淮南采煤沉陷浅水湿地水生植物群落重构模式研究

摘要

水生植物在湖泊生态系统的营养循环中处于核心环节，是维持生态系统稳定的必要条件，是整个食物链赖以存在的物质基础。优化水生植物群落，尤其是对沉水植物群落进行恢复，是水生生态系统健康、稳定的的必要条件。高等水生植物在水生生态系统中扮演着重要角色，是水环境的重要组成部分和初级生产者，对水环境具有重要的调节作用。水生植物能够为大型的浮游甲壳动物提供避难所，为鱼类提供生存必须的食物、产卵地和育肥栖息场所，从而提高了湖泊生态系统的物种多样性和稳定性。水生植物还能吸收水体中的氮、磷等营养物质，控制湖泊水体的富营养化，维护湖泊生态系统演替，具有重要的意义。同时水生植物能提高水体透明度、净化水质，影响着水体中各种水生生物的组成和分布。
　　通过对安徽省常见浅水湖泊的水生植物群落的组成及其分布格局的调查分析，筛选了菰（Zizania latifolia）、莕菜（Nymphoides peltatum）、水鳖（Hydrocharisdubia）、苦草（Vallisneria natans）、黑藻（Hydrilla verticillata）、大茨藻（Najas marina）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）、狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）、菹草（Potamogeton crispus）、竹叶眼子菜（Potamogeton malaianus）作为工具物种，对淮南市潘集区的采煤沉陷湿地进行水生植物群落重建。重构以沉水植物苦草为优势种，挺水植物以菰为优势种，浮叶植物以莕菜为优势种及其他沉水植物斑块状分布的水生植物群落。
　　采煤活动所致的动态沉陷湿地具有动态性、高潜水位和生态脆弱性特点，探明此类人工重构湿地区的水生植物群落的生物学特性及其竞争机制，有助于为采煤沉陷区浅水湿地的水生植物群落修复提供科学依据。本文以淮南潘集区后湖生态园人工重构的沉水植物优势种苦草为例，采用样方调查法，研究苦草的生物学特性及其与其它水生植物的竞争机制。为修复采煤沉陷湿区湿地生态环境，水生植物群落重构和科学管理提供科学指导，利于维持重构区的水生植物群落稳定，为生态渔业提供稳定高效的初级生产者，保持物种多样性，充分发挥沉陷湿地的生态服务功能。
　　人工重建后经过调查在实验区共发现湿地植物31科49属69种，其中单子叶植物9科25属28种，双子叶植物22科37属41种。湿生植物主要以狗牙根+小飞蓬为优势群丛，伴生种为千金子和糠稷;挺水植物主要以水烛+菰为优势群丛，伴生种为芦苇和弯喙慈菇;浮叶植物主要莕菜为优势种，伴生种为水鳖和苹;沉水植物主要以苦草为优势种，伴生种主要有狐尾藻、菹草、竹叶眼子菜和黄花狸藻。
　　研究结果表明:(1)沉陷区苦草的生物学特性与浅水湖泊较一致。主要表现在苦草的繁殖方式、传粉方式、生活史方面，但研究区苦草以有性繁殖为主。(2)沉陷区苦草与当年繁殖形成的水烛群丛(Ass.Typha angustifolia)能共生，但生物量很低;与形成时间为2年以上的水烛群丛处于竞争劣势，在水烛群丛盖度达到90％时候苦草群落逐渐消失。(3)沉陷区苦草与浮叶植物莕菜群丛(Ass.Nymphoides peltatum)、苹群丛（Ass.Marsilea quadrifolia）处于竞争弱势，其盖度、株高、生物量等指标都明显下降。(4)沉陷区苦草与沉水植物竹叶眼子菜群丛（Ass.Potamogeton malaianus）处于竞争劣势，苦草与沉水植物黑藻(Ass.Hydrilla verticillata)、狐尾藻（Ass.Myriophyllum verticillatum）、大茨藻(Ass.Najas marina)、金鱼藻群丛（Ass.Ceratophyllum demersum）在研究区占据不同水层空间，种间竞争不强烈，能较好的共存。总之苦草较之于同一水层位置、相似生长型的植物具有较明显的竞争优势，对于具有不同生长型，尤其是挺水植物和浮叶植物，处于竞争劣势。(5)水生经济动物对水生植物群落具有明显的调控作用，当中华绒螯蟹投放密度为200只/亩时，能够维持实验区水生植物群落的物种多样性和群落的稳定性，实现重构区生态效益与经济效益的平衡。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1、研究背景

2、研究目的、意义和主要内容

2．1 研究目的与意义

2．2 主要研究内容

第二章 材料与方法

1、研究区域概况

2、实验材料

2．1 水生植物群落重构的工具物种

2．2 实验区本底水生植物

3、实验方法

3．1 水生植物群落重构工程设计

3．2 苦草的生物学特性及其竞争机理研究

4、技术路线

4．1 实验工具物种筛选流程图

4．2 课题研究技术路线图

第三章 结果与分析

1、实验区本底植物群落的分布与组成

2、重构区水生植物群落生物学特征及其竞争关系研究

2．1 优势种苦草的生物学特性

2．2 苦草生长指标的周年变化

2．3 苦草的繁殖特性

2．4 重构区其他水生植物生物学指标周年动态变化

2．5 优势种苦草与其他水生植物的竞争关系

第四章 讨论

1、影响苦草繁殖策略的因素

2、苦草与挺水植物水烛的竞争关系分析

3、重构区水生植物群落的管理与维护

4、水生经济动物的引入对水生植物群落的影响

5、人工重构水生植物群落促进了沉陷湿地的生态修复

第五章 结论与展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士期间的学术成果