论文部分内容阅读
沉水植物-附植生物复合体是浅水湖泊中非常特殊的一种生态单元，开展与其相关的研究，对于揭示浅水湖泊生态系统物质循环、能量流动及深入探讨沉水植物的衰亡都具有非常重要的意义。本论文就不同营养水平下、不同沉水植物表面附植生物的群落结构特征、演替规律，及其与营养盐、沉水植物之间的相互作用关系进行了较为系统的研究。论文的主要内容和结果如下:
1、附植生物的超声分离方法
以不同形态的两种沉水植物苦草和菹草作为实验材料，对附植生物的超声分离方法进行了研究。通过正交试验，采用表面荧光计数的方法对超声分离附植生物的条件进行筛选，确定超声优化组合为超声3 s、间隙8 s、循环75次、超声功率密度1.5 Wml-1。在此基础上，对超声与手工分离效果进行比较。结果表明，对菹草表面附植生物的分离，超声分离方法显著优于手工分离;而对于苦草，两种分离方法的差异不显著。同时，经扫描电镜观察证实，超声与手工分离均未造成宿主植物表皮细胞的脱落。与手工分离相比，超声分离方法具有比较好的重复性，尤其对形态复杂的沉水植物表面附植生物的分离具有比较明显的优势。
2、营养水平对附植生物群落结构特征及演替的影响
对太湖不同营养水平湖区中优势植物马来眼子菜表面的附植藻类和附植细菌群落结构的特征及季节变化进行了研究。结果表明，不同营养水平湖区中附植藻类和附植细菌的丰度及群落结构不存在显著差异，而宿主植物的生长状况对附植生物的丰度、群落结构存在显著影响。
室内不同营养盐水平的模拟试验结果显示，附植生物的丰度、群落结构在低营养(N-P mg L-1:0.5-0.05)和中营养(N-P mg L-1:1.0-0.10)水平下差异不显著;而在相对较高的营养盐水平下(N-P mg L-1:5.0-0.50, N-P mg L1:10.0-1.00)，附植生物的丰度显著升高，群落结构亦出现显著变化，并呈现出剧烈波动的趋势，群落结构的稳定性下降。
3、不同沉水植物表面附植生物群落结构及演替
于植物生长旺盛的季节，野外原位采集太湖不同湖区中不同种类的沉水植物，对其表面的附植藻类和附植细菌的丰度、群落结构进行研究。结果表明，宿主植物形态会显著影响附植生物的丰度，具有较大比表面积的金鱼藻和轮叶黑藻表面微生物的平均附着量高于苦草与马来眼子菜。而附植生物群落结构在不同沉水植物种类之间的异质性显著高于不同营养水平湖区之间的差异。
室内模拟富营养水平下不同沉水植物表面附植生物群落演替试验表明，富营养水平下不同沉水植物表面附植生物的丰度及群落结构差异显著，沉水植物的生长状况与附植藻类丰度、群落结构波动程度存在反相关，而具有相似形态生长特征的不同种类沉水植物个体之间往往具有相似的附植细菌群落结构。
4、不同营养水平下沉水植物的生长及生理响应
室内营养盐控制试验结果表明，水体中的营养盐水平会直接影响沉水植物生物量的分配策略，在营养盐水平较低的环境中(N-P mg L-1:0.5-0.05)，沉水植物将更多的生物量分配于地下组织，来强化根系对营养的吸收能力。而适度增加水体营养盐(N-P mg L-1:1.0-0.10)，可以促进叶片的光合作用和植物的生长，尤其促进地上组织的生长，减缓地上组织的衰老。然而，水体过高的营养盐水平(N-P mg L1:10.0-1.00)对沉水植物根系的生长发育不利，会导致根系功能退化，根系细胞超微结构易于在衰老中出现损伤。水体中营养盐富集所导致的水体微生态环境的变化或许是导致试验中沉水植物地上组织生长受到抑制的主要原因。一方面，营养盐富集导致水体微生物数量显著增加，会改变沉水植物生长的光环境，使沉水植物在光合生理上出现对弱光的适应;另一方面，高强度的水体微生物的爆发性增殖则又会对沉水植物造成严重的非持续性逆境胁迫，进而使沉水植物地上组织在短时间内遭受严重伤害。富营养水平下沉水植物的响应进一步证实，水体中氮、磷浓度完全可以在远未达到限制沉水植物生长的范围时，通过对水体微生态环境的作用进而显著影响沉水植物的生长。