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水体无机碳对沉水植被恢复的影响研究

张彦辉  
【摘要】: 无机碳是绿色植物进行光合作用的基本资源。溶解于水体中的无机碳共有三种不同的存在形式:自由CO_2(溶解于水中的分子形式为CO_2和H_2CO_3)、离子态的HCO_3~-和CO_3~(2-)。近年来发现几乎所有沉水植物的内在光合作用潜力都远远超过水体无机碳的供应量,大部分沉水植物的生长经常受到无机碳的潜在限制。 为了解水华引起的水体无机碳变化对沉水植物生长的影响,对8种沉水植物:金鱼藻,穗花狐尾藻,篦齿眼子菜,光叶眼子菜,微齿眼子菜,伊乐藻,菹草和黑藻在不同无机碳浓度下的生物量、株高、叶绿素以及光合和呼吸速率进行了比较研究。结果表明8种沉水植物均能利用HCO_3~-作为光合无机碳源,外源HCO_3~-浓度在1.5 mmol/L下时能促进金鱼藻、菹草和伊乐藻的生长,提高其光合速率;外源HCO_3~-浓度在2.5 mmol/L下时能促进狐尾藻、光叶眼子菜、黑藻、微齿眼子菜和蓖齿眼子菜的生长,提高其光合速率。在CO_3~(2-)为优势碳源时,8种沉水植物表现出不同的适应性,发现微齿眼子菜、篦齿眼子菜和黑藻在整个实验范围内生长未受抑制,且在不同浓度下表现生长和光合速率的提高,说明这三种沉水植物对[HCO_3~-]/[CO_3~(2-)]比值和pH值具有较广适应范围。而金鱼藻和伊乐藻的生长受到抑制,狐尾藻,菹草和光叶眼子菜均死亡,表明[HCO_3~-]/[CO_3~(2-)]比值和pH值是这5种沉水植物生长的重要限制因子。 通过添加无机碳和曝气的方式改变滇池水体无机碳构成比例的方法,研究了沉水植物篦齿眼子菜,穗花狐尾藻,微齿眼子菜,光叶眼子菜和马来眼子菜在野外条件下种群扩增,以及对水体无机碳的适应性,结果表明添加4.0 mmol/L无机碳能促进篦齿眼子菜和微齿眼子菜的生长,添加0.5 mmol/L无机碳明显促进狐尾藻的生长,夜间曝气的方式一定程度上可以降低水体叶绿素a浓度,抑制藻类的生长。 以滇池福保湾生态恢复区非封闭性围隔和围隔外水域为研究对象,研究了富营养化水体中可溶性无机碳的时空动态变化及其相关影响因素,来探索蓝藻水华爆发至消亡过程中水体无机碳在自然水体中的变化规律。结果表明:福保湾水体叶绿素a浓度和CO_3~(2-)浓度呈极显著正相关(P<0.01),与CO_2浓度均呈极显著负相关(P<0.01),与总无机碳浓度和HCO_3~-浓度均呈显著负相关(P<0.05);水体叶绿素a浓度与水体pH值均呈显著正相关(P<0.05)。


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