【摘要】：沉水植物在維持淺水湖泊生態(tài)功能方面發(fā)揮著重要作用。然而,近年來的研究資料表明,由于人類活動的影響,沉水植物正經歷著全球性的衰退,氣候變暖與富營養(yǎng)化是驅動沉水植物衰退與演替的兩個重要因素。在未來百年,全球平均氣溫上升,且熱浪等極端天氣事件的頻率和強度也會有所增強。在另一方面,水體富營養(yǎng)化仍是全球淡水生態(tài)系統(tǒng)面臨的一個主要的水環(huán)境問題。雖然現(xiàn)有研究已經關注到氣候變化或水體富營養(yǎng)化對于沉水植物的影響,但對于極端氣候事件影響的探究仍為數(shù)不多,尤其是關于極端氣候與富營養(yǎng)化交互作用的研究更加匱乏。此外,母代環(huán)境的影響在水生植物生活史以及子代生長特征等方面發(fā)揮了十分重要的作用。因此,了解母代環(huán)境的影響將有助于預測水生植物生活史特征對未來氣候變暖的響應機制。本研究論文基于以上背景,選取沉水植物廣布種—菹草(Potamogeton crispus L.)作為研究對象,利用實驗生態(tài)學手段開展了相關研究。本論文主要研究結果如下:(1)母代不同升溫模式環(huán)境下產生的菹草石芽在形態(tài)、化學計量學特征及萌發(fā)等方面的研究結果表明:不同的升溫模式對菹草產生的石芽濕重無顯著影響,但是較高幅度的升溫顯著促進了石芽長度和寬度的增加;石芽的化學計量學特征表明,母代高幅度的升溫會導致菹草石芽總N含量顯著升高,同時C/N比顯著下降;母體升溫環(huán)境對菹草石芽的萌發(fā)速率及幼苗生長有一定程度的促進作用。綜上所述,菹草母代環(huán)境溫度的升高顯著影響了石芽的形態(tài)、化學計量學特征及萌發(fā)情況。(2)不同溫度模式與富營養(yǎng)化對水體環(huán)境特征、菹草生長和繁殖物候的研究結果表明:升溫加快了菹草的生長和衰退,這或許更有利于菹草在冬季和早春維持湖泊清水狀態(tài),但其衰退的提前也將使湖泊在夏季更早的轉變?yōu)闈崴疇顟B(tài);與對照相比,固定升溫與波動升溫分別導致始花日期提前14.7天和17.2天,同時盛花日期也顯著提前,但并未引起兩種升溫模式下花期持續(xù)時間的變化。然而,磷添加雖延遲盛花日期3.9天,并略微縮短了加磷處理的花期長度,但與對照相比并未產生顯著性差異。此外,升溫減少了菹草花序峰值,與對照組相比,固定升溫組與波動升溫組花序峰值數(shù)目分別平均減少了17與27個。(3)不同溫度模式與富營養(yǎng)化對菹草繁殖動態(tài)影響的研究結果表明:升溫條件下菹草通過減少形成的果序數(shù)量降低了有性繁殖,尤其是在波動升溫條件下更為顯著,這表明在應對氣候變暖時菹草的繁殖策略可能會發(fā)生改變。另一方面,在磷添加條件下,菹草單個果序的結實率升高,表明其有性繁殖的投入增加,這一轉變可能更有利于提高種群在應對富營養(yǎng)化等環(huán)境因子變化的影響。(4)在繁殖體的化學計量學方面,升溫與磷添加導致了種子和石芽的碳氮元素含量發(fā)生了變化。兩種升溫模式下的石芽總碳含量較對照組均有所下降;而升溫與磷添加均造成了種子總碳含量的下降。與對照組相比,磷添加顯著降低了石芽總氮含量;有性繁殖體種子總氮含量在固定升溫組中有所升高,而波動升溫組卻呈現(xiàn)出下降趨勢。在繁殖體的碳氮比值方面,水體中磷含量的增加導致石芽的碳氮比升高;然而,磷添加與升溫的交互作用卻使石芽碳氮比下降。另一方面,種子的碳氮比則在波動升溫組中最高。通過本研究,我們發(fā)現(xiàn)菹草無性與有性繁殖體碳氮元素的變化較為復雜,除受到水體中溫度與營養(yǎng)水平改變的影響外,其它環(huán)境因素(如沉積物營養(yǎng)水平)也可能對營養(yǎng)物質在繁殖體中的分布特征產生影響。
【學位授予單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q948.8;X52

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