發(fā)布時間：2018-03-30 05:42

  本文選題：異龍湖　切入點：沉水植物恢復　出處：《上海海洋大學》2017年博士論文

【摘要】：異龍湖屬于云南九大高原湖泊之一,近年來隨著城市化進程的不斷加快,異龍湖水質(zhì)逐漸惡化,沉水植物群落退化加速,湖泊的生態(tài)原貌逐漸消失;為遏制異龍湖的富營養(yǎng)化進程,加強濕地生態(tài)多樣性的保護,紅河州環(huán)保局加強了對異龍湖的濕地植被的保護與恢復工作,尤其是沉水植物的保護與恢復。與其它富營養(yǎng)化湖泊不同,異龍湖目前處于草型湖泊向藻型湖泊轉(zhuǎn)變的節(jié)點,西湖區(qū)沉水植物茂盛,水體清澈見底,是典型的草型湖泊,東湖區(qū)沉水植物較少分布,水體混濁,藻類密度高,是典型的藻型湖泊,研究在轉(zhuǎn)變節(jié)點上的湖泊,對于沉水植物恢復影響因子研究、水體富營養(yǎng)化防治及沉水植物的恢復與保護具有特殊的研究意義。此外,海菜花(Ottelia acuminata var.acuminata)是我國特有的漸危物種,是國家3級重點保護植物,是異龍湖的歷史優(yōu)勢物種。因此,研究異龍湖的沉水植物恢復影響因子和恢復技術,恢復以苦草和海菜花為優(yōu)勢種的沉水植物群落,是異龍湖生態(tài)保護的核心內(nèi)容。本研究以沉水植物恢復群落影響因子及恢復技術為研究目標,對異龍湖及主要入湖河流開展水環(huán)境因子的周年調(diào)查與分析,通過對沉水植物群落結(jié)構(gòu)特征與水環(huán)境因子的相關性分析,探索異龍湖沉水植物群落恢復的主要影響因子。異龍湖沉水植物群落恢復是以恢復原始自然生態(tài)為基本目標,根據(jù)歷史資料分析,恢復苦草(Vallisnerianatans(Lour.)Hara)及海菜花群落是異龍湖沉水植物群落恢復的基本目標,因此,本文依據(jù)主要環(huán)境因子的研究結(jié)論,分別驗證該種影響因子對苦草和海菜花恢復的影響,以探索在現(xiàn)狀條件下異龍湖苦草和海菜花群落的恢復范圍和恢復技術。此外,異龍湖多年來水位逐漸下降,是沉水植物群落衰減的主要驅(qū)動力之一,2012年后,環(huán)保局實施了退耕還湖的工作,多數(shù)湖濱濕地成為廢棄農(nóng)田,水土流失嚴重,為恢復恢復湖濱濕地,管理部門提升異龍湖水位勢在必行,因此,本研究依此為背景研究了水位變動對異龍湖沉水植物群落結(jié)構(gòu)的影響,探索通過人工控制水位恢復沉水植物的可能。最后,總結(jié)分析沉水植物恢復的影響因子的研究結(jié)果,從技術角度出發(fā),改善脅迫因子,為沉水植物的恢復提供切實可行的技術措施,為異龍湖的沉水植物恢復提供技術及理論指導。本研究取得的主要成果有:1、異龍湖沉水植物群落結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀與水環(huán)境因子的關系通過對異龍湖主要入湖河道及東西湖區(qū)的水環(huán)境因子調(diào)查發(fā)現(xiàn),河道的總氮、總磷、氨氮均高于東西湖區(qū),且與湖區(qū)水質(zhì)差異性顯著。東西兩個湖區(qū)水質(zhì)也具有顯著差異,西湖區(qū)顯著優(yōu)于東湖區(qū)。東西湖區(qū)沉水植物的空間分布具有顯著差異,西湖區(qū)小茨藻(Najas minor All)、貍藻(Utricularia)為優(yōu)勢種,東湖區(qū)篦齒眼子菜(Potamogeton pectinatus L)、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)、大茨藻(Najas marina L)為優(yōu)勢種,且西湖區(qū)沉水植物的蓋度、生物量及物種豐度顯著高于東湖區(qū)。異龍湖沉水植物的空間分布、蓋度、生物量等受水環(huán)境因子的影響顯著,水深、透明度、溶解氧是沉水植物群落結(jié)構(gòu)的主要影響因子,總氮、總磷、氨氮及p H是次要影響因子,電導率暫未發(fā)現(xiàn)明顯的相關性。2、異龍湖水深對苦草生長的影響為恢復異龍湖的原生沉水植物群落優(yōu)勢物種—苦草,為異龍湖苦草群落恢復工作提供數(shù)據(jù)及理論依據(jù),本研究在異龍湖0.5m、1.0m、1.5m、2.0m四個不同水深開展苦草的生長實驗,通過監(jiān)測苦草的株高、葉片數(shù)、鮮質(zhì)量、根長、日相對生長率及過氧化氫(H2O2)、過氧化氫酶(CAT)及丙二醛(MDA)含量等生理生化指標,探索不同水深條件下苦草的生長特性。結(jié)果顯示:0.5 m和1.0 m深度水層的苦草生長良好,苦草未出現(xiàn)代謝失衡,未出現(xiàn)明顯的生長被抑制現(xiàn)象;1.5 m深度水層的苦草受低溶解氧的影響出現(xiàn)了生物質(zhì)膜氧化現(xiàn)象,生長受到抑制;2.0 m深度水層的苦草出現(xiàn)負增長,丙二醛積累過量,細胞質(zhì)膜破壞嚴重。因此,在異龍湖現(xiàn)狀水環(huán)境條件下,1.5m以淺為苦草的適生水深,1.0m以淺范圍內(nèi)恢復苦草可取的較高成活率。3、異龍湖水深對海菜花生長的影響海菜花的生長及光合熒光特性對水深變化有積極的響應,海菜花會隨著水深的不同改變其生長特性及光合作用的組織結(jié)構(gòu),以適應不同水深的生長環(huán)境。不同水深的初始熒光F0和最大熒光Fm差異不顯著,而最大量子產(chǎn)率Fv/Fm和熒光參數(shù)Fv/F0隨水深的增加而顯著增加,光響應曲線中的初始斜率(α)、最大電子傳遞速率(ETRmax)、半飽和光強(EK)在不同水深處具有顯著差異,表明深水區(qū)海菜花葉片PSⅡ系統(tǒng)的光和效率顯著提高。不同水深海菜花葉片的捕光能力并未發(fā)生較大變化,海菜花只是通過增加葉片中的chl.a、chl.b及Car的量,提高在弱光條件下的光合能力。不同水深梯度的海菜花光響應機制不同,淺水區(qū)的海菜花葉片具備更好強光保護機制,而深水區(qū)海菜花的葉片具備更好的光合作用潛能。根據(jù)本海菜花在實驗中的生長及熒光特性表現(xiàn),我們發(fā)現(xiàn)1.0m以淺水的海菜花具有良好的生長特性及高效的光合作用,大于1.0m水深區(qū)域即表現(xiàn)為生長季光合作用的抑制現(xiàn)象,因此,在異龍湖現(xiàn)有的水環(huán)境條件下,1.0m以淺是海菜花恢復的最適宜水深。4、水位變動對異龍湖沉水植物群落結(jié)構(gòu)及演替的影響水位變化對異龍湖沉水植物群落結(jié)構(gòu)具有顯著影響,沉水植物的物種數(shù)、生物量、蓋度對水位的變化均有不同程度的響應,透明度低的水域內(nèi),水位大幅提升會造成生物量、物種數(shù)及蓋度的降低,甚至出現(xiàn)沉水植物群落衰退或死亡。不同水位條件下光照條件的改變是水位對沉水植物的影響的主要驅(qū)動因子,透明度高的水域水位變動帶來的影響,相對較小。沉水植物在非最適宜水位條件下,通過短期內(nèi)增加株高以取得更好的光照條件,通過減少分枝數(shù)來減少有效資源條件下物質(zhì)及能量的消耗,以適應新的水位環(huán)境。水位變動對異龍湖沉水植物的群落演替產(chǎn)生了顯著影響,隨著水位的升高,異龍湖沉水植物的空間分布向標高更高的淺水區(qū)移動,群落內(nèi)深水區(qū)物種數(shù)減少,淺水區(qū)物種數(shù)增加。異龍湖可利用控制水位的技術措施激活底泥中的沉水植物種子庫,以恢復湖區(qū)的沉水植物群落。5、異龍湖沉水植物群落恢復技術研究以生態(tài)本調(diào)查、歷史資料及走訪調(diào)研為基礎,以湖泊生態(tài)修復理論為依據(jù),以異龍湖的發(fā)展規(guī)劃為藍圖,參考國內(nèi)外類似湖泊的富營養(yǎng)化防治與沉水植物恢復案例,提出了異龍湖沉水植物恢復的技術體系。主要內(nèi)容包括:通過生態(tài)技術措施恢復入湖河道的水質(zhì),把污染控制在入湖之前,提升補水水源的質(zhì)量,為沉水植物恢復提供良好的基礎條件。研究了適用于異龍湖現(xiàn)狀的沉水植物恢復的選種技術及栽培技術,利用淤泥清除的方式恢復沉水植物的生境條件,在完成清淤的同時,實現(xiàn)沉水植物的恢復及泛濫濕地植物的群落控制。通過監(jiān)測異龍湖的水深和透明度的變化關系,采用水位調(diào)控措施,配合沉水植物恢復確定合理的補水量,水量應保持在6000萬m3以上,但補水不宜過快,應給沉水植物的恢復足夠適應性恢復時間,通水位控制激活種子庫實現(xiàn)沉水植物的恢復。異龍湖東西湖區(qū)水深、水質(zhì)及植物分布具有明顯的差異性,東西湖區(qū)修復路線應采取不同的技術策略,東湖區(qū)采用以恢復先鋒物種為主要內(nèi)容的生態(tài)治理路線,西湖區(qū)以恢復生物多樣性為主要內(nèi)容的生態(tài)修復路線。同時,異龍湖的沉水植物恢復是長期的群落演替過程,應依據(jù)異龍湖的現(xiàn)狀條件,因地制宜,采用不同的恢復技術措施,分階段的實施沉水植物恢復工作。
[Abstract]:Based on the study of the main environmental factors , it is the main driving force for the restoration and restoration of the submerged plants . In addition , it is the main driving force for the restoration and restoration of the submerged plants . The main results of this study are as follows : 1 . The relationship between water level fluctuation and water environmental factors is significant , and the water depth , total phosphorus , ammonia nitrogen and p H are the dominant species , and the water depth , total phosphorus , ammonia nitrogen and p H are dominant species . The results showed that there was no significant difference between the initial fluorescence F0 and the maximum electron transfer rate ( ETRmax ) , the half saturation and the light intensity ( EK ) in the deep water area . In order to improve the water quality of the submerged plants and to improve the quality of the submerged plants , it is suggested that the restoration of the submerged plants can be achieved by means of the measures of ecological technology , the water depth , the water quality and the plant distribution of the submerged plants .

【學位授予單位】：上海海洋大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X524;X173

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本文編號：1684618