富营养化水体下苦草和轮叶黑藻生长与繁殖对策研究

论文摘要

水生植物作为湖泊生态系统的主要初级生产者,在物质循环和能量流动上扮演着至关重要的作用。在水生植物生长过程中,水体及沉积物都是供给植物生长繁殖的重要营养来源。近年来,随着水体的富营养化加剧,水生生态系统结构和功能遭受严重破坏,其中对水生植物的影响最为明显。水生植物兼具有性和无性两种繁殖方式,水生植物对水体理化特性呈现适应性生长,同时水体理化特性也对水生植物起促进或胁迫作用。当水生植物遭受富营养化胁迫时,水生植物会采取不同的生长和繁殖策略以适应外界条件,而目前在长期的生长阶段中(从萌芽到花果期)沉水植物对水体富营养化的响应研究还较少。本论文采用控制实验和野外调查相结合的方法,探究两种沉水植物苦草(Vallisneria natans)和轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)萌发、生长和繁殖策略的影响,从形态和生理角度分析水生植物生长适应机制,以此为富营养化水体治理恢复提供思路。本论文第一部分为模拟实验:1.不同营养水体条件下,苦草种子和冬芽的萌发及幼苗的比较研究。2.轮叶黑藻冬芽和断枝形成的植株在形态及生理上对富营养化水体的响应研究。第二部分为野外调查研究:主要研究典型富营养化养殖湖泊,苦草和轮叶黑藻与不同繁殖对富营养化水体的生理生态响应,研究结果如下:(1)5月份,苦草无性苗萌发早于有性苗,在形态特征上比有性苗更有优势,如无性苗的地下生物量、根冠比和相对生长速率显著大于有性苗。而不同植株类型对苦草的生理特征有显著影响,如无性苗叶片C含量显著大于有性苗,有性苗的叶片P含量显著大于无性苗。营养对有性苗元素积累影响显著,如高P处理显著抑制了叶片C含量。7月份,不同植株类型和营养对苦草植株形态有显著影响,例如,除高P处理组,苦草无性植株积累的总生物量和地上生物量显著大于有性植株,高P处理显著降低了有性植株的地上、地下及总生物量。不同的繁殖类型对分株叶片P含量、根N含量和P含量有显著影响,对其余生理特征无显著影响。例如,在高N、P处理中,有性植株的叶片N含量显著大于无性植株。10月份,不同植株类型对植株地上、地下生物量有显著影响,例如,与对照组相比,其他营养处理组中苦草无性植株地下生物量显著大于有性植株,而高NP显著降低了有性植株地下生物量。植株类型对各器官的元素含量有显著影响,例如,除去对照组外,苦草有性植株叶片N含量在显著大于无性植株,而高N处理显著降低了苦草无性植株叶片N含量。(2)不同营养处理对黑藻新生冬芽数量以及N、P含量有显著影响,例如,在高P处理中的冬芽型植株的新生繁殖体N含量显著高于高NP处理;而与对照相比,新生繁殖体的P含量在高N处理中显著增加。不同植株类型对黑藻地上生物量和分株数有显著影响,例如,在高N、高P处理中,冬芽植株的分株数显著高于断枝型植株;在高P处理中,冬芽型植株分株数增加显著。(3)苦草种子在春季最先萌发并形成群落,10月份,苦草单位面积生物量显著大于黑藻,但苦草群落盖度小于黑藻群落。苦草和黑藻在不同时期各器官的元素含量有显著性差异。例如,苦草叶和根的N含量随着生长季节逐渐降低,但叶片和根P含量变化趋势与之相反。黑藻叶片N含量和N/P在10月份显著降低,而C/N在10月显著增加,其余指标无显著差异。本研究发现苦草和黑藻不同的繁殖类型对富营养化水体表现出多样化的形态和生理的可塑性响应,而这种生态适应性变化与植物的物候期相关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
•   1.1 我国富营养化湖泊的现状
•   1.2 富营养化的成因
•     1.2.1 人类生活
•     1.2.2 农业生产
•     1.2.3 工业建设
•     1.2.4 畜牧养殖
•   1.3 富营养化的危害
•     1.3.1 对人类健康的危害
•     1.3.2 对水生动植物的危害
•     1.3.3 对生态系统平衡的危害
•   1.4 水生植物繁殖体类型
•     1.4.1 水生植物无性繁殖
•     1.4.2 水生植物有性繁殖
•     1.4.3 不同繁殖体的萌发及萌芽与环境的关系
•   1.5 水生植物生长与繁殖对策
•   1.6 富营养化对水生植物的影响
•     1.6.1 对水生植物形态特征的影响
•     1.6.2 对水生植物生理的影响
•     1.6.3 对水生植物繁殖方式的影响
•   1.7 研究目的及意义
• 第二章 .研究地点及样品分析
•   2.1 研究地点
•   2.2 实验材料
•     2.2.1 黑藻
•     2.2.2 .苦草
•   2.3 样品分析方法
•     2.3.1 Fv/Fm测定方法
•     2.3.2 叶绿素含量测定方法（丙酮比色法）
•     2.3.3 C元素和N元素含量测定方法
•     2.3.4 总P含量测定方法
• 第三章 模拟富营养化水体对不同生长期苦草的影响
•   3.1 引言
•   3.2 材料和方法
•     3.2.1 实验材料
•     3.2.2 实验设计
•     3.2.3 数据分析及处理
•   3.3 结果
•     3.3.1 苦草5 月萌发及幼苗期（形态指标）
•     3.3.2 苦草5 月生长初期的生理指标
•     3.3.3 苦草8 月生长中期的形态及生理特征
•     3.3.4 10月份苦草形态和生理特征
•   3.4 讨论
• 第四章 模拟富营养化水体对黑藻生长与繁殖的影响
•   4.1 引言
•   4.2 材料和方法
•     4.2.1 实验材料
•     4.2.2 实验设计
•     4.2.3 数据采集
•     4.2.4 数据分析及处理
•   4.3 结果
•     4.3.1 富营养化水体和繁殖体类型对黑藻新生冬芽的影响
•     4.3.2 富营养化水体和繁殖体类型对黑藻形态特征的影响
•     4.3.3 富营养化水体和繁殖体类型对黑藻生理特征的影响
•   4.4 讨论
• 第五章 富营养化湖泊中两种沉水植物的季节生长动态
•   5.1 引言
•   5.2 地点与方法
•     5.2.1 研究地点
•     5.2.2 研究方法
•   5.3 数据分析
•   5.4 结果
•     5.4.1 水体理化指标变化
•     5.4.2 苦草和轮叶黑藻形态指标
•     5.4.3 两种沉水植物的生理指标变化
•     5.4.4 大通湖水质变化与两种沉水植物形态和生理特征的关系
•     5.4.5 大通湖苦草果实和黑藻冬芽调查
•   5.5 讨论
• 第六章 结论、不足之处与展望
•   6.1 结论
•   6.2 不足与展望
• 参考文献
• 硕士研究生期间论文情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 于思琪

导师: 刘春花

关键词: 富营养化,繁殖策略,生长表现,水生植物

来源: 武汉大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用

单位: 武汉大学

分类号: X52;Q948.8

总页数: 109

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