底泥对沉水植物生长和群落结构

三、实验方法
• 5种供试植物构成3种人工配置类型： I．主栽种为微齿眼子菜(占60％，其他各占 10％) II．主栽种为苦草(占60％，其他各占10％) Ⅲ．主栽种为黑藻(占60％，其他各占10％) • 每个培养箱定植20丛沉水植物。试验由3种 底泥和5种植物品种构成的3种人工配置类 型组成，共计9个处理组，每个处理组设3 个重复。
或过低均不利于水生植物生长。
3、底泥对群落结构的影响
• 底泥对群落结构的影响表现在改变群落内的物种
数、各物种的优势度甚至产生优势种的更替，以 及改变群落内的物种多样性等。 • 与成活率相似，配置I和Ⅲ，在肥沃度低、强度大 的底泥上物种数较高；配置Ⅱ则没有改变。马来
眼子菜在某些处理组中完全死亡 。
1)马来眼子菜完全死亡
• 有机质和营养盐含量不同，导致不同类型 的底泥对水生植物成活和生长的影响也可 以在生物多样性的指标上得到反映，有机 质和营养盐含量较低的底泥有利于提高生 物多样性指数。 • 该试验中，生物多样性指数在营养盐含量 低的L底泥上最高，在营养盐含量高的M和 H底泥上则较低。
• 在水生植物恢复的工程实践中，对于呈富营养状 态的湖泊水体，其沉水植物的自然恢复过程困难 且漫长。 • 因此应在大量减少或缓解流域内污染压力的前提 下，根据环境条件选择合适的优势种，保证底泥 的适当肥沃并达到一定的稳定性，综合考虑植物 栽培的成活率、生长速率、生物量累积和生物多 样性等因素，采取人工辅助的方法，创造合适的 生境条件，快速恢复沉水植物，重建水生植被。
底泥对沉水植物生长和群落结构 的影响
叶 春 于海婵 宋祥甫
(中国环境科学研究院湖泊生态环境中心)
(北京师范大学 生命科学学院) (上海市农业科学院)
一、实验背景
• 沉水植物是湖泊生态系统中的初级生产者，能够 提高湖泊生态系统的自净能力，是无脊椎动物和 脊椎动物的食物来源，对形成合理的湖泊生态系 统结构，维持湖泊生态系统的良性发展十分重要。 • 很多因素都对沉水植物的生长、发育和群落演替 产生影响，如底泥特征、营养盐限制、光照强度、 植物生长类型、温度和湖底地形等。 • 以往的研究多侧重于在可控条件下对1个或者2个 影响因子进行研究，缺乏不同性质底泥对人工配 置的沉水植物生长和群落结构变化接近自然、综 合的影响研究。
• 2004年6月13日将供试水生植物种植于培养箱内， 加水至浸没植物，次日加水至20 cm • 6月16日将培养箱内注满水，水深为47 cm 。培养 箱置于室外。 • 53 d后，取出各桶内全部植物，洗净，分别测量 植物的株高、根长、分蘖，并分离地上(泥面上) 部分和地下(泥面下)部分，称量鲜质量，在105℃ 下烘干1h后再在80℃下烘干至恒重，称量其干质 量。
数据分析
• 水生植物相对生长速率(RGR) ： RGR=(ln W2一ln W1)／t
W1、 W2 —植物开始时、结束时的总的生物量干质量 t —试验天数
• 优势度：DV=(RF+RB)/2*100%
RF —植物的相对频度 RB —相对生物量
物种多样性的测定： s Shannon-Weiner指数 H =-ΣPilnPi
Thanks all of you The End
• 相对频度=(该种的频度/所有种的频度总 和)×100% 频度是指某个物种出现的样方数占总样方数量的比 例。 相对生物量，是各级生物量与标定生物量的比值， 它是生态学评价的又一个分指数，以Pb表示 。
Baidu Nhomakorabeai=1
同时采用Simpson指数作为对照
S-样方内物种数
D=1-ΣPi2
i=1
s
Pi —第i物种第一次被抽中的概率
四、实验结果
1、底泥对植物成活率的影响
1、底泥对植物成活率的影响
• 3种配置类型中植物的成活率对底泥的反应相似，
依次为L底泥>M底泥>H底泥 • 表现为在肥沃度低、强度大的基底上成活率高； 而在肥沃度高、强度小的基底上植物成活率低。
0.73 0.58 0.11 0.42 0.087 0.22
• 表明在这3种配置类型中，无论是否将黑藻
作为主栽种，其优势度均有显著的增加 • 非黑藻主栽种的优势度有被黑藻取代的趋 势，其中配置Ⅱ最为明显，其优势种已由
微齿眼子菜演变为黑藻。
五、分析与讨论
• 从所有配置类型的植物相对生长速率来看，氮、 磷含量较高的淤泥底质比生泥底质更有利于沉水 植物的生长，沉水植物具有较高的相对生长速率， 即在营养丰富的M和H底泥上其相对生长速率大于 较为贫瘠的L底泥。 • 可以认为，底泥的营养盐水平是影响沉水植物生 长的主要因素之一，但是，植物生长的营养条件 有一合适的浓度范围，营养过高或过低均不利于 水生植物的生长。
二、实验材料
植物
黑藻
金鱼藻
苦草 马来眼子菜
微齿眼子菜
底泥
• 底泥均采自太湖北部湖湾西五里湖(江苏省无锡 市)，该湖为城郊湖泊，呈富营养状态。试验所用 底泥为西五里湖生态恢复区的3种典型底泥。 • 依据肥沃程度： L底泥为原鱼塘区退渔还湖后，经深度清淤及塘埂 土回填形成的生泥底泥； M底泥为原鱼塘区退渔还湖后，经水下疏浚后的底 泥； H底泥为西五里湖非鱼塘区且未经疏浚的底泥。
2、底泥对平均相对生长速率的影响
2、底泥对平均相对生长速率的影响
2、底泥对平均相对生长速率的影响
• 成活率反映了底泥对植物定居的影响，而平均相
对生长速率则反映的是底泥对植物生长速率的影 响。
• 对于所有处理组而言，
RGR呈现 M底泥>H底泥>L底泥
• 植物生长的营养条件有一合适的浓度范围，过高
• 当湖泊底泥受到严重的有机污染时，底泥表层沉 积物的密度和稳定性减小，呈半流体状态。底泥 的这种机械特性和不稳定性容易受风浪、水压等 外界作用的影响，从而不利于沉水植物的定植汹 驯，当有机质含量较高、底泥成为还原性腐泥时， 还会对水生植物产生胁迫效应，不利于水生植物 的存活和萌发。 • 在该试验中，有机质含量较高的淤泥底质不利于 沉水植物的成活(成活率：L底泥>M底泥>H底泥)。 M和H底泥营养丰富，呈半流体状态，密度和稳 定性差，植物的成活率(定居情况)相对较低；而 在强度较大的L底泥上植物的成活率最大。
底泥对生物多样性的影响
• 经统计检验，配置I和Ⅲ的生物多样性在营养盐含 量低的L底泥上最高，在营养盐含量高的M和H底 泥则较低。而配置Ⅱ的生物多样性在几种底泥间 无显著差别。
• 试验结束时，配置Ⅱ的生物多样性指数上升， 另外2种配置类型的生物多样性指数则明显降低。
底泥对各处理组内植物优势度的影响