富营养化湖泊水生植被恢复及其生态效应研究

摘要

水体富营养化导致水生植被衰退、蓝藻水华爆发、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。同时还跟踪监测了三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TN、NH4+-N、TP、水下消光系数(Kd)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(SD)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TN、TP、NH4+-N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。
　　 苦草是我国常见的沉水植物之一，具有重要的生态功能，是湖泊水生植被重建的先锋种之一。本研究通过设置沙质、泥质及沙质泥质间隔的底质类型，对不同底质类型条件下苦草的生物量、分株数及生物量配比等生长指标进行了研究，同时，也研究了可溶性糖、淀粉、游离氨基酸、组织碳氮磷等碳氮代谢生理情况。结果显示，在营养贫瘠的沙质底质中，苦草的生物量、分株数显著低于营养较丰富的泥质底质，但在生物量的分配上，沙质底质中苦草根茎生物量占总生物量的比重远远高于泥质底质，且在沙质与泥质底质间隔分布的处理中，苦草的分株数更多的分布于沙质底质中;生理指标上，沙质底质中苦草根和叶的可溶性糖和游离氨基酸均显著高于泥质底质，茎的可溶性糖含量沙质底质显著低于泥质底质，而茎的游离氨基酸含量两者无区别，淀粉含量沙质底质根部显著低于泥质底质，而茎叶显著高于泥质底质，两种底质中苦草根茎的碳含量也差异显著，苦草不同组织中氮含量不随底质中氮含量的变化而变化，但磷含量明显随底质中磷营养盐的升高而升高。所以，底质类型对苦草的生长和生理代谢均存在很大影响，总体来看营养丰富且孔隙较大的底质更适于苦草分株的增加和生物量的积累，但底质类型与苦草生理代谢之间的相互作用机制还需要深入研究。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1 湖泊富营养化

1．1 湖泊富营养化问题

1．2 湖泊富营养化的危害

1．3 我国湖泊的富营养化现状

1．4 湖泊富营养化导致的大型水生植物衰退

2 水生植物概述

2．1 大型水生植物的基本概念

2．2 大型水生植物的生态功能

2．3 影响水生植物的诸多生态因子

3 富营养化湖泊水生植被恢复

3．1 研究进展及存在的问题

3．2 富营养化湖泊生态修复的主要内容

3．3 湖泊生态系统水生植被恢复的理论依据与技术

4 苦草的生物学特性及其在水体生态修复中的应用

4．1 苦草的生物学特性

4．2 苦草在水体生态修复中的应用

5 本文的研究内容及意义

第二章 富营养化湖泊围隔中重建水生植被及其生态效应

1 前言

2 材料与方法

2．1 实验地点与材料

2．2 样品采集及分析

2．3 数据统计分析

3 结果

3．1 围隔内水生植物的生存扩展情况

3．2 不同处理组水体水质变化

3．3 不同处理组沉积物及其间隙水水质变化

3．4 不同处理组浮游生物情况

4 讨论

第三章 不同底质环境对苦草生长及碳氮代谢的影响

1 前言

2 材料与方法

2．1 实验地点与材料

2．2 实验设计

2．3 样品采集及分析

2．4 数据统计分析

3 结果

3．1 不同处理组的水体及底质环境

3．2 不同处理组的苦草生长情况比较

3．3 不同处理组苦草碳代谢比较

3．4 不同处理组苦草氮代谢比较

3．5 不同处理组苦草组织磷含量比较

4 讨论

4．1 不同底质环境对苦草生长的影响

4．2 不同底质环境对苦草碳氮代谢的影响

参考文献

致谢

附录：在读期间学术论文发表情况