沉水植物对鱼类扰动引起的沉积物再悬浮的抑制作用

【摘要】鱼类和沉水植物都是浅水湖泊重要的组成部分。底栖鱼类主要在沉积物表面进行活动,能引起沉积物扰动,导致沉积物再悬浮增加,水体浑浊。沉水植物作为浅水湖泊生态系统的重要组成部分和初级生产者,对湖泊生态系统的物质和能量循环起重要作用。沉水植物通过促进悬浮物沉降、吸收水体营养盐、抑制沉积物营养盐释放、提高沉积物营养盐滞留能力、抑制藻类生长等作用,降低水体浊度,保持水体清澈。不同生长形态的沉水植物对沉积物再悬浮的抑制能力不同。草甸型沉水植物一般多根,能够改善底质的特性,同时生物量主要集中在沉积物表面附近,对沉积物再悬浮的抑制能力可能会比较强；冠层型沉水植物一般根少,生物量沿水柱上下分布,同样生物量条件下对沉积物再悬浮的抑制能力可能比较弱。此外,沉水植物对沉积物再悬浮的抑制作用还可能与沉水植物的覆盖度密切相关。本文通过构建微型生态系统,研究不同生物量和覆盖度的草甸型和冠层型沉水植物对鲫鱼幼鱼扰动引起的沉积物再悬浮的抑制作用,为湖泊生态修复提供理论依据。试验于2013年6月至9月在太湖生态系统研究站东山分站进行。首先研究不同生物量密度的草甸型沉水植物刺苦草和冠层型沉水植物伊乐藻对鲫鱼扰动引起的沉积物再悬浮的抑制作用,每种沉水植物设置7个生物量密度,放入体长和生物量相同的鲫鱼2条。结果表明：(1)鱼类扰动会增加水体悬浮物浓度、水体总氮和叶绿素a(Chla)含量；(2)再悬浮速率无草组最大,为145.18gdw/m2/d,刺苦草组为14.24gdw/m2/d～119.21gdw/m2/d,伊乐藻组为14.68gdw/m2/d～23.37gdw/m2/d,伊乐藻组小于刺苦草组；(3)再悬浮速率与刺苦草生物量呈显著负相关(r=-0.764,P<0.05),而与伊乐藻生物量关系不大；(4)在整个试验期间,刺苦草生物量增加379.06g～1387.68g,伊乐藻生物量增加975.41g～1547.88g,伊乐藻生物量增加的速度显著大于刺苦草。为了进一步研究沉水植物覆盖度对底栖鱼类引起的沉积物再悬浮的抑制情况,我们设置了不同覆盖度的刺苦草,包括对照(0覆盖度)、25%覆盖度、50%覆盖度、75%覆盖度和100%覆盖度,除对照外,其它处理种植相同生物量刺苦草300g。结果表明：(1)水体总氮、总磷含量放鱼后出现增加；(2)75%和100%覆盖度悬浮物浓度显著低于无草对照(P<0.05)；(3)浮游植物生物量放鱼后出现明显的增加,75%覆盖组浮游植物生物量最小；(4)刺苦草也出现明显的生长,75%覆盖组刺苦草分株数显著高于其他处理组,生物量也显著高于其他处理组(P<0.05)；(5)再悬浮速率与覆盖率呈显著负相关(r=-0.785,P<0.05),与刺苦草生物量呈显著负相关(r=-0.953,P<0.05)。以上结果说明,沉水植物能够抑制底栖鱼类扰动引起的沉积物再悬浮。刺苦草对沉积物再悬浮抑制作用与其生物量有明显的正相关关系；伊乐藻通过迅速增殖生物量,对鱼类扰动引起的沉积物再悬浮也具有明显的抑制作用。即使在相同生物量条件下,沉水植物的种植也需要达到至少75%覆盖度才能显著抑制底栖鱼类扰动引起的沉积物再悬浮,反过来也能够保障沉水植物生物量的增加。在水生态修复的过程中,种植沉水植物时,覆盖度不低于75%且生物量尽可能大最有利于抑制沉积物再悬浮,维持水体清水状态。
【作者】吴红飞；
【导师】刘正文；关保华；
【作者基本信息】华中农业大学，湿地资源与环境，2014，硕士
【关键词】草甸型沉水植物；冠层型沉水植物；苦草；伊乐藻；鲫鱼；扰动；沉积物再悬浮；

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