沉水植物恢復是富營養(yǎng)化湖泊生態(tài)恢復的重要措施,但目前沉水植物很難在富營養(yǎng)湖泊中存活生長,環(huán)境中的營養(yǎng)物質水平對沉水植物生長有著重要影響。本文通過在室內進行的太湖、湯遜湖和月湖沉積物中的沉水植物菹草栽培實驗,從沉積物礦質營養(yǎng)角度研究了不同富營養(yǎng)化湖泊沉積物中菹草的恢復過程,比較了不同湖泊沉積物中菹草長勢的差異,菹草營養(yǎng)含量及變化趨勢的差異;在菹草恢復生長后,研究菹草對水體pH的影響及菹草根斑的形成,通過比較種菹草處理和不種菹草對照中沉積物-上覆水營養(yǎng)含量的差異,研究菹草生長過程中對沉積物-上覆水營養(yǎng)水平產生的影響。通過研究,得到如下主要結果: 1)通過研究不同底質和上覆水類型中菹草的生長發(fā)現,太湖表層沉積物促進菹草的營養(yǎng)生長,對繁殖體的產生有抑制作用;石英砂底質不利于菹草莖葉生長,利于繁殖體產生。菹草體內Ca、Mg含量主要受上覆水營養(yǎng)水平的影響;Fe、Mn含量主要受沉積物營養(yǎng)水平的影響;Cu、Zn含量受上覆水和底質營養(yǎng)水平的共同影響。 2)通過比較菹草在太湖、月湖和湯遜湖沉積物中的長勢發(fā)現,菹草在太湖、月湖和湯遜湖沉積物中均能生長良好,但菹草長勢在3個湖泊沉積物中表現出明顯差異,太湖沉積物中菹草長勢好于月湖,湯遜湖沉積物中菹草長勢最差。不同湖泊沉積物中菹草莖葉生物量、根系生物量和繁殖體生物量都表現出明顯的差異,且不同湖泊沉積物中菹草繁殖體的發(fā)芽率有差異。 3)通過研究菹草在太湖和月湖不同樣點沉積物中的生長發(fā)現,菹草旺盛的營養(yǎng)生長有利于繁殖體產生,但菹草繁殖體發(fā)芽率與菹草長勢沒有表現出相關性。沉積物營養(yǎng)水平與菹草長勢具有一定的相關關系:在菹草生長初期沉積物營養(yǎng)豐富抑制菹草生長,隨著菹草生長,沉積物營養(yǎng)的影響作用降低;旺盛生長期后,沉積物錳含量豐富促進菹草生物量增加;沉積物中高磷、銅和鋅含量會抑制菹草繁殖體產生。 4)菹草體內不同營養(yǎng)元素的含量表現出明顯而又不同的季節(jié)性變化。不同湖泊沉積物中菹草體內相同營養(yǎng)元素含量的季節(jié)變化表現出相似性,沉積物對菹草營養(yǎng)含量有影響,但不會改變其季節(jié)性變化趨勢。不同營養(yǎng)元素在菹草體內的分布具有差異,一般表現為:Fe、Mn、Zn,根系＞莖葉＞繁殖體;Mg,莖葉＞根系＞繁殖體;繁殖體中P、Ca含量低于莖葉和根系;繁殖體Cu含量則居于莖葉和根系之間。菹草不同部位營養(yǎng)含量受沉積物營養(yǎng)水平的影響,相較于莖葉和根系而言,菹草繁殖體營養(yǎng)含量受沉積物營養(yǎng)水平的影響較小。 5)隨著菹草生長,上覆水pH明顯升高,光照對菹草影響水體pH值有重要作用,使得菹草生長的上覆水pH表現出明顯的日變化。除菹草生長對上覆水pH有影響外,沉積物類型對上覆水pH也有直接和間接的影響。 6)菹草根斑的形成導致根斑處根系表面元素富集,影響根系對營養(yǎng)元素的吸收,進而影響元素在根系截面的分布。菹草根斑形成對菹草根系表面Fe、Mn、Si、P營養(yǎng)有明顯影響,對Al、Ca也有一定的影響,而對于Mg、Cu、Zn沒有影響。不同沉積物中菹草根斑對根系表面營養(yǎng)元素的富集及含量的影響表現出差異。 7)與不種菹草對照相比,菹草生長對沉積物水浸提營養(yǎng)含量、間隙水和上覆水營養(yǎng)含量均有影響,在不同時期對不同營養(yǎng)元素含量的影響表現出了復雜性,在湯遜湖和月湖沉積物不同底質中也表現出了明顯的差異。菹草生長后一般在返青期和旺盛生長期對營養(yǎng)含量的季節(jié)變化有比較明顯的作用。菹草生長對上覆水營養(yǎng)含量的變化趨勢影響較小,而對沉積物水浸提營養(yǎng)含量、間隙水營養(yǎng)含量的變化趨勢具有明顯影響。
【學位單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：X524
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 文獻綜述
    1.1 湖泊富營養(yǎng)化
        1.1.1 湖泊富營養(yǎng)化的概念
        1.1.2 湖泊富營養(yǎng)化的危害及治理進展
    1.2 水生植物及對富營養(yǎng)化水體的凈化功能
        1.2.1 水生植物的定義及其種類
        1.2.2 水生植物凈化水體的機理及效果
        1.2.3 水生植物凈化水體的研究進展
    1.3 水生植物恢復的限制性因子
        1.3.1 光照的限制作用
        1.3.2 礦質營養(yǎng)的限制作用
            1.3.2.1 氮磷對水生植物生長的限制及判斷方法
            1.3.2.2 其他營養(yǎng)限制性因子
            1.3.2.3 浮游植物營養(yǎng)限制作用
            1.3.2.4 影響營養(yǎng)限制作用的因素
        1.3.3 其他影響水生植物生長的環(huán)境因子
    1.4 菹草的生物學特征
        1.4.1 菹草外形特征及生活史
        1.4.2 菹草的價值
        1.4.3 菹草的生長環(huán)境
    1.5 水生植物的營養(yǎng)特征
        1.5.1 水生植物對營養(yǎng)的吸收
        1.5.2 水生植物體內的礦質營養(yǎng)含量及季節(jié)性變化
        1.5.3 營養(yǎng)對水生植物的影響
2 課題研究的背景、意義、內容和創(chuàng)新點
    2.1 研究的背景與意義
    2.2 研究目標
    2.3 研究內容
    2.4 技術路線
    2.5 研究特色
3 實驗設計與方法
    3.1 實驗材料
    3.2 盆栽試驗設計
        3.2.1 不同底質和上覆水菹草的生長與恢復
        3.2.2 同—湖泊不同樣點沉積物中菹草的生長與恢復
        3.2.3 不同湖泊沉積物中菹草的生長與恢復
        3.2.4 不同湖泊沉積物中菹草根際研究
    3.3 測定項目及方法
        3.3.1 不同底質和上覆水菹草的生長與恢復
        3.3.2 同—湖泊不同樣點沉積物中菹草的生長與恢復
        3.3.3 不同湖泊沉積物中菹草的生長與恢復
        3.3.4 不同湖泊沉積物中菹草根際研究
4 不同湖泊沉積物中菹草的生長與恢復
    4.1 上覆水、沉積物營養(yǎng)對菹草生長的影響
        4.1.1 前言
        4.1.2 結果與分析
            4.1.2.1 初始底質和上覆水營養(yǎng)水平
            4.1.2.2 不同底質和上覆水類型對菹草生長的影響
            4.1.2.3 不同底質和上覆水類型對菹草吸收營養(yǎng)的影響
        4.1.3 討論
        4.1.4 結論
    4.2 不同湖泊沉積物中菹草長勢的差異
        4.2.1 前言
        4.2.2 結果與分析
            4.2.2.1 太湖和月湖沉積物中菹草生長
            4.2.2.2 湯遜湖和月湖沉積物中菹草生長
        4.2.3 討論
        4.2.4 結論
    4.3 同—湖泊不同樣點沉積物中菹草長勢的差異
        4.3.1 前言
        4.3.2 結果與分析
            4.3.2.1 太湖不同樣點沉積物中菹草生長
            4.3.2.2 月湖不同樣點沉積物中菹草生長
            4.3.2.3 沉積物營養(yǎng)含量與菹草生物量的相關關系
        4.3.3 討論
        4.3.4 結論
5 不同湖泊沉積物中菹草的營養(yǎng)特性
    5.1 同—湖泊不同樣點沉積物中菹草的營養(yǎng)特性
        5.1.1 結果與分析
            5.1.1.1 太湖5個樣點沉積物中菹草營養(yǎng)含量及季節(jié)變化
            5.1.1.2 月湖5個樣點沉積物中菹草營養(yǎng)含量及季節(jié)變化
        5.1.2 討論
        5.1.3 結論
    5.2 不同湖泊沉積物中菹草的營養(yǎng)特性
        5.2.1 結果與分析
            5.2.1.1 太湖和月湖沉積物中菹草營養(yǎng)含量及季節(jié)變化
            5.2.1.2 湯遜湖和月湖沉積物中菹草莖葉營養(yǎng)含量及季節(jié)變化
            5.2.1.3 湯遜湖和月湖沉積物中菹草根系營養(yǎng)含量及季節(jié)變化
            5.2.1.4 湯遜湖和月湖沉積物中菹草繁殖體營養(yǎng)含量及季節(jié)變化
        5.2.2 討論
        5.2.3 結論
    5.3 菹草不同部位(繁殖體、根系、莖葉)營養(yǎng)含量的差異
        5.3.1 結果與分析
        5.3.2 討論
        5.3.3 結論
6 菹草生長對沉積物-上覆水營養(yǎng)性狀的影響
    6.1 菹草生長對上覆水pH的影響
        6.1.1 前言
        6.1.2 結果與分析
        6.1.3 討論
        6.1.4 結論
    6.2 菹草根際營養(yǎng)特性
        6.2.1 前言
        6.2.2 結果與分析
            6.2.2.1 菹草根系根斑的觀察及X射線能譜分析
            6.2.2.2 湯遜湖沉積物中菹草根斑產生對根系營養(yǎng)的影響
            6.2.2.3 月湖沉積物中菹草根斑產生對根系營養(yǎng)的影響
            6.2.2.4 菹草根斑化學提取
        6.2.3 討論
        6.2.4 結論
    6.3 菹草生長對上覆水-沉積物營養(yǎng)的影響
        6.3.1 前言
        6.3.2 結果與分析
            6.3.2.1 菹草生長對上覆水營養(yǎng)含量的影響
            6.3.2.2 菹草生長對沉積物間隙水營養(yǎng)含量的影響
            6.3.2.3 菹草生長對沉積物水浸提態(tài)營養(yǎng)含量的影響
        6.3.3 討論
        6.3.4 結論
7 全文總結與展望
    7.1 研究結論
    7.2 研究創(chuàng)新點
    7.3 研究展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表論文和成果
致謝

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