洱海沉水植物的光合特性与分布水深的关系

为研究沉水植物光合特性与其分布水深的关系,选取黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans)、水蕴草(Egeria densa)、大茨藻(Najas marina)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、光叶眼子菜(Potamogeton lucens)和穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)等15种洱海常见沉水植物,测定其光合作用参数。结果表明:光合速率为2.8—18.1μmol O_(2)/(g DW·h)、暗呼吸速率为0.3—2.0μmol O_(2)/(g DW·h)、光补偿点为6.3—63.8μE/(m^(2)·s)、光饱和点为55.6—441.5μE/(m^(2)·s),不同沉水植物间光合作用参数存在显著差异。结合洱海全湖沉水植物分布水深调查结果,沉水植物的光补偿点和光饱和点与分布水深呈显著负相关;苦草与其他物种比较具有更低的光补偿点6.3μE/(m^(2)·s)、光饱和点55.6μE/(m^(2)·s),更适宜在深水或弱光条件下生长,可作为沉水植被修复的先锋物种。

洱海湖滨带水生植物多样性及分布现状

湖滨带水生植物对湖泊生态系统健康的维持具有重要作用。为了解当前洱海湖滨带水生植物现状,本研究于20202021年间每季度对洱海湖滨带水生植物进行调查。调查结果表明:①洱海湖滨带现有水生植物206种,属56科156属,其中湿生植物149种,挺水植物24种,沉水植物21种,漂浮植物7种,浮叶植物5种;常见种有狗牙根(Cynodon dactylon)、菰(Zizania latifolia)、苦草(Vallisneria natans)、菱(Trapa bispinosa)等,偶见种为忍冬(Lonicera japonica)、披碱草(Elymus dahuricus)等。②从区系分布来看,洱海湖滨带物种主要为世界分布(83种)和热带分布(55种)两种类型,分别占总物种数比例的40.28%和26.71%。③在植物群落方面,洱海湖滨带共有18个主要植物群落类型,其中湿生植物群落4种,挺水植物群落3种,沉水植物群落9种,浮叶植物群落2种;以狗牙根群落、菰群落、苦草群落、菱群落为主。通过与历史文献结果的对比分析得出,近年来洱海湖滨带水生植物多样性有了显著提高,但目前存在挺水植物群落类型单一等问题,后续应继续加强湖滨带建设,以改善生境,增加物种多样性。

黑藻(Hydrilla verticillata)生长和锚定的沉积物条件需求初步研究

恢复沉水植被是湖泊生态修复工程中的关键环节,明确沉水植物生长和锚定的环境条件是恢复沉水植被的重要前提。本研究以湖泊生态修复常用的沉水植物黑藻(Hydrilla verticillata)为例,结合文献分析、控制实验和野外调查3种方法研究了其生长和锚定的沉积物条件需求。结果表明,黑藻在沉积物有机质含量为0.16%~38.36%、密度为1.08~2.06 g/cm^(3)、含水率为19.80%~78.14%的范围内能正常生长,在沉积物有机质含量为0.64%~21.84%、密度为1.09~2.06 g/cm^(3)、含水率为25.32%~72.06%的范围内适宜生长;在沉积物有机质含量为0.29%~18.30%、密度为1.16~2.06 g/cm^(3)、含水率为19.80%~72.17%的范围内,黑藻植株能够稳定定植。本研究结果可为恢复黑藻提供初步的边界条件数据,也可为其它生态修复常用沉水植物的类似研究提供方法上的借鉴。

金鱼藻抗氧化酶对水体无机氮升高的响应

为了研究水体富营养化引起的无机氮升高对沉水植物的胁迫 ,本研究用 4种浓度的碳酸铵和 5种浓度的硝酸钾对金鱼藻进行急性处理 ,分别在 5— 4 8h内测定植株超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶 (APX)的活力。结果表明铵盐处理下 4种酶中CAT活性变化最大 ,在 5— 15h时其活性与处理浓度正相关。更长时间 2 4h处理则导致响应停止。硝酸盐处理下SOD、APX和CAT活性在 2 4h时才有明显升高。SOD和CAT活性在 4种酶中变化最大 ,它们对处理浓度变化的响应趋势都是在低浓度处理上升然后在较高浓度下降。在铵盐和硝酸盐处理下APX活性都是在 4种酶中最低 ,其变化规律与CAT相当一致。本研究表明CAT对铵盐胁迫响应较快 ;SOD和CAT对硝酸盐胁迫的响应速度较铵盐慢 ;

影响鸡肉风味的主要因素

讨论遗传因素和环境因素两方面与鸡肉风味的关系.遗传因素主要包括:品种、性别、日龄和化学成分等;环境因素主要包括:饲料成分、饲养管理、气候以及屠宰前、屠宰中和屠宰后对肉质风味的影响.

洱海近50a来沉水植被演替及其主要驱动要素

依据文献报道的洱海水质、水文(水位)和沉水植被(物种组成、生物量及分布面积)数据,分析了近50年来洱海的水质变化、水位波动情况以及沉水植被的演替过程,探讨了驱动洱海沉水植被演替的主要环境因子.分析表明,洱海沉水植被群落经历了原生、过渡、顶级和衰退等主要阶段;自1980s以来,流域入湖营养盐增加、水质持续下降、藻类生物量逐年升高、沉水植被群落结构简单化和抑藻功能退化等因素是驱动洱海沉水植被演替与分布的原动力,水位大幅波动加速了洱海水生态系统由清水态向浊水态转变,并导致沉水植物大量衰退和某些特有物种消失.因此,在洱海水生态系统的治理以及沉水植被的恢复过程中,应优先考虑降低外源营养盐输入和优化水位调控.

洱海苦草(Vallisneria natans)水深分布和叶片C、N、P化学计量学对不同水深的响应

湖泊水深是影响沉水植物生长、繁殖与分布的重要环境因子，水深增加改变了水下光照、风浪和底泥特性等，因而可能导致沉水植物的生理生化指标发生相应变化．本研究通过对云南洱海沉水植物苦草（Vallisneria natans）随水深分布的情况进行调查，并分析了定植于不同水深的苦草叶片碳（C）、氮（N）和磷（P）含量及其比率，以阐明水深变化对苦草叶片生态化学计量学的影响．结果表明洱海苦草定植的水深范围为0．5～5．6m，在1．5～2．4m处达到最大频度，在2．5～3．4m处达到最大相对生物量，这表明苦草在洱海中的最适生长深度在1．5～3．4m范围内；苦草叶片C、N和P含量平均值分别为356．10、26．13和3．54mg／g，C：N、C：P和N：P的平均值分别为14．38、113．46和7．85；苦草叶片C含量、C：N和C：P均随水深增加而降低，N和P含量则随水深增加而升高，N：P在0．5～1．4m较高，其余水深梯度之间则没有显著差异．总体上，苦草叶片C、N、P含量及其化学计量特征显著地受到了湖泊水深的影响．另外，本研究还发现水深的增加使得苦草叶片N、P含量发生聚敛，这导致其N、P之间的耦合性变弱．

水深梯度对苦草(Vallisneria natans)克隆生长与觅食行为的影响

为了解水深梯度对苦草克隆生长与觅食行为的影响,通过大型原位浮台实验,将苦草幼苗盆栽后悬挂在不同水深(1.0、2.5、4.0、5.5、7.0 m)下培养,比较其生物量、无性系分株数、出芽数、株高、最大根长和匍匐茎总长的变化,并且评估了植株生物量对这些性状的影响.研究结果表明,随水深的增加苦草的生物量、无性系分株数、出芽数、最大根长、匍匐茎总长均显著降低,而株高随水深梯度呈先增加后降低的趋势.植株生物量仅对出芽数没有显著影响.水深梯度与植株生物量的交互作用仅对无性系分株数和匍匐茎总长有显著影响,而对其他性状没有显著影响,说明这两个性状对水深的响应受到个体发育的影响.

武汉东湖水生植被重建及水质改善试验研究

普遍存在的水体富营养化及水生植被衰退引起水生态系统崩溃和水质恶化,受损湖泊进行水生植被(特别是沉水植被)的修复/重建被认为是改善湖泊水质和湖泊生态恢复的重要手段。研究在严重富营养化的东湖水果湖边建立的围隔中开展,采用多种措施对围隔的底质和水质进行适当改善,依据自然湖泊中水生植被分布和植物种类组成的特点,选用14种常见的土著水生植物在该区进行移栽与群落构建。经过水生植被的重建,所移栽的14种水生植物全部存活,并建立起相对稳定的植被群落,而且经过随后4个月的水质监测,发现植被重建后围隔内的水质得到显著改善,尤其是水的色度、透明度和叶绿素含量改善最为明显,与围隔外(即东湖I站)相比,围隔内除NO3-外湖水中的各种营养盐含量以及底泥中TP的含量都不同程度的降低,其中以TPW降幅最大;PCA分析发现构建的植物群落结构主要受水体的TPW、氨氮浓度、电导率、水下消光系数以及底泥的TPS影响;pH、COND、ORP、TPs、DO、碱度、Kd、PO43-、NO3-、TPW和DIC这些主要的环境梯度对构建的水生植物群落中各层片上的各种优势物种体内TN、TP含量影响最大。总而言之,本研究实现了水体从"浊水态"向"清水态"的快速转换。这一结果表明在富营养湖泊中通过建立围隔,采用"化整为零"的策略逐步恢复水生植被是一个可行方案。此外,增加水生植物物种多样性可以增加植被恢复的成效。

洱海水生植物与浮游植物的历史变化及影响因素

水生植物与浮游植物是湖泊清水稳态和浊水稳态的优势初级生产者代表类群。洱海是云贵高原第二大淡水湖泊,经历了从贫营养、中营养到富营养化初期的过程。文章根据文献资料分析了从1977到2009年期间沉水植物种类、水生植物分布面积、浮游植物细胞数量等变化,研究发现伴随着藻类水华暴发频次的增加,沉水植物种类、水生植物分布面积随时间显著减少,浮游植物细胞数量显著增加。通过对1985—2009年水体总磷和总氮分析发现,营养盐与浮游植物细胞数量成显著正相关;而同期水体透明度显著降低,并且与沉水植物种类数成显著正相关,与浮游植物细胞数量成显著负相关;同期气温随时间显著升高,且与浮游植物细胞数量成显著正相关;同期洱海水位波动也很大。水体氮磷营养含量的增加、透明度降低、气候变暖、水位波动等是影响洱海草藻长期变化的重要因素。在气候变暖的背景下,控制水体氮磷等营养含量、提高透明度、提高沉水植物种类多样性、科学制定合理的水位是促使洱海保持清水稳态、避免进入浊水稳态要采用的重要措施。

2014年武汉东湖水生植物多样性及其分布特征

全球众多湖泊发生富营养化并造成诸多环境问题,为了解武汉东湖数十年富营养化历程中水生植物多样性和分布情况,2014年对武汉东湖的4个主要湖区沿岸带的水生植物进行了调查,包括郭郑湖、汤林湖、团湖和后湖4个湖区,总共设置20个采样点,每个采样点设3个样方(沿岸带挺水植被,1 m×1 m;沉水植物,0.2 m×0.2 m).结果表明:东湖现存水生植物共计16科17属19种,其中狭叶香蒲、莲和菱是优势种,挺水植物、沉水植物、浮叶植物和漂浮植物分别为10、6、2和1种;东湖主要水生植物群落类型有7种,除了挺水植物群丛外,浮叶植物和沉水植物的群丛都是单优结构,植物群落分布面积为0.13 km^2,仅占东湖总面积的0.48%.与历史数据对比发现,自20世纪50年代以来,东湖水生植物的多样性指数降低、分布极度萎缩,东湖大部分水生植物群落结构趋于单优化.研究显示,造成东湖植被衰退的主要原因是湖泊的逐渐富营养化、草食性鱼类的过度放养和生境的破坏.

光照和黑暗条件下苦草(Vallisneria natans)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)对铵态氮的吸收

在室内模拟实验中,研究了光照(50μmol/(m2.s))和黑暗条件下苦草(Vallisneria natans)和穗花狐尾藻(Myrio-phyllum spicatum)对铵态氮(NH4+-N)的吸收速率与去除效果.结果表明,随着外源铵态氮浓度(0,0.01,0.1,1和10 mg/LNH4+-N)的增加,苦草和穗花狐尾藻对铵态氮的吸收速率都是先增加后又逐渐降低,在外源铵态氮浓度为1 mg/L时吸收速率达到最大.同种植物在光照条件下对铵态氮的吸收率不低于黑暗条件下的吸收率;相同光强条件下穗花狐尾藻对铵态氮的吸收率不低于苦草的吸收率.在黑暗条件下,在外源铵态氮浓度为1 mg/L时,穗花狐尾藻对铵的吸收速率是苦草的2.42倍;在光照条件下,在外源铵态氮浓度为1和10 mg/L时,穗花狐尾藻对铵态氮的吸收速率分别是苦草的2.47和1.79倍.因此,在富营养湖泊治理过程中,在沉水植物可耐受铵态氮浓度范围内,可以优先考虑把穗花狐尾藻作为植物修复的先锋物种.

富营养化湖泊围隔中重建水生植被及其生态效应

水体富营养化导致水生植被衰退、蓝藻水华暴发、水质恶化和水生生态系统崩溃.恢复水生植被被认为是改善受损水体水质和提高其生态系统稳定性的重要手段.本研究通过构建大型围隔,根据水生植物的耐污程度及其对水质和底质等条件的需求,选取几种适宜的水生植物在围隔内进行移栽与群落构建,并以不移栽水生植物的围隔和围隔外水体作为对照.实验期间(2011年4月至2012年6月),围隔内移栽的几种水生植物全部存活,并建立了相对稳定的群落.同时还跟踪监测了3个处理组的水质情况,结果显示,移栽水生植物的围隔内水质明显优于围隔外,与未移栽水生植物围隔相比,也有很大程度的改善,其中移栽水生植物围隔内水体的总氮、铵态氮、总磷、水下消光系数相比于围隔外水体分别低30.55%、44.09%、36.04%和42.13%,相比于未移栽水生植物围隔内水体分别低5.96%、13.40%、6.70%和7.60%,透明度分别比围隔外水体和未移栽水生植物围隔水体高74.59%和8.70%,浮游植物生物量也大大低于围隔外,而浮游动物生物量却明显高于后者.此外,实验后移栽水生植物围隔内沉积物氮、磷含量及其间隙水总氮、总磷、铵态氮浓度明显低于围隔外和未移栽水生植物围隔.研究表明,在富营养化浅水湖泊中通过建立围隔进行合理的群落配置,进而逐步恢复水生植物是完全可行的,而水生植物恢复后加强对其管理和维护至关重要.

抚仙湖沉水植物分布及其碳、氮和磷化学计量学特征

目前对于沉水植物碳(C)、氮(N)和磷(P)化学计量学的野外研究主要集中在中营养或富营养化水体,而对于贫营养水体中沉水植物C、N和P的积累特征研究较少.基于对贫营养湖泊抚仙湖沉水植物的调查,研究抚仙湖9种常见沉水植物C、N和P化学计量学特征及其种间和种内差异.结果表明:1)抚仙湖沉水植物主要分布在湖岸浅水区域,分布水深范围为0.5~14.0 m,平均分布水深为3.6 m;2)抚仙湖沉水植物地上部分C、N和P含量平均值分别为381.89、18.59和2.13 mg/g,N∶P比平均值为9.21,且C、N和P含量之间呈显著正相关;3)抚仙湖沉水植物地上部分C、N和P含量及C∶N比和C∶P比值种间差异大于种内差异,而N∶P比种内差异大于种间差异;4)抚仙湖沉水植物C含量和N:P比平均值要大于长江中下游一些富营养化湖泊的沉水植物,抚仙湖沉水植物的生长可能潜在地受到P的限制.

太湖上游水环境对植物分布格局的影响机制

对北太湖上游流域的苏南第二大湖泊滆湖及其入太湖的主要河流(太滆运河与漕桥河)的水质和水生植被开展调查、评价与环境生态学研究。调查结果表明所有样点水质均超富营养化,尤以太滆运河与漕桥河的水体污染为甚。通过PCA综合评价,河流绝大多数河段已是Ⅳ类水体,滆湖也已呈Ⅲ类水体。对水生植物类群调查而言,调查发现太隔运河和漕桥河中上游河段水生植物多样性指数均很小,凤眼莲、芦苇和菰为优势种,沉水植被分布很少,群落退化严重,耐污种篦齿眼子菜和水盾草占优势;在湖泊中心区,沉水植物已完全退化。聚类分析发现所调查的植物可分为3大类群。PCO和CCA分别表明河流与湖泊所在的样点间的水体理化性状出现很明显的分离;该流域水体中不同形态N、P含量或底泥N、P含量主要影响水生植物种类组成和分布。

弱光照和富营养对苦草生长的影响

本研究通过比较在不同光照和营养(3光照×3营养)水平下栽培的沉水植物苦草(Vallisneria natansL.)的生长及生化指标,探讨了富营养水体中弱光和高营养对苦草生长的影响。结果表明:弱光对苦草生长的抑制作用不受外源营养浓度的影响;而高营养对苦草生长的影响受到弱光胁迫程度的交互作用,表现为在光照较强的45%日光下为抑制作用,光照最弱的2.5%日光下为促进作用,在光强居间的10%日光下没有明显作用。植物组织总氮、总磷、氨态氮及游离氨基酸氮含量随光照减弱而增加,而可溶性总糖和淀粉含量减少;总磷、氨态氮、游离氨基酸氮及淀粉含量随营养增加而增加。因此弱光照和过高营养均对苦草生长产生明显抑制作用,两者具有交互作用,主要表现为弱光影响了高营养的抑制作用。在本研究中,高营养对苦草生长有抑制作用,但尚不能导致铵中毒或储存碳缺乏;可能由于10%和2.5%日光下,弱光胁迫对苦草的代谢已产生很大抑制作用,限制了高营养对苦草的抑制作用。

长江中下游湖泊群落水平下沉水植物碳、氮、磷化学计量特征及其影响因素

以长江中下游14个湖泊沉水植物为研究对象,分析群落水平下沉水植物碳(C)、氮(N)、磷(P)的化学计量特征及其影响因素.结果显示,沉水植物群落C含量平均为386.93±25.80 mg/g,范围为315.98~441.97 mg/g,N和P含量的平均值分别为26.10±4.84和2.64±0.99 mg/g,范围分别为13.75~40.89和1.01~5.92 mg/g.与物种水平研究相比,群落水平下沉水植物C、N、P化学计量特征变异系数较小,内稳定性更强.群落C含量与P含量具有显著相关性,而与N含量不相关,这说明C元素与N和P之间的耦合关系并不一致;N∶P比与P含量之间具有极显著的负相关关系,但与N含量不相关,说明沉水植物群落P含量的变异对N∶P比起主导作用.冗余分析表明,环境因子解释了沉水植物群落化学计量特征总变异的30.2%,在P<0.01水平下对沉水植物群落化学计量特征具有显著影响的环境因子为底泥总磷、底泥N∶P比、水深和消光系数.变差分解结果表明,底泥和上覆水分别独自解释了化学计量特征总变异的5.21%和10.19%,其交互作用解释了总变异的5.25%.通过该研究结果推测,在恢复湖泊水生植被的实践过程中,相对于底泥,对上覆水光照条件进行控制可能更加迫切.

洱海4种沉水植物叶片的光合色素组成及C、N、P化学计量特征对水深的响应

水深与水体的多个环境要素(如光照、温度等)密切关联.因而水深会影响沉水植物的生长、繁殖和生理生化特征,包括叶片的光合色素组成和C、N、P化学计量特征.本研究通过对洱海4种沉水植物苦草(Vallisneria natans)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、光叶眼子菜(Potamogeton lucens)和篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)在不同水深梯度的叶片色素组成和C、N、P化学计量特征进行分析,以阐明水深对这些指标的影响规律和机制.结果表明:水深对4种沉水植物叶片光合色素组成和C、N、P化学计量特征的影响具有种间差异性;苦草、微齿眼子菜和光叶眼子菜叶片N含量,苦草和光叶眼子菜叶片P含量都与叶片叶绿素含量呈显著正相关;苦草叶片N含量随水深增加而增加,可能是由苦草为应对深水弱光胁迫而加强光合色素和蛋白的合成导致的,而磷含量的增加可能还受其他因素的影响.

中等实验规模下不同营养环境对苦草(Vallisneria natans)生长的影响

本实验分别选用武汉东湖中营养和富营养湖区的湖水和底泥,并在水柱中添加氮或磷以设置高营养、中营养、中营养添加磷、中营养添加氮等四种营养环境.测定这四种营养条件下栽培苦草(Vallisneria natans)的生长和生化指标变化,探讨不同营养环境对苦草生长的影响机制.实验结果表明,苦草的生物量、叶数和新芽数等生长指标在中营养环境最高,中营养环境添加磷次之,中营养环境添加氮较低,在高营养环境最低;苦草可溶性糖和游离氨基酸含量在高营养环境中最高,在中营养环境、中营养环境添加磷和中营养环境添加氮等处理间没有明显差异.结果分析表明,高营养环境影响苦草的碳氮代谢水平并抑制苦草生长,这可能是由于苦草过量富集高营养环境中的氮素造成的;中营养环境中氮的升高会在一定程度上抑制苦草的生长,而磷的升高对苦草生长没有明显抑制作用.

气候变暖和营养水平对洱海浮游植物的长期影响(1980-2009年)

气候变暖下湖泊富营养化进程是近年研究热点之一.本文对1980-2009年期间洱海富营养化进程研究发现,水体总磷、总氮与气温均呈升高趋势.气温、水体总磷和总氮均能显著促进浮游植物增长.统计分析表明,气温对浮游植物增长的促进作用不受水体总氮、总磷的影响;水体总磷对浮游植物增长的促进作用不受气温的影响,受水体总氮的影响;水体总氮对浮游植物增长的促进作用不受气温和水体总磷的单独影响,受它们共同的影响.因此,气候变暖与营养水平的增加共同促进了洱海的富营养化进程.