【摘要】：沉水植物在維持淺水湖泊生態(tài)功能方面發(fā)揮著重要作用。然而,近年來的研究資料表明,由于人類活動(dòng)的影響,沉水植物正經(jīng)歷著全球性的衰退,氣候變暖與富營養(yǎng)化是驅(qū)動(dòng)沉水植物衰退與演替的兩個(gè)重要因素。在未來百年,全球平均氣溫上升,且熱浪等極端天氣事件的頻率和強(qiáng)度也會(huì)有所增強(qiáng)。在另一方面,水體富營養(yǎng)化仍是全球淡水生態(tài)系統(tǒng)面臨的一個(gè)主要的水環(huán)境問題。雖然現(xiàn)有研究已經(jīng)關(guān)注到氣候變化或水體富營養(yǎng)化對(duì)于沉水植物的影響,但對(duì)于極端氣候事件影響的探究仍為數(shù)不多,尤其是關(guān)于極端氣候與富營養(yǎng)化交互作用的研究更加匱乏。此外,母代環(huán)境的影響在水生植物生活史以及子代生長特征等方面發(fā)揮了十分重要的作用。因此,了解母代環(huán)境的影響將有助于預(yù)測(cè)水生植物生活史特征對(duì)未來氣候變暖的響應(yīng)機(jī)制。本研究論文基于以上背景,選取沉水植物廣布種—菹草(Potamogeton crispus L.)作為研究對(duì)象,利用實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)手段開展了相關(guān)研究。本論文主要研究結(jié)果如下:(1)母代不同升溫模式環(huán)境下產(chǎn)生的菹草石芽在形態(tài)、化學(xué)計(jì)量學(xué)特征及萌發(fā)等方面的研究結(jié)果表明:不同的升溫模式對(duì)菹草產(chǎn)生的石芽濕重?zé)o顯著影響,但是較高幅度的升溫顯著促進(jìn)了石芽長度和寬度的增加;石芽的化學(xué)計(jì)量學(xué)特征表明,母代高幅度的升溫會(huì)導(dǎo)致菹草石芽總N含量顯著升高,同時(shí)C/N比顯著下降;母體升溫環(huán)境對(duì)菹草石芽的萌發(fā)速率及幼苗生長有一定程度的促進(jìn)作用。綜上所述,菹草母代環(huán)境溫度的升高顯著影響了石芽的形態(tài)、化學(xué)計(jì)量學(xué)特征及萌發(fā)情況。(2)不同溫度模式與富營養(yǎng)化對(duì)水體環(huán)境特征、菹草生長和繁殖物候的研究結(jié)果表明:升溫加快了菹草的生長和衰退,這或許更有利于菹草在冬季和早春維持湖泊清水狀態(tài),但其衰退的提前也將使湖泊在夏季更早的轉(zhuǎn)變?yōu)闈崴疇顟B(tài);與對(duì)照相比,固定升溫與波動(dòng)升溫分別導(dǎo)致始花日期提前14.7天和17.2天,同時(shí)盛花日期也顯著提前,但并未引起兩種升溫模式下花期持續(xù)時(shí)間的變化。然而,磷添加雖延遲盛花日期3.9天,并略微縮短了加磷處理的花期長度,但與對(duì)照相比并未產(chǎn)生顯著性差異。此外,升溫減少了菹草花序峰值,與對(duì)照組相比,固定升溫組與波動(dòng)升溫組花序峰值數(shù)目分別平均減少了17與27個(gè)。(3)不同溫度模式與富營養(yǎng)化對(duì)菹草繁殖動(dòng)態(tài)影響的研究結(jié)果表明:升溫條件下菹草通過減少形成的果序數(shù)量降低了有性繁殖,尤其是在波動(dòng)升溫條件下更為顯著,這表明在應(yīng)對(duì)氣候變暖時(shí)菹草的繁殖策略可能會(huì)發(fā)生改變。另一方面,在磷添加條件下,菹草單個(gè)果序的結(jié)實(shí)率升高,表明其有性繁殖的投入增加,這一轉(zhuǎn)變可能更有利于提高種群在應(yīng)對(duì)富營養(yǎng)化等環(huán)境因子變化的影響。(4)在繁殖體的化學(xué)計(jì)量學(xué)方面,升溫與磷添加導(dǎo)致了種子和石芽的碳氮元素含量發(fā)生了變化。兩種升溫模式下的石芽總碳含量較對(duì)照組均有所下降;而升溫與磷添加均造成了種子總碳含量的下降。與對(duì)照組相比,磷添加顯著降低了石芽總氮含量;有性繁殖體種子總氮含量在固定升溫組中有所升高,而波動(dòng)升溫組卻呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。在繁殖體的碳氮比值方面,水體中磷含量的增加導(dǎo)致石芽的碳氮比升高;然而,磷添加與升溫的交互作用卻使石芽碳氮比下降。另一方面,種子的碳氮比則在波動(dòng)升溫組中最高。通過本研究,我們發(fā)現(xiàn)菹草無性與有性繁殖體碳氮元素的變化較為復(fù)雜,除受到水體中溫度與營養(yǎng)水平改變的影響外,其它環(huán)境因素(如沉積物營養(yǎng)水平)也可能對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)在繁殖體中的分布特征產(chǎn)生影響。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q948.8;X52

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