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鄱阳湖湿地沉水植物的分布特征及其环境影响因子研究

简美锋  
【摘要】:本文以江西鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区的南矶山、鄱阳湖国家级自然保护区的吴城、东鄱阳湖国家湿地公园的白沙洲和江豚省级自然保护区的龙口等典型湿地为研究区。通过一年四季的周期性调查,对鄱阳湖沉水植物的种类、分布和群落结构进行研究,并采集水样和底泥土壤样品,进行室内实验分析,测定水土主要环境因子。根据不同季节和不同湖泊的变化特点,研究水样和底泥样环境因子的时空变化规律;同时运用典范对应分析CCA(Canonical Correspondence Analysis),基于沉水植物物种多度数据和水土环境因子数据,探讨了不同季节影响沉水植物生长与分布的关键性环境因子;最后根据研究结果为沉水植物的恢复与保护提出相关建议与对策。论文得到国家自然科学基金(D41161035):“鄱阳湖典型湿地沉水植物群落结构及其水环境因子定量研究”的支持与资助。主要研究结果如下:(1)2013年在鄱阳湖湿地共调查到沉水植物12种,分布在6科8属,其中在南矶山湿地分布有所有沉水植物种类。苦草和黑藻属于优势种,也属于广布种,调查区域均有出现,其次是小茨藻,南矶山湿地分布较多。从分析结果看出黑藻和苦草的环境适应力较强,可以选为沉水植物群落恢复工程的先锋物种。(2)运用双向指示种排序方法(TWINSPAN)对春季鄱阳湖湿地沉水植物进行聚类分析,将沉水植物群落分为6个群丛,分别是:苦草+黑藻群从(Vallisneria natans+Hydrilla verticillata)、小茨藻+苦草群丛(Najas minor+Vallisneria natans)、水车前群丛(Ottelia alismoides)、菹草群丛(Potamogeton crispus)、金鱼藻群丛(Ceratophyllum demersum)、刺苦草群丛(Vallisneria spinulosa)。(3)鄱阳湖湿地水体各水质环境因子间存在时空差异。结果表明:总氮(Total Nitrogen,TN)含量(ρ(TN))季节性差异为:冬季春季夏季秋季;总磷(Total Phosphorus,TP)含量(ρ(TP))季节性差异为:春季秋季冬季夏季;化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)含量(ρ(COD))季节性差异为:秋季春季冬季夏季;溶解氧(Dissolved oxygen,DO)含量(ρ(DO))季节性差异为:冬季春季秋季夏季。同一季节不同湖泊的水环境因子变化也不一致,在春季,吴城蚌湖的ρ(TN)最高,达到(1.262±0.776)mg/L,龙口ρ(TP)最高,南矶山的ρ(COD)最高,吴城蚌湖ρ(DO)最高;在夏季,龙口ρ(TN)最高,为(0.937±0.304)mg/L,依然是龙口ρ(TP)最高,吴城朱市湖ρ(COD)值最高,南矶山白沙湖ρ(DO)含量最高;在秋季,吴城蚌湖ρ(TN)最高,为(0.383±0.042)mg/L,龙口ρ(TP)依然最高,吴城蚌湖ρ(COD)值最高,吴城朱市湖ρ(DO)值最高;在冬季,吴城朱市湖ρ(TN)最高,为(3.914±0.769)mg/L,吴城大湖池ρ(TP)和ρ(COD)均最高,南矶山常湖ρ(DO)最高。(4)底泥中的TN和TP在季节变化规律上表现一致,春季TN含量(w(TN))最高,达到(0.080±0.035)mg/g,TP含量(w(TP))为(0.630±0.020)mg/g,而至夏、秋季逐渐下降,冬季介于夏、秋季之间;而总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)含量(w(TOC))则夏季最高,为(1.452±0.680)mg/g,秋季最低。从不同湖泊看,春季南矶山底泥w(TN)、w(TP)和w(TOC)皆最高,且底泥3个指标的变化趋势表现一致;夏季底泥w(TN)和w(TOC)的变化趋势一致,吴城南矶山龙口白沙洲,w(TP)最大值出现在龙口,其他湖泊差异不大,与水体ρ(TP)分布趋势一致;秋季除吴城朱市湖外,其他湖泊底泥3项指标值无明显差异;冬季朱市湖底泥w(TN)、w(TP)和w(TOC)均最高,而吴城大湖池的各指标则最小。(5)典范对应分析(CCA)结果表明:不同季节各环境因子对沉水植物的影响作用表现不同。春季,各水土环境因子对沉水植物均有影响,其中水位深度(D)、底泥总磷w(TP)、p H值、水温(T)和水体透明度(Trans)影响较大;夏季,各环境因子对沉水植物影响程度不一致,主要因子为水体透明度(Trans)、水体总氮ρ(TN)、p H值和水温(T);秋季,各环境因子对沉水植物均有影响,沉水植物主要受溶解氧ρ(DO)、水体总磷ρ(TP)、底泥有机碳w(TOC)和水体透明度(SD)影响;冬季,各环境影响因子影响作用明显不同,关键影响因子为水体总氮ρ(TN)、底泥总磷w(TP)和水体透明度(Trans)。


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