【摘要】：水生植物(aquatic macrophyte)是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,其在生長過程中對整個湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和營養(yǎng)元素的循環(huán)起著重要作用。當植物進入衰亡期時,莖、葉等組織將逐漸落入水體中,其枯落物中營養(yǎng)元素隨即向水體和底泥中釋放,從而造成湖泊水環(huán)境的二次污染,因此,關(guān)于水生植物腐爛衰亡的研究是近年來淡水生態(tài)學(xué)研究的熱點問題之一�；诖嗽�,本文選擇湖泊常見的挺水植物荷花(Nelumbo nucifera)為實驗研究材料,分別構(gòu)建野外和室內(nèi)實驗系統(tǒng)組成,研究荷花在腐爛分解過程中其莖(加葉柄)和葉片的分解速率、生物量變化、營養(yǎng)物質(zhì)的釋放遷移規(guī)律。研究在不同的環(huán)境因子影響下(DO、溫度),整個分解階段荷花莖、葉中N、P等營養(yǎng)鹽的釋放規(guī)律,并探討荷花的腐爛分解對水質(zhì)及沉積物中營養(yǎng)元素的影響。最后,從分子生物學(xué)角度出發(fā),探討了荷花腐爛分解對沉積物微生物的群落結(jié)構(gòu)、豐度、多樣性等指標的影響。主要研究成果如下:(1)荷花不同生態(tài)型部位的腐爛分解速率不同,在不同的溫度、DO條件下,荷花腐爛分解對上覆水的影響不同,不同生物量密度條件下荷花分解對沉積物微生物物種分布有影響。荷花莖分解掉50%干生物量(t_(0.5/d))需230.75天,分解95%的干生物量(t_(0.95/d))需要997.25天,荷花葉片分解相對于初始50%的生物量(t_(0.5/d))需要115.92天,分解95%初始生物量的時間為501天。荷花在分解過程中,DO含量較高的狀態(tài)下,曝氣條件下荷花水體N素含量比無曝氣條件TN含量低,說明曝氣條件荷花分解可降低水體N濃度。荷花葉片和莖(包含葉柄)生物量損失率大小表現(xiàn)為:T4T3T2T1,與溫度呈正比。(2)荷花分解過程中,上覆水水體COD含量上升,濃度強度變化順序為:150g90g30g0g,上覆水TN含量呈上升-下降的趨勢,在分解65天時,150g組TN濃度達到最大。水體TP含量在實驗前期迅速升高,實驗后期又緩慢下降,最終150g實驗組TP濃度最高。沉積物pH變化整體水平在7.96-8.3之間,呈弱堿性,幾個密度梯度組之間無明顯差異。S-OM含量隨著生物量密度的增加而升高。實驗結(jié)果表明,高密度條件下,沉積物N、P含量明顯高于低密度條件下含量。荷花生物量密度為30g/m~2時,沉積物pH與上覆水TP呈顯著負相關(guān)(P0.01)。生物量密度為90g/m~2時,沉積物電導(dǎo)率與上覆水NH_4~+-N呈顯著正相關(guān)(P0.05),沉積物TP與上覆水TP呈顯著正相關(guān)(P0.05)。生物量密度為150g/m~2時,沉積物OM與上覆水COD呈顯著正相關(guān)(P0.05),沉積物NH_4~+-N與上覆水COD呈顯著正相關(guān)(P0.05)。(3)荷花分解過程中,不同生物量密度條件下,沉積物中微生物物種分布,豐富度和均勻度有明顯差異。其中沉積物微生物多樣性與沉積物NH_4~+-N、TN、TP具有相關(guān)性,沉積物TN與OTUs呈顯著正相關(guān)(P0.01),NH_4~+-N與Shannon指數(shù)呈顯著正相關(guān)(P0.01),TN與Chao1指數(shù)呈顯著負相關(guān)(P0.01),表明荷花腐爛后,對沉積物理化參數(shù)的影響將直接影響沉積物中微生物的生態(tài)分布特征。在高密度條件下,沉積物微生物物種分布較為豐富,各沉積物樣品優(yōu)勢菌種為變形門菌(Proteobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、綠彎菌門(Chloroflexi)、硝化螺旋菌門(Nitrospira)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、硝化刺菌門(Nitrospina)、放線菌門(Actinobacteria)、疣微菌門(Verrucomicrobia)、綠菌門(Ignavibacteriae)、厚壁菌門(Firmicutes)。
【圖文】：

圖 2.1 微生物多樣性測定流程圖Figure 2.1 Determination process of microbial diversity數(shù)據(jù)質(zhì)量評估始序列進行拼接（FLASH , version1.2.11），將拼接得到的序列進rimmomatic, version0.33），并去除嵌合體（UCHIME , version8. Tags 序列[69-71]。分析得出微生物多樣性指數(shù)數(shù)值，分析其與相關(guān)性。分析分解速率模型

江 蘇 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文析分解過程的動態(tài)規(guī)律。由 Olson 指數(shù)衰減模型可得荷花莖分解掉 50%干生物量需 230.75 天，荷花莖分解 95 %的初始生物量需要 997.25 天，由圖可知，在分解開始的第 0-65 天，分解速率較快，，干重損失率高達 40.55%，這個階段成為枯落物分解的快速淋溶階段，主要分解可溶性礦物質(zhì)。在分解開始的第 65-185天內(nèi)，分解速率下降，這個階段速率下降主要因為纖維素、木質(zhì)素等難溶物質(zhì)不易分解的緣故，期間質(zhì)量損失率只有 6.7%。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X524;X172

【參考文獻】

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本文編號：2652022