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本研究依托上海市淀山湖千墩浦大型浮床工程,选取美人蕉,黄菖蒲,再力花和千屈菜4种常见的多年生湿生植物作为研究对象,通过4种植物植株高度、叶片数、分蘖数、生物量的时间动态变化及成活率分析其生长特征;通过分析4种植物水面上部和水面下部生物量、须根数量和平均根长随时间变化规律,拟合水面上部生物量、分蘖数、须根数量、根系总长度与水面下部生物量的异速生长参数,探讨4种浮床植物的生物量分配规律;分析4种植物水面上部和水面下部C、N和P含量,分析其C、N、P吸收效率,比较研究4种浮床植物的生态化学计量学特征,结合浮床植物C、N和P的时间动态变化规律,分析浮床植物在不同生长时期的主要养分限制因子;比较分析浮床工程区内外水域浮游植物群落组成、密度,群落特征指数,,对浮床工程抑藻效果进行了初步研究。主要研究结果如下:(1)浮床植物经过2个月的适应性生长后,美人蕉和再力花成活率最高,均为83.33%;千屈菜成活率次之,为76.67%;黄菖蒲成活率最低,为48.15%。成活率结果表明4种植物均能够适应实验环境,但黄菖蒲适应性相对较差。生长季结束时,再力花平均株高显著高于其他3种植物(One-way ANOVA, p< 0.05),平均株高为241.26 cm;美人蕉显著高于黄菖蒲和千屈菜(p<0.05),平均株高为169.34 cm;千屈菜和黄菖蒲平均株高差异不显著(p>0.05),分别为147.60 cm和138.33 cm。美人蕉平均分蘖数为64.3株/丛,黄菖蒲为54.3株/丛,再力花77.3株/丛,千屈菜为42.3株/丛;采收时,再力花的平均生物量最大,为3651.67 g,是移栽时的691.60倍;其次为美人蕉,为2402.53 g,为移栽时的373.06倍;黄菖蒲和千屈菜的平均生物量分别为857.00 g和997.40 g。单因素方差分析显示,美人蕉和再力花采收时平均生物量显著高于黄菖蒲和千屈菜(p<0.05)。4种浮床植物生长季平均相对生长速率(干重)从大到小分别为,再力花16.38g.(d·株),美人蕉10.60g/(d·株),千屈菜4.34g/(d·株),黄菖蒲3.65g/(d·株)。美人蕉最大相对生长速率出现在8~10月,为29.14g/(d·株),其余各月生长速率较为稳定。黄菖蒲和再力花的最大相对生长速率出现在10-11月,分别为15.96g/(d·株)和66.28g/(d·株)。千屈菜的相对生长速率时间动态呈现出双峰型,分别出现在6-8月和10-11月,为6.68g/(d·株)和5.72g/(d·株)。综上所述,美人蕉和再力花实验期间各生长特征指标稳定增加,最终生物量水平显著高于其余两种植物,生长状况佳,可以作为当地气候背景下浮床备选植物进行推广。中大型自然水体浮床工程运用中,黄菖蒲移栽时应考虑栽植季节和目标水域风浪因素。千屈菜在本实验中期(8月左右)暴发了病虫害,表明其抗病虫害较弱,因此千屈菜在本气候区域内作为浮床植物应用还需要适当的人工管理和抗病虫害植株的人工选育。(2)生长季结束时,浮床植物平均须根数量为美人蕉733.80根/株,黄菖蒲1183.33根/株,再力花2871.50根/株,千屈菜12660.33根/株;4种植物平均根系长度从大到小依次为黄菖蒲(57.57 cm)>千屈菜(50.33 cm)>美人蕉(47.76 cm)>再力花(32.45 cm)。美人蕉和再力花移栽后根系长度快速发育到较高水平,而后不再显著增加,生长季中后期通过增加须根数量来吸收足够的营养物质;黄菖蒲和千屈菜根系发育策略则是在快速生长期内须根和平均根长同时增加来满足植株养分需求。美人蕉,黄菖蒲,再力花和千屈菜水面上部-水面下部生物量异速生长系数a值分别为1.07,0.94,1.09和1.03,就此指标来看,4种浮床植物水面上部-水面下部生物量分配总体趋向于等轴生长,黄菖蒲水面下部生物量增加速率略大于水面上部生物量,其余3种浮床植物则表现为相反趋势。除千屈菜根系总长度增长速率大于水面下部生物量增加速率外,其余异速生长参数均表明该植物须根数、根系总长度以及分蘖数的增加速率均小于水面下部生物量的增加速率。浮床植物生长季中根冠比变化与植物生长季中资源分配有关,总体呈现先降低后升高的趋势。4种浮床植物水面上部、水面下部生物量线型关系良好,可以通过水面上部生物量估算水面下部生物量,避免为测量水面下部生物量对浮床植物或浮床结构造成的破坏。(3)浮床植物水面上部和水面下部TOC平均含量范围分别为354.35-409.81 g/kg和272.34-343.41 g/kg,水面上部和水面下部TN平均含量变化范围分别为24.49~26.75 g/kg和14.31-28.48 g/kg;水面上部和水面下部TP平均含量分别为1.05-2.15 g/kg和0.79-2.01 g/kg;美人蕉和再力花的C、N、P固定量显著大于千屈菜和黄菖蒲(One-way ANOVA,p< 0.05)。美人蕉和黄菖蒲C:N呈现随时间增加逐渐下降的趋势,其中美人蕉C:N变化范围为10.61-18.04;黄菖蒲C:N变化范围为11.77-19.90;再力花和千屈菜C:N总体呈现先升高后降低的趋势,变化范围分别为14.55-22.27和11.78-19.71。4种植物C:N值接近中国草地平均水平,说明C:N在草本植物物种间是相对稳定的。浮床植物C:P总体变化趋势为随时间推移而逐渐降低,一定程度能够作为浮床植物快速生长的指示指标。对4种植物N:P的研究发现:从生长季平均N:P来看,再力花和黄菖蒲分别为26.69和24.83,总体表现为P限制,美人蕉和千屈菜则分别为14.87和19.27,总体表现为N限制。从时间动态来看,移栽时千屈菜N:P=26.69>23,营养限制因子为P,其余3种植物N:P均小于21,由此推断此3种植物移栽时营养限制因子均为N;6月时,4种植物N:P都大于23,都表现为P限制;10月时,4种植物N:P都小于21,又表现为N限制。(4)调查期间共采集浮游植物8门108属327种(含变种,变型),绿藻门,隐藻门,硅藻门,蓝藻门和裸藻门藻类数量占据浮游植物总个体数90%以上。浮床区与对照区浮游植物密度季节对比结果显示,浮床区春夏季浮游植物密度分别较对照区减少了21.29%和17.23%。5月和7月时,实验水域发生了弱细颤藻,小形色球藻,球衣藻和链丝藻等藻类的暴发生长。5月时,对照区叶绿素a浓度为122.18μg/L,浮床区为63.34μg/L,浮床区叶绿素a浓度仅为对照区的51.84%;7月时,对照区叶绿素a浓度为69.04 μg/L,浮床区为37.50 μg/L,为对照区叶绿素a浓度的54.32%,由此推断浮床在春夏季具有一定的抑藻效果,并且能够较为有效地抑制蓝藻门的弱细颤藻和小形色球藻,绿藻门的球衣藻和链丝藻的暴发生长。浮床区Shannon-weaver指数和Pielou指数四季都高于对照区,Marglef指数除春季外,其余3个季节都表现为浮床区高于对照区。综合浮床区与对照区四季浮游植物群落指数可以看出,浮床系统能够提高浮游植物群落复杂性,更易形成复杂稳定的浮游植物群落。浮游植物主要门类密度与水体理化相关性分析表明,硅藻门密度对水体理化各条件不敏感,裸藻门密度与水体TN浓度呈现显著负相关,绿藻门和隐藻门密度与水体DO浓度显著正相关,浮床区蓝藻门密度与TN:TP显著负相关,而对照区无显著相关性。