检索历史 清除

摘要湖泊富营养化及其引起的沉水植物消亡、水生植物多样性降低等问题已经成为一个世界性的问题，水生植物存在与否及其多样程度对湖泊生态系统起着举足轻重的作用；富营养化湖泊水生植物的生态恢复一直是学者关注的关键科学问题，而了解湖泊富营养化过程中沉水植物消亡的原因和机理是解决这一科学问题的关键。国家II级保护植物海菜花（Ottelia acuminata）是湖泊富营养化过程中消亡的典型例子，其野生种群在云贵高原的多个湖泊中已经宣告灭亡，但究其消亡的原因和机理的了解仍待解答。<br>　　为揭示高原湖泊水体富营养化对水生植物的影响，本研究以贵州草海高原湖泊为研究对象，通过草海水体富营养状态和水生植物的调查；结合样品的室内测试与分析，采用主成分分析、数量排序等方法分析了草海水质变化的驱动因子，及其对水生植物群落的影响；采用生态化学计量学的方法，对典型水生植物海菜花种群的消亡原因和机制进行了研究，阐释湖泊富营养化过程中沉水植物消亡的原因和机制，主要得到如下结果：<br>　　1）采用综合营养状态指数将草海水域分为三个不同营养状态区域，三个区域总体水质差异显著，A区位于草海东部上游的主要入水口和旅游船行巷道区，综合营养状态指数TLI（∑）大于50；B区主要位于草海中上游王家院子至东南部白家咀的大部分区域，综合营养状态指数在40.0~50.0之间；C区为草海中下游的大部分区域，该区域人为干扰弱，水生植物茂盛，综合营养状态指数在30.0~40.0之间。水质因子的主成分分析表明：草海水质变化和分异的主要驱动因子是全氮、全磷、叶绿素a含量和透明度。<br>　　2）水生植物群落调查共记录水生植物15科21属26种，其中沉水植物15种，占总种数的57.70％；挺水植物7种，占总种数的26.92%，漂浮植物4种，占总种数的15.38%。草海水生植物Margalef丰度指数变幅为0.9478~1.8636，Shannon-Wiener多样性指数较低，在0.4302~1.7545间变动；Simpson优势度指数变幅范围为0.3123~0.7867之间，Pielou均匀度指数变化范围为0.3877~0.7944之间。<br>　　3）草海水环境因子与水生植物多样性相关性不显著，但与沉水植物α多样性和分类学多样均有显著相关性，表明沉水植物对水质变化更为敏感。草海湖泊综合营养状态指数与沉水植物分类学多样性指数呈显著负相关，与水生植物分类学多样性指数呈显著正相关；主要是因为富营养化为挺水和漂浮入侵植物的扩张提供了驱动力，增大了水生植物的分类等级。<br>　　4）冗余分析（RDA）表明，水体中全氮（TN）、全磷（TP）、叶绿色a含量（Chla）、高锰酸钾指数（CODMn）及透明度（SD）是影响草海水生植物群落结构变化和分布的主导因子。<br>　　5）草海海菜花种群密度和盖度随水体中全氮和全磷的升高呈现先升高后降低的趋势，与综合营养状态指数呈显著负相关关系；结合野外调查情况，研究表明海菜花对水体富营养化较为敏感，其最适生长环境为：全氮浓度0.60~0.70mg·L-1，全磷浓度为0.010~0.015 mg·L-1，水深为30~90cm的浅水区域。<br>　　6）生态化学计量学对于揭示濒危物种的消亡机制具有重要的生态学意义；通过对比分析认为，海菜花自身的养分利用率和碳同化率较低，以及其较低的内稳性可能是其在变化的水环境中更容易消亡的原因。