發(fā)布時(shí)間：2018-12-14 05:22

【摘要】：沉水植物(Submerged macrophyte)是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)力,在湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能以及生物多樣性維持等方面具有舉足輕重的作用。當(dāng)前,由于氮、磷等營養(yǎng)鹽過剩導(dǎo)致沉水植物在許多湖泊中過度生長且泛濫成災(zāi)。當(dāng)季節(jié)轉(zhuǎn)換過程中,大量的沉水植物凋落、衰亡,其殘?bào)w及枯落物腐爛分解所造成嚴(yán)重的 二次污染‖對水生生態(tài)系統(tǒng)的安全構(gòu)成巨大威脅�；诖�,本論文選取典型沉積物植物—菹草為研究對象,通過野外及室內(nèi)試驗(yàn),研究菹草腐爛分解速率及氮、磷等營養(yǎng)物的釋放規(guī)律;研究不同初始生物量(0g、10g、40g、80g)下菹草腐爛分解過程對上覆水及金山湖(J)、玄武湖(X)、太湖(T)沉積物中主要污染物的影響,并通過三組沉積物厭氧氨氧化細(xì)菌(Anaerobic Ammonium Oxidation,Anammox)群落結(jié)構(gòu)、豐度、多樣性等變化特征,闡明菹草腐爛分解對硝化作用及其氮循環(huán)的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)菹草分解速率為0.028 d-1,分解50%干物質(zhì)量所需時(shí)間為25天,分解95%干物質(zhì)量需要時(shí)間為107天。菹草的分解過程可分為三個(gè)階段,分別為快速淋溶分解、中速分解、慢速難分解階段。菹草分解過程中總磷(TP)表現(xiàn)為下降-上升-下降的趨勢,TP積累指數(shù)呈凈釋放。總氮(TN)呈上升-下降-上升趨勢,TN積累指數(shù)表現(xiàn)為先積累后釋放的變化規(guī)律。(2)菹草腐爛分解過程對上覆水質(zhì)有明顯的影響。分解初期,水體溶解氧(DO)含量先迅速下降,后緩慢上升。初始生物量越大,水體DO的損耗越多。此外,初始生物量越大,p H值的下降幅度越大,隨后p H值緩慢上升,最終保持在一定范圍。菹草的腐爛分解顯著增加上覆水TN、氨態(tài)氮(NH4+-N)及TP含量,隨初始生物量的增加,上覆水TN、NH4+-N、TP含量的增幅越高。上覆水中硝態(tài)氮(NO3--N)在菹草腐爛分解初期,含量迅速下降,隨后呈緩慢上升趨勢。(3)菹草腐爛分解可引起沉積物理化因子的變化。在其腐爛過程中,沉積物中有機(jī)質(zhì)含量呈明顯上升趨勢,但對沉積物p H值的影響不大。此外,菹草的腐爛分解會增加沉積物TN、NH4+-N負(fù)荷,且隨初始生物量的不同,對沉積物TN、NH4+-N含量增幅率亦有明顯的影響。試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)束后,J、X組沉積物中TN含量的順序?yàn)?0g80g10g0g,T組為80g10g40g0g。菹草腐爛分解對沉積物NO3--N含量的影響較為復(fù)雜。沉積物TP、鐵/鋁磷(Fe/Al-P)含量隨菹草的腐爛分解呈增加趨勢,試驗(yàn)結(jié)束后,TP表現(xiàn)為80g40g10g0g的變化順序。J和T組鈣磷(Ca-P)相對穩(wěn)定。三組沉積物NH4+-N含量與上覆水體p H呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。(4)菹草的腐爛分解顯著改變沉積物中Anammox細(xì)菌群落的組成、結(jié)構(gòu)、豐度、多樣性等生態(tài)分布特征。其中,J、X、T沉積物Anammox豐度表現(xiàn)為:J40J0J80J0、X80X40X0X10、T0T10T40T80。菹草的腐爛分解會降低Anammox多樣性指數(shù)(Shannon)和豐度指數(shù)(Chao1)。J組Shannon指數(shù)與NO3--N含量顯著正相關(guān),Chao1指數(shù)與TP顯著負(fù)相關(guān);T組Shannon、Chao1指數(shù)與亞消態(tài)氮(NO2--N)、NO3--N顯著正相關(guān);X組Anammox豐富度和多樣性與環(huán)境因子之間無顯著相關(guān)性。菹草的腐爛分解將導(dǎo)致Anammox群落結(jié)構(gòu)趨于簡單,呈現(xiàn)出單一化的趨勢。隨菹草初始生物量的增加,J組沉積物中Kuenenia屬所占比例逐漸減少,Brocadia屬所占比例增大,J80組中Brocadia所占比例達(dá)100%。X組沉積物Brocadia屬隨初始生物量增多所占比例逐漸減少,Kuenenia屬所占比例則有所增加,X40、X8組Kuenenia屬所占比例達(dá)到100%。T組沉積物中Brocadia屬占主導(dǎo)地位,菹草腐爛分解后,T10、T40組Brocadia屬所占比例為100%,T80組Brocadia屬所占比例為96.87%,而Anammoxglobus/Jettenia屬所占比例僅為3.13%。
[Abstract]:......
【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】：2016
【分類號】：X17;X52

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本文編號：2378001