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蓖齿眼子菜(Potamogeton pectinatus L)生物、生态学及其在滇池富营养水体生态修复中的应用研究

陈开宁  
【摘要】: 当今世界,水生高等植物恢复与重建已成为修复受损水域生态系统研究领域重要方向。本文简单介绍了湖泊水生植被恢复相关理论与研究,并就有关蓖齿眼子菜研究现状进行了概述。通过对蓖齿眼子菜(Potamogeton pectinatus L)生物、生态学的研究,较详细地总结了滇池地区蓖齿眼子菜的生物学与生态学特性、生活史、生物量变化、生存策略、与环境关系,并进行了蓖齿眼子菜的种植试验,提出了在湖泊中恢复与发展蓖齿眼子菜种群的方法。 野外观察和室内栽种试验结果表明,蓖齿眼子菜生态幅度宽,生于从微酸至微碱湖泊、从静水的池塘到流速很大河流、各淡水及咸水水体;从底质条件看,从富氧的沙质底到缺氧富含有机物的淤泥均有生长;蓖齿眼子菜还可以生长在透明度很低(30cm左右),水深近3m,有大量蓝藻水华和丝状藻胁迫的超富营养化水体中。蓖齿眼子菜常与马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)混生。从形态方面看,蓖齿眼子菜为典型高植冠(Tall canopy form)沉水植物,地上部分生物量集中在水表层,在与其它沉水植物和藻类对光的竞争方面具有较大优势;随环境变化,蓖齿眼子菜的形态有较大差异。 蓖齿眼子菜在滇池地区一年四季均可以生长,种群规模于每年2月份左右最小。蓖齿眼子菜具有较大的根系统,地下生物量占总生物量的15.8-51.5%。 蓖齿眼子菜为了适应各种各样的水环境,发展了其广泛而高效的繁殖策略。在有性繁殖方面,蓖齿眼子菜具有水表和水下气泡两种传粉方式,种子发生量平均为749-2140粒m~(-2),种子库持续时间较长,但种子的发芽率极低,蓖齿眼子菜种子原位萌发试验结果表明,仅为6%左右。在无性繁殖方面,蓖齿眼子菜可以通过断株、根状茎、地上块茎、地下块茎、地上茎节以及叶腋基部进行繁殖,其中最重要的是地下块茎和根状茎,次年种群恢复主要来自于地下块茎。 室内不同方法处理种子试验显示,恒定的高温不是蓖齿眼子菜种子的发芽的主导因素,较高的变温可以显著提高蓖齿眼子菜种子的发芽率;蓖齿眼子菜种子发芽也不受光的影响;用KNO_3、硫脲化学处理和赤霉素处理对蓖齿眼子菜种子的发芽率影响不大,而模拟动物食道的酸处理对发芽率则有较大影响;划破种皮促进种子萌发的效果最佳,可以将蓖齿眼子菜种子的发芽率从6%以下提高到60%左右;此外,层积处理也能在一定程度上提高蓖齿眼子菜种子的发芽率。 2 南京农业大学硕士论文:蓖齿眼子菜生物、主态学及孔在滇池富营养水体生态修复中的应用研亢11 一 水下光照与水温对蓖齿眼子菜光合产氧影响试验表明,光强越大,光合产氧量越高, $—W 水温10-25’C内有较高光合产氧量,最高出现在25’厂,30’C时光合产氧量大大减少。- 在川-30’厂范围内,蓖齿眼子菜光补偿点为358-1256LX,并随温度的升高而上升。结J 合对滇池水下光照强度的测定值、蓖齿眼子菜光补偿点和水位波动三方面因素分析,蓖 齿眼子菜可以分布于3m左右的范围内,此结论通过全湖蓖齿眼子菜分布调查得到验证。 蓝藻水华胁迫沉水植物生长实验显示,蓖齿眼子菜对蓝藻水华具有较强的耐受能 力,而竹叶眼子菜受蓝藻胁迫22天后,生物量下降了57.1%。 蓖齿眼子菜等4种沉水植物室内净化试验表明,蓖齿眼子菜具有较强的净化能力, 对水体中氮磷去除率分别达到64%和 83%。通过室外蓖齿眼子菜大型围隔净化试验及 滇池中蓖齿眼子菜生长地段与无水生高等植物生长地段的水质比较,进一步阐明了蓖齿 眼子菜,在湖泊富营养化控制中发挥的重要作用,蓖齿眼子菜不仅对滇池水质起到了净 化作用,而且对湖泊沉积物中营养物质去除也有较大的贡献。 蓖齿眼子菜在滇池中种植试验结果显示,利用蓖齿眼子菜块茎的栽种方法效果最; 佳,蓖齿眼子菜种子必须经过处理,直接播撒的方法效果较差。 此外,大型围隔试验显示,蓖齿眼子菜在水面的覆盖率要达到60%以上才能够显著。 改善水质,40%以下的覆盖率对水质影响不显著。 最后,在大量研究的基础上,提出了在湖泊中恢复与重建蓖齿眼子菜的方法。


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