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不同底质下鄱阳湖典型沉水植被的生长研究

朱文博  
【摘要】:本文根据鄱阳湖第二次科考调查结果,为了解沉水植物大面积减少,优势种发生改变的现状,通过实验模拟一个生长周期鄱阳湖不同底质下主要沉水植物苦草(Vallisneria natans)、马来眼子菜(Potomogeton malaianus)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生长,将其分为9组,分别为苦泥(KN)、苦草(KC)、苦沙(KS)、马泥(MN)、马草(MC)、马沙(MS)、黑泥(HN)、黑草(HC)、黑沙(HS),从植株生长状况、生理特性和叶绿素荧光动力学技术等方面去分析各自差异性和共性,为鄱阳湖沉水植物恢复和重建提供一些必要的基础资料和理论参考。(1)通过单因素方差分析发现,不同底质对沉水植物的生长有显著性差异(P0.05),且三种植物在泥滩中都有较好的生长,说明高营养底质有利于沉水植物生长;从Pearson相关性分析发现,根系活力与根长长短并无直接关系,根系活力高低反映株高高低,与植株长势有关;从生长指标发现,黑藻的长势显著好于其他两种沉水植物(P0.05),马来眼子菜更适合在草洲这类硬质土壤生长,苦草适应性较好,在三种底质均有较好生长,且冬季耐寒能力较强。(2)沉水植物能够显著改善水体水质。在实验过程中发现,植物生长可以抑制藻类叶绿素的释放,同时吸收大量氮和磷等营养物质,增加水体溶解氧,改变水体p H值和氧化还原电位,同时增加实验系统营养盐迁移转化能力;对于水体营养盐,苦草祛除率显著高于其他两种植物(P0.05),这与苦草有较为发达的根系有关,发达的根系对营养盐吸附作用起到关键;底质中,黑藻降低TN含量效果显著(P0.05),而苦草降低TP含量显著(P0.05),这与黑藻茎叶生长旺盛,对土壤中释放氮具有很好的吸收,而磷元素多沉积在土壤中,苦草根系的吸附作用对其产生较大影响。(3)不同底质下沉水植物各项生理活动有明显差异。不同底质对沉水植物抗氧化酶受到的影响不同,POD活性表现为先上升后下降趋势,且苦草和黑藻受到营养盐的胁迫,升高后出现明显下降,说明胁迫对其造成的影响已破坏了POD的生理功能,造成自由基积累和膜脂过氧化,使苦草、黑藻进入衰亡阶段,与生长指标在该实验阶段出现衰败腐解相一致,说明高营养底质对沉水植物是一种逆境胁迫,可以抑制其增长,同时黑藻和苦草对其有一定的耐性,但随着时间的增长而导致变弱。(4)本实验研究发现,9组实验组中Fv/Fm数值均小于0.7,说明已经受到水体中营养盐胁迫,导致PSII反映中心遭到损伤,说明沉水植物光合作用速率已呈衰退状态,轮叶黑藻的Fv/Fm显著高于其他两种沉水植物(P0.05),说明在PSII反映中心内,轮叶黑藻转换效率较高,马来眼子菜较低;而在不同底质下,泥滩的Fv/Fm显著高于草洲和沙滩(P0.05),说明高营养土壤对植物生长具有有利方面,同时良好的生长带来了更高的光能转换效率;从光合响应曲线可以看出,随着有效光辐射PAR上升,光合电子传递速率ETR呈上升趋势,但上升速率逐渐降低,当PAR数值为276和615对光曲线变化有显著影响(P0.05)。实验发现光合效率马来眼子菜显著高于苦草和黑藻(P0.05),说明马来眼子菜耐强光较好的优势种,而苦草是有耐弱光较好的优势种。基于上述结果推断,1)轮叶黑藻适应能力最强,生长力旺盛,马来眼子菜长势较差,适应能力较弱;2)水质净化能力方面,苦草优于其他两组,耐污和去污能力较强,马来眼子菜冬季衰败腐解现象明显,二次污染较严重,不适合在低营养土壤中生长;3)苦草耐光能力较弱适合在水下生长,马来眼子菜和轮叶黑藻耐强光能力强,适合在水位上层生长。


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