【摘要】：淺水湖泊主要存在兩種可相互轉(zhuǎn)換的穩(wěn)態(tài),即由沉水植物主導(dǎo)的清水穩(wěn)態(tài)和由浮游植物驅(qū)動的濁水穩(wěn)態(tài)。氣候變暖、水體富營養(yǎng)化和底棲魚類擾動均有可能導(dǎo)致水生植物群落衰退,從而加速水體穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)換。目前,單一環(huán)境因子以及升溫和富營養(yǎng)化的協(xié)同作用對水生植物的影響已有廣泛研究。然而,升溫和富營養(yǎng)化的母代環(huán)境對水生植物子代生長特性的影響尚不明確。同時,氣候變暖和底棲魚類擾動的交互作用對水生植物影響的研究也相對匱乏。本論文通過室外溫控模擬系統(tǒng),探討了升溫和富營養(yǎng)化的母代環(huán)境對菹草子代繁殖體萌發(fā)的影響,同時揭示不同生活型水生植物群落對升溫和底棲魚類擾動的響應(yīng)機(jī)制。主要實(shí)驗結(jié)果如下:(1)升溫與富營養(yǎng)化對菹草(Potamogeton crispus)生長特征影響的研究結(jié)果表明,變暖和富營養(yǎng)化顯著影響了菹草的早期生活階段。升溫處理組以及升溫與磷添加組中菹草的萌發(fā)株數(shù)較對照均有顯著升高,其中升溫處理組的最終萌發(fā)株數(shù)最高,說明升溫顯著促進(jìn)了菹草的早期萌發(fā),而磷添加組中菹草的萌發(fā)株數(shù)與對照組間無顯著差異。此外,升溫導(dǎo)致菹草母體植物組織中總氮含量降低和碳氮比顯著增加,可能是由于升溫組中菹草的生化反應(yīng)效率較高,對參與生理生化過程相關(guān)的碳、氮元素的需求相對較少導(dǎo)致的。(2)相同環(huán)境溫度下菹草子代繁殖體的萌發(fā)實(shí)驗表明,母代環(huán)境升溫顯著促進(jìn)了菹草子代繁殖體的萌發(fā)。在升溫條件下產(chǎn)生的子代繁殖體具有比在自然環(huán)境條件下更高的萌發(fā)株數(shù)和萌發(fā)速率。同時,母代環(huán)境升溫對子代菹草的早期生長有顯著的促進(jìn)作用,進(jìn)而有利于其種群的早期建立。然而,由于母代環(huán)境富營養(yǎng)化的影響,即使在相同的環(huán)境溫度下,磷添加處理中的菹草子代繁殖體的萌發(fā)株數(shù)和萌發(fā)速率仍相對較低。在升溫和富營養(yǎng)化水體中生長的菹草親本可能會通過改變植物組織及其繁殖體中的碳、氮等營養(yǎng)元素含量來適應(yīng)環(huán)境的變化,進(jìn)而影響其繁殖體萌發(fā)和子代幼苗的早期生長。(3)水生植物對升溫與底棲魚類活動的響應(yīng)特征的研究結(jié)果表明,升溫對浮游植物生物量無顯著影響,但顯著增加了附著藻類的生物量。當(dāng)考慮升溫和底棲魚類活動的共同作用時,我們發(fā)現(xiàn)升溫顯著增強(qiáng)了底棲魚類活動的強(qiáng)度,導(dǎo)致水體濁度、浮游植物和附著藻類生物量的顯著升高。升溫促進(jìn)了菹草生長物候的提前并對其生長有顯著促進(jìn)作用,底棲魚類擾動以及升溫與底棲魚類擾動的共同作用使水體濁度升高、浮游植物和附著藻類生物量增加,進(jìn)而導(dǎo)致沉水植物菹草種群衰退。此外,升溫對浮葉植物菱(Trapa bispinosa)的蓋度無顯著影響,而底棲魚類擾動導(dǎo)致沉積物中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的釋放,促進(jìn)了夏季菱的生長。不同生活型的水生植物對升溫和底棲魚類擾動的響應(yīng)存在顯著差異。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q178;X52
【圖文】：

氣候變暖情景下水生植物對富營養(yǎng)化和底棲魚類擾動響應(yīng)特征的研究2014 年 3 月份的水體葉綠素 a 濃度和菹草萌發(fā)數(shù)量進(jìn)行相關(guān)性分析。所有分析均在 SPSS 22.0（IBM Corp.,Armonk, NY, USA）中進(jìn)行。3 結(jié)果3.1 水體理化指標(biāo)實(shí)驗期間，升溫處理組水體的平均溫度始終維持在高于常溫對照組 4.50 ±0.03°C 范圍內(nèi)。常溫對照組水體溫度變化范圍為 3.71°C~12.45°C；同時期升溫處理組水體溫度變化范圍為 8.17 °C ~16.9 °C（圖 1）。

圖 2 2014 年實(shí)驗期間模擬系統(tǒng)中每單位面積菹草數(shù)量（n=6）誤差線表示±標(biāo)準(zhǔn)誤 C 代表對照組；T 代表升溫組；P 代表磷添加組；T+P 代表升溫+磷添加組Fig. 2 The average number of P. crispus seedlings per square meter in mesocosms during theexperiment in 2014. Different letters (a, b, c) indicate significant (p < 0.05) differences. Error barsindicate ± standard error (SE). C represent controls, T represent heated, P represent phosphorusaddition, T+P represent heated + phosphorus addition

圖 2 2014 年實(shí)驗期間模擬系統(tǒng)中每單位面積菹草數(shù)量（n=6）誤差線表示±標(biāo)準(zhǔn)誤 C 代表對照組；T 代表升溫組；P 代表磷添加組；T+P 代表升溫+磷添加組Fig. 2 The average number of P. crispus seedlings per square meter in mesocosms during theexperiment in 2014. Different letters (a, b, c) indicate significant (p < 0.05) differences. Error barsindicate ± standard error (SE). C represent controls, T represent heated, P represent phosphorusaddition, T+P represent heated + phosphorus addition

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本文編號：2781519