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《华中农业大学》 2010年
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太湖沉积物再悬浮对浮游动物摄食及群落结构的影响

蒋伟伟  
【摘要】: 近年富营养化已成为影响湖泊水质的主要因素。太湖自20世纪80年代以来富营养化程度不断加深,生态系统结构与功能严重退化,湖泊水质恶化。控制浮游植物是使湖泊恢复的关键之一。浮游植物不仅与营养盐有关,与浮游动物(尤其是溞属Daphnia)也有密切关系。而现阶段关于生物操纵的研究只考虑到食浮游动物鱼类对浮游动物的影响,但在浅水湖泊,除了滤食性鱼类对浮游动物捕食的影响,沉积物再悬浮对浮游动物的影响也很大。太湖属于典型的浅水湖泊,由风浪导致的沉积物再悬浮是其重要特征之一。沉积物再悬浮可直接或间接对生态系统产生影响,如光照、营养盐释放与吸附,进而影响浮游植物。沉积物再悬浮对浮游动物也有直接或间接的影响。浮游动物在富营养化湖泊生态修复中有重要的作用,而了解沉积物再悬浮等浅水湖泊过程对浮游动物的影响,将有助于揭示浅水中浮游动物群落结构变化的机理,从而为浮游动物调控与富营养化湖泊修复提供依据。 2008年5月至6月在太湖梅梁湾岸边进行不同程度沉积物再悬浮模拟实验。持续外源营养盐输入情况下,实验设3个处理:(1)沉积物强再悬浮处理(strong resuspension, SR),每天连续扰动11h;(2)沉积物弱再悬浮处理(weak resuspension,WR),每天连续扰动5h;(3)沉积物无再悬浮处理,即对照(control treatment, C),每个处理3个平行。结果显示,不同再悬浮处理对浮游动物群落结构有显著的影响。对照组中大型枝角类溞属Daphnia carinata占优势,而再悬浮组轮虫与小型枝角类占优势。当沉积物发生再悬浮时,浮游动物的变化趋势是大型浮游动物(如枝角类溞属Daphnia)和桡足类Copepod向小型浮游动物(如轮虫和象鼻溞Bosmina)演替。沉积物再悬浮对大型枝角类(Daphnia)影响较大,生长受到抑制;桡足类影响较弱;而对轮虫和小型枝角类则有促进作用。 为了进一步探讨沉积物再悬浮程度对浮游动物群落的影响,2009年4月至5月进行了更高沉积物再悬浮强度的实验。实验设计3种不同的再悬浮程度,即3个处理:(1)沉积物强再悬浮处理(strong resuspension, SR),水泵每天连续扰动24 h;(2)沉积物弱再悬浮处理(weak resuspension, WR),水泵每天连续扰动5 h;(3)沉积物无再悬浮处理,即对照(control treatment, C),每个处理3个平行。结果显示实验后期简弧象鼻溞与轮虫丰度在弱再悬浮处理中高于强再悬浮处理。因此,再悬浮强度和悬浮质浓度超高,也会抑制小型浮游动物生长与繁殖。 2009年9月11日至12日,在室内模拟了沉积物再悬浮对大型枝角类隆线溞(Daphnia carinata)摄食影响的研究。实验设4个处理:沉积物无再悬浮,不加浮游动物(no sediment resuspension without zooplankton, C);沉积物无再悬浮,加入浮游动物(no sediment resuspension with zooplankton, Z);沉积物再悬浮,不加浮游动物(sediment resuspension without zooplankton, R);沉积物再悬浮,加入浮游动物(sediment resuspension with zooplankton, RZ),每个处理4个平行。结果显示,沉积物再悬浮使Daphnia carinata摄食率降低,生长缓慢。沉积物进入Daphnia carinata滤食器官,阻塞滤食器,以减少浮游植物的摄食。沉积物进入Daphnia carinata肠内也会影响对浮游植物的消化吸收效率,进而减缓其生长。所以,沉积物再悬浮对Daphnia carinata摄食的影响是溞属数量减少的主要原因。 沉积物再悬浮是浮游动物群落结构变化的主要决定因子之一。在大型浅水湖泊,沉积物再悬浮频繁、剧烈,即使降低食浮游动物鱼类数量,大型枝角类可能还是难以恢复。因此,在应用以食物网调控为主要手段进行湖泊生态修复时,除了考虑鱼类对浮游动物的控制作用,也必须考虑沉积物再悬浮的影响。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q958.8

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