集和分析,总结了影响苦草属植物萌发和生长的主要因素,并通过挖掘文献中的数据,对重要环境因子与苦草属植物萌发和生长参数的关系进行了分析.结果表明:(1)涉及苦草(V.natans(Lour.) Hara)的研究较多,而涉及刺苦草(V.spinulosa Yan)和密刺苦草(V.denseserrulata Makino)的研究较少;(2)苦草属植物种子的萌发受到温度、光照强度、水深、掩埋深度、基质情况和储存方式等因素的影响;(3)苦草属植物生长受到光照强度、水深、水体营养水平、底泥营养水平、底泥有机质和动物牧食等因素的影响;(4)其他条件适宜时,苦草和刺苦草种子在20～30℃都保持较高的萌发率(均值 50%);(5)苦草种子萌发率随着掩埋深度的增加而快速下降;(6)苦草的相对生长率随光照强度的增加而升高,随水深增加而下降;(7)苦草的相对生长率随着氨氮浓度增加而下降;(8)水体和底泥中高含量的总氮和总磷对苦草属植物生长的抑制作用主要是通过促进浮游植物和附着藻生长导致的遮光,而不是直接毒害作用.未来需要进一步加强苦草属植物萌发、生长参数与环境因子关系的定量研究,更好地服务于该属植物的保护和恢复.     

气候变暖和营养水平对洱海浮游植物的长期影响(1980-2009年)

气候变暖下湖泊富营养化进程是近年研究热点之一.本文对1980-2009年期间洱海富营养化进程研究发现,水体总磷、总氮与气温均呈升高趋势.气温、水体总磷和总氮均能显著促进浮游植物增长.统计分析表明,气温对浮游植物增长的促进作用不受水体总氮、总磷的影响;水体总磷对浮游植物增长的促进作用不受气温的影响,受水体总氮的影响;水体总氮对浮游植物增长的促进作用不受气温和水体总磷的单独影响,受它们共同的影响.因此,气候变暖与营养水平的增加共同促进了洱海的富营养化进程.     

黑藻（Hydrilla verticillata）生长和锚定的沉积物条件需求初步研究

恢复沉水植被是湖泊生态修复工程中的关键环节,明确沉水植物生长和锚定的环境条件是恢复沉水植被的重要前提。本研究以湖泊生态修复常用的沉水植物黑藻（Hydrilla verticillata）为例,结合文献分析、控制实验和野外调查3种方法研究了其生长和锚定的沉积物条件需求。结果表明,黑藻在沉积物有机质含量为0.16%～38.36%、密度为1.08～2.06g/cm3、含水率为19.80%～78.14%的范围内能正常生长,在沉积物有机质含量为0.64%～21.84%、密度为1.09～2.06 g/cm3、含水率为25.32%～72.06%的范围内适宜生长;在沉积物有机质含量为0.29%～18.30%、密度为1.16～2.06 g/cm3、含水率为19.80%～72.17%的范围内,黑藻植株能够稳定定植。本研究结果可为恢复黑藻提供初步的边界条件数据,也可为其它生态修复常用沉水植物的类似研究提供方法上的借鉴。