大型水生植物腐烂分解的研究

摘要

大型水生植物是构成水生生物多样性的主体之一，其腐烂分解是水体元素循环的重要环节，对水体营养平衡具有重要调节作用，研究水生植物分解对认识湖泊内营养归转、生物沉积以及湖泊营养收支等有着重要意义。目前分解研究关于陆生植物的较多，对大型水生植物腐烂分解的研究相对较少。本文研究了浮叶植物荇菜（Nymphoides peltatum）、沉水植物菹草（Potamogeton crispus）分解对物种混合的响应，大型无脊椎动物对荇菜、菹草及其物种混合分解的影响，对水生植物总磷测定的消化方法上做了探讨。 主要研究结果如下: 1.荇菜和菹草两单种的分解速率与初始N含量呈显著正相关关系(p＜0.05，r=0.862)，分解90天后的干重剩余率分别为24.74％和44.91％。物种混合干重剩余率在分解初期阶段的实测值比期望值高6.63％(p＜0.05)，表明物种混合对分解速率具有拮抗效应，但在随后的分解时间里无显著的混合效应，分解90天后干重剩余率为30.39％。荇菜和菹草分解初期N、P元素释放迅速，随后缓慢下降。荇菜N、P剩余量均小于菹草。物种混合N、P动态在分解初期呈一个快速释放的过程，但在随后的分解阶段N元素释放或积累，P元素持续释放，最终N、P均表现为净释放(43.60％，15.88％)，与两单物种分解的N、P动态的规律基本一致。另外，总酚在物种混合分解初期释放迅速，随后释放缓慢。在分解初期的N、P释放阶段，物种混合的N、P剩余率实测值比其期望值分别高14.36％和12.88％(p＜0.05)，表明物种混合对初期N、P元素释放具有拮抗效应，在随后的分解过程中对N元素无显著的混合效应，但分解后期P剩余率实测值比期望值低4.26％(p＜0.05)，表现为协同效应。结果表明，荇菜和菹草混合分解存在非加和效应，即单物种的分解速率和营养动态变化不能用来预测两物种混合的分解速率和营养动态变化。物种混合在分解的不同阶段其分解效应不同，这说明混合效应具有一定的时间依赖性。此外，混合效应与浮叶植物和沉水植物其初始质量特征有较密切的关系。 2.在大型无脊椎动物参与分解的情况下，荇菜分解速率提高了51.04％，N、P释放速率分别提高了41.42％，36.87％。菹草的分解速率提高了71.30％，N、P释放速率分别提高了75.82％,68.61％,物种混合分解速率提高了62.86％,N、P释放速率分别提高了62.50％，54.31％。物种混合在有或无大型无脊椎动物参与分解时分解速率均无显著地混合效应;物种混合实测N释放速率显著小于期望值，表现出拮抗效应，但当大型无脊椎动物参与分解时拮抗效应消失;在有或无大型无脊椎动物参与分解时P释放速率均存在拮抗效应。相关分析显示，5mm网孔分解袋内大型无脊椎动物类群相对密度和个体的相对密度与分解速率，N、P释放速率呈正相关关系，群落香农-维纳多样性指数与分解速率及N、P释放速率无相关关系。大型无脊椎动物的存在促进了荇菜、菹草及物种混合的分解和营养元素的释放，且与大型无脊椎动物类群相对密度和个体相对密度正相关。此外，荇菜和菹草混合分解N释放速率相互作用会因大型无脊椎动物的参与发生变化。我们的研究结果为进一步研究水生植物分解的影响因素提供了资料，可为湿地物种多样性保护管理提供参考。 3.利用催化法(H2SO4-K2SO4-CuSO4-Se)和氧化法(H2SO4-H2O2)两种消化方法测试定了16种水生植物中总磷含量，结果表明两种消化方法总的消化时间大致相当，且都有很高的准确度，虽然两种消化方法总磷测定结果差异显著，但是存在显著正相关关系。结果表明，在水生植物总磷测定中，催化法(H2SO4-K2SO4-CuSO4-Se)比氧化法(H2SO4-H2O2)更简便、安全，是理想的消化方法，并且可通过回归方程将一种方法的测定结果换算成另一种方法的测定结果。

目录

声明

摘要

1．1水生植物分解作用综述

1．1．1水生植物分解作用机理

1．1．2水生植物分解过程中氮磷元素的变化

1．1．3水生植物分解作用研究方法

1．1．4水生植物分解作用影响因素

1．2研究内容、目的和意义

2大型水生植物荇菜和菹草分解对物种混合的响应研究

2．1引言

2．2材料与方法

2．2．1实验材料

2．2．2实验方法

2．2．3样品采集与分析

2．2．4统计分析

2．3结果

2．3．1荇菜和菹草的初始质量特征

2．3．2荇菜、菹草及其混合分解的干重动态变化

2．3．3荇菜、菹草及其混合分解的N、P动态变化

2．4讨论

2．4．1质量特征对荇菜和菹草分解的影响

2．4．2物种混合对分解速率和养分释放的影响

3大型无脊椎动物对荇菜、菹草及其混合分解的影响

3．1引言

3．2材料与方法

3．2．1研究区概况

3．2．2实验设计

3．2．3样品采集与分析

3．2．4统计分析

3．3结果与分析

3．3．1荇菜和菹草的初始质量特征

3．3．2大型无脊椎动物

3．3．3大型无脊椎动物对荇菜、菹草及其混合分解速率的影响

3．3．4大型无脊椎动物对荇菜、菹草及其混合N、P释放速率的影响

3．3．5大型无脊椎动物群落特征与荇菜、菹草及其混合分解的相关性

3．4讨论

4．1引言

4．2实验部分

4．2．1仪器与试剂

4．2．2实验材料

4．2．3方法步骤

4．2．4数据统计与分析

4．3实验结果

4．3．1两种方法之间的差异

4．3．2两种方法之间的相关性

4．3．3两种消化方法磷回收率

4．4结论与讨论

5．1主要研究结论

5．2创新点

5．3研究展望

参考文献

攻读学位期间发表或拟发表的学术论文

致谢