杭州西湖西进水域沉水植物斑块镶嵌格局优化及稳定化研究

发布时间：2018-01-11 09:01

  本文关键词：杭州西湖西进水域沉水植物斑块镶嵌格局优化及稳定化研究　出处：《河南师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：作为主要初级生产者,沉水植物是湖泊生态系统的重要组成部分,由于其特有的生长属性以及生态、景观功能,它们在物质循环、能量流动、净化水质和生态修复等方面发挥着重要的作用。在“十一五”国家水体污染控制与治理科技重大专项中,通过杭州西湖水专项在湖西水域实施水生植物群落恢复示范工程,初步恢复了湖西水域的沉水植物。但是目前仍面临一些问题:如初步建立的清水草型系统尚不稳定;沉水植物空间结构较为单一;藻类异常增殖等。基于此,在“十二五”国家水专项西湖课题--城市景观湖泊水环境改善技术研究与工程示范中,适时跟进构建沉水植物斑块镶嵌格局工程,以优化沉水植物结构,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的、良性循环的方向演替。西湖不同湖区、不同位点底质、水位差异较大,且引钱塘江入湖水中含有絮凝剂(主要成分为铝盐),这些因素对沉水植物产生了较大影响。在工程实施前,作者在茅家埠湖区进行了为期一年的沉水植物斑块镶嵌中试,同时还通过室外模拟实验、湖区原位实验研究了底质、水深、絮凝剂等环境因子对沉水植物苦草(Vallisneria natans)及黑藻(Hydrilla verticillata)无性繁殖、生长和生理指标等方面的影响,为“十二五”示范工程设计和实施提供科技支撑。主要结果如下:1.底质类型对沉水植物生长形态及生理的影响(1)水族缸模拟实验表明,底质类型显著影响苦草匍匐茎扩散速率、分蘖株形态特征和生产力(P0.05),在湖泥中呈现最佳的无性繁殖能力,其次为湖泥+沙子。不同底质处理间苦草叶绿素含量、生产量和呼吸量差异显著(P0.01)。不同底质对黑藻生物量积累、分蘖数等形态指标影响显著(P0.05);叶绿素含量等生理指标均以湖泥处理组最大,且不同底质处理组间有显著差异。(2)茅家埠湖区原位耐牧食(NM)中试区底质和斑块镶嵌(BK)中试区底质对苦草、黑藻生长形态及生理有显著影响。BK中试区底质更适合苦草的生长,且盆栽于NM中试区内的苦草总体比BK中试区内长势较好。底质对叶绿素含量、SOD活性、蛋白含量和丙二醛含量的影响在苦草和黑藻间存在显著差异(P0.05)。黑藻在NM中试区整体较BK中试区长势好,其生物量、株数、株高均优于BK中试区的,因此NM中试区底质更适合黑藻生长。2.茅家埠湖区沉水植物斑块镶嵌中试区水深对苦草、黑藻生长及生理的影响随水深增加,苦草生物量、株数、匍匐茎数和直径以及根重呈减少趋势,深水位(1.8 m)不利于苦草的生长,超过1.2m的水深会刺激匍匐茎和根生长。水深梯度对苦草叶绿素和蛋白含量无明显影响,而对枝叶中SOD活性和丙二醛含量有显著影响,随水深增加,SOD活性降低,丙二醛含量升高。水深对黑藻形态学特征有较大影响,但无明显规律,生物量、株数、株高、节间长值均以中水位(0.8~1.0 m)为最大。中等水深对黑藻生长最佳,而深水位引导黑藻分配较多生物量于地下部分。叶绿素含量随水深增加而减小,SOD总活性和蛋白质含量均以中等水深最大,而丙二醛含量随水深增加而增加。3.絮凝剂对沉水植物生长形态及生理的影响(1)乌龟潭湖区原位实验中絮凝剂对苦草、黑藻生长形态学影响显著(P0.05)。整体而言,入水口下游150 m处(2#位点)的苦草、黑藻长势比距入水口15 m处(1#位点)较好,其生物量、株数、株高、匍匐茎、根重等指标均优于1#位点,表明2#位点水体环境及底质对苦草、黑藻生长更有利,絮凝剂对二者生长有显著抑制作用。入湖引水絮凝剂使二者叶绿素含量、SOD总活性、蛋白质含量降低,而丙二醛含量升高。(2)室外水族缸模拟絮凝剂影响实验,结果与原位实验有所差异,苦草和黑藻处理组的生物量、株数、株高、匍匐茎、根重均比对照组大,但未达到显著性差异(P0.05),表明水族缸控制条件下,絮凝剂对苦草、黑藻生长影响未达到显著性水平。整体而言处理组和对照组苦草、黑藻植株叶绿素含量、SOD活性、蛋白含量呈现先下降后上升的趋势。水体TN、TP和Chl-a浓度下降,而Al含量呈缓慢上升趋势。4.茅家埠湖区沉水植物斑块镶嵌中试2014年5月,在斑块镶嵌中试区内种植了苦草、狐尾藻、黑藻、金鱼藻、微齿眼子菜和篦齿眼子菜6种沉水植物。2014年10月份,沉水植物总的平均盖度达36.8%,苦草、金鱼藻、狐尾藻生长扩散成为优势种,其平均盖度分别为56%、66%、71%;平均生物量分别为1320.8 g/m2、955.1 g/m2、877.4 g/m2,黑藻、篦齿眼子菜及微齿眼子菜已逐渐消失。但黑藻在底质稍硬、水深较浅(1.2 m以下)和控制牧食条件下的NM中试区内生长良好。斑块镶嵌中试区沉水植被最终达到一个结构稳定群落,至2015年4月沉水植物总盖度约达到40%,监测到有苦草、金鱼藻、狐尾藻、菹草(非此中试种植草种)。整体而言,水质也得到一定改善,TN、NO3--N呈下降趋势,实验期间中试区TP多数月份小于对照区,叶绿素变化较大。中试区多数月份浮游植物多样性指数大于对照区。适合西湖西进水域恢复的沉水植物可优选苦草、狐尾藻、金鱼藻;沉水植物重建与恢复应由浅水区逐渐向深水区推进,且选择底质稍微较硬的区域(条件允许可改良基质)较好;若条件允许,尽量避开航道,以免受波浪扰动冲击,可围隔(尽量封闭)控制鱼类等牧食影响。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948.8

【参考文献】

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本文编号：1408883