水生植物修复技术对水生态系统的影响——以浮游甲壳动物为例

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在受损湖泊中,通过沉水植被恢复可高效改善水质和维持湖泊清水稳态。沉水植物可为沿岸带浮游甲壳动物提供良好的栖息环境,对沿岸带浮游动物群落结构的构建有重要作用。光照对水生植物的生长有重要影响,一定量地去除漂浮植物的遮光效果有利于沉水植物的生长。由于不同沉水植物对低光压力的适应策略不同,为研究在低光条件下栖息地环境和沿岸带浮游甲壳动物的关系,本研究分别开展了水生植被重建原位实验和室外光照控制实验。于2016年5月-2016年10月在洱海海潮湾建立大型围栏,人工清除围栏内的漂浮植物,而围栏外的水生植物群落自然生长,对围栏内外浮游甲壳动物和沉水植物进行采样调查,同时监测水质。  结果表明:  (1)围栏内浮游甲壳动物生物量和密度(0.90 mg/L;68.10 ind./L)均高于围栏外(0.41 mg/L;54.21 ind./L),但其多样性指数在围栏内(1.68)低于围栏外(1.84);  (2)围栏内沉水植物生物量百分比(93.84%)总体上高于围栏外(83.71%),但沉水植物种类数低于围栏外,主要以眼子菜科为主;  (3)围栏内水体氮磷营养盐浓度低于围栏外,而DO浓度和pH值(5.81 mg/L;10.44)高于围栏外(2.66 mg/L;9.30)。分析表明漂浮植物遮光效果的去除有利于沉水植物生长,进而提高浮游甲壳动物的生物量和密度;且遮光效果有利于多种沉水植物共同发展,高的沉水植物多样性有利于提高浮游甲壳动物的多样性,这主要由水生植物复杂的空间结构和其引起的水体理化因子如高的pH和DO浓度所导致。  苦草和微齿眼子菜是洱海两种沉水植物优势种。本研究于2015年5月至2015年11月在水族箱中分别移植苦草和微齿眼子菜并覆盖不同层黑色遮阳布来建立4个光照梯度(L1-L4),其透光率分别是40.5%、17.1%、7.1%和2.8%,来模拟自然条件下沿岸带浮游甲壳动物群落对低光压力的响应,分析了水体理化指标、两种沉水植物和浮游甲壳动物群落结构变化。  苦草组结果表明:  (1)从L1至L4处理组,浮游甲壳动物生物量随光照强度减弱而减少,其平均值分别是1.27 mg/L、0.99 mg/L、0.95 mg/L和0.45mg/L,且浮游甲壳动物的丰度和多样性也随光照强度减弱而降低;  (2)与其他3个处理组相比,L4组中锯缘真剑水蚤的生物量百分比有所上升(从5%升高到25%),其他大多种类的生物量百分比都有所下降,其中晶莹仙达溞下降最为明显,由50%降至9%;  (3)浮游甲壳动物的平均生物量在秋季(1.28 mg/L)大于夏季(0.54 mg/L),平均丰度在夏季(83.79 ind./L)大于秋季(53.59 ind./L)。统计分析表明浮游甲壳动物群落结构变化与光照强度,溶解氧和pH值显著正相关,其中DO和pH的变化与苦草的生长紧密相关。本研究结果表明光照除了可以直接影响浮游甲壳动物的摄食外,还能通过影响浮游甲壳动物的栖息环境间接影响其群落结构。  微齿眼子菜组结果表明:  (1)随着光照减弱,浮游甲壳动物的丰度(104.61 ind./L、87.34 ind./L、64.21 ind./L和53.08 ind./L)和多样性(1.21、1.15、1.04和1.02)均降低;且其群落组成发生了变化,与其他组相比,L4组锯缘真剑水蚤最高,而圆形盘肠溞和桡足幼体最低;  (2)RDA分析表明DO和pH是影响浮游甲壳动物群落的关键因子,DO、光照强度与圆形盘肠溞呈正相关,与锯缘真剑水蚤呈负相关关系;pH与桡足幼体正相关;  (3)随着光照减弱,微齿眼子菜生物量变化趋势与浮游甲壳动物生物量一致,表明可以为浮游甲壳动物提供可利用的食物资源(附着藻)。研究表明低光压力不利于沿岸带浮游甲壳动物群落结构的发展,这主要直接与沉水植物生物量正相关和间接与理化因子如DO、pH和光照正相关。
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