太湖上游水环境对植物分布格局的影响机制

对北太湖上游流域的苏南第二大湖泊滆湖及其入太湖的主要河流(太滆运河与漕桥河)的水质和水生植被开展调查、评价与环境生态学研究。调查结果表明所有样点水质均超富营养化,尤以太滆运河与漕桥河的水体污染为甚。通过PCA综合评价,河流绝大多数河段已是Ⅳ类水体,滆湖也已呈Ⅲ类水体。对水生植物类群调查而言,调查发现太隔运河和漕桥河中上游河段水生植物多样性指数均很小,凤眼莲、芦苇和菰为优势种,沉水植被分布很少,群落退化严重,耐污种篦齿眼子菜和水盾草占优势;在湖泊中心区,沉水植物已完全退化。聚类分析发现所调查的植物可分为3大类群。PCO和CCA分别表明河流与湖泊所在的样点间的水体理化性状出现很明显的分离;该流域水体中不同形态N、P含量或底泥N、P含量主要影响水生植物种类组成和分布。     

基于聚类和多重评价法的河流质量评价研究

采用多重评价方法与聚类分析法对研究很少的大型江河——沅江下游的水质情况开展了调查、分析和质量评价。主成分分析法评价该江段的水质均属于Ⅰ类~Ⅱ类;加权的Topsis法、综合指数评价法、模糊识别评价法和判别分析法计算也均属于Ⅰ类~Ⅱ类,且方法间重复性较高,相互补充。UPGMA聚类分析发现,沅江桃源江段的水质可分为三个亚区;从修正TSI来看,所调查样点多为中营养水体;Ross法评判发现江段下游水质有变差趋势,除下游靠近县城水体外,多数仅为轻度污染水。总之,采用多重评价法综合对比才能弥补单一方法存在的漏洞,采用主成分分析法+加权的Topsis法+判别分析的水质评估以及TSIm河流富营养化评估和Ross法评估的多重评价和聚类分析等的评价体系能综合水质指标的不同侧重点,能更真实开展水质评价工作。     

2014年武汉东湖水生植物多样性及其分布特征

全球众多湖泊发生富营养化并造成诸多环境问题,为了解武汉东湖数十年富营养化历程中水生植物多样性和分布情况,2014年对武汉东湖的4个主要湖区沿岸带的水生植物进行了调查,包括郭郑湖、汤林湖、团湖和后湖4个湖区,总共设置20个采样点,每个采样点设3个样方（沿岸带挺水植被,1 m×1 m;沉水植物,0.2 m×0.2 m）.结果表明:东湖现存水生植物共计16科17属19种,其中狭叶香蒲、莲和菱是优势种,挺水植物、沉水植物、浮叶植物和漂浮植物分别为10、6、2和1种;东湖主要水生植物群落类型有7种,除了挺水植物群丛外,浮叶植物和沉水植物的群丛都是单优结构,植物群落分布面积为0.13 km2,仅占东湖总面积的0.48%.与历史数据对比发现,自20世纪50年代以来,东湖水生植物的多样性指数降低、分布极度萎缩,东湖大部分水生植物群落结构趋于单优化.研究显示,造成东湖植被衰退的主要原因是湖泊的逐渐富营养化、草食性鱼类的过度放养和生境的破坏.      

人类活动在武汉东湖沉积物中的记录

 研究了武汉东湖Ⅰ站90cm和Ⅱ站150cm沉积物柱芯TOC、TN、TP和硅藻的垂向分布,探讨了在东湖的发展演化中尤其是富营养化的过程中人类活动的影响.在350aBP(清朝康熙雍正年间)和20世纪60年代,由于人口增长、农业耕作发展和湖泊富营养化使区域内TOC、TN等营养物质向湖内大量输入.东湖I站沉积物中TP在0～5cm的高值区主要与建国以来东湖周围的人类活动作用加强有关,是湖泊营养程度逐步提高的结果.随着湖泊富营养化的加剧,湖泊藻类大量繁衍,沉积物中保存的硅藻也相应大量增加.     

洱海常见沉水植物磷含量的种间差异及季节性变化特征

P是湖泊生态系统中很重要的生命元素,水生植物对于湖泊中P的生物化学循环至关重要.通过分析不同季节下洱海7种常见的沉水植物地上部分w(P),研究了洱海常见沉水植物地上部分w(P)的种间差异及季节性变化特征.结果表明:洱海沉水植物地上部分w(P)总体呈正态分布,平均值为2.64 mgg,范围为0.90~6.79 mgg.沉水植物地上部分w(P)的种间差异和季节差异显著,其中7种沉水植物地上部分w(P)平均值为苦草(3.32 mgg)轮叶黑藻(2.88 mgg)金鱼藻(2.72 mgg)微齿眼子菜(2.53 mgg)穗花狐尾藻(2.39 mgg)篦齿眼子菜(2.34 mgg)马来眼子菜(2.27 mgg);季节间表现为春季(3.46mgg)夏季(3.05 mgg)冬季(2.20 mgg)秋季(1.98 mgg).环境中w(P)、叶与茎生物量比值和生活史特征可能是决定植物地上部分w(P)的重要因素.此外,由于环境中有效P含量较低,洱海沉水植物地上部分w(P)低于长江中下游湖泊.     

巢湖东湖区入湖河流的水生植被群落结构和区系特征及其与环境因子的关系

采用野外调查方法结合典范对应分析(CCA),研究了巢湖东部湖区的入湖河道水生植被的群落结构特征和区系特征及其与环境因子的相关性.结果表明:共发现常见水生植物物种63种,隶属于28科54属,其中沉水植物4种,漂浮植物3种,浮叶植物2种,挺水植物10种,湿生植物44种.区系分析发现该区域的水生植被呈现隐域性和热带向北温带过渡的亚热带特征,植物种属主要以世界分布属和北温带分布属为主,其次是泛热带分布属,分别占总数的35.19%、31.48%和12.96%;这54属水生植物的地理分布区类型共有中国种子植物所占的15个分布区类型中的10个,而缺少5个地理分布区类型.入侵种空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)分布广泛,河道呈现一定程度的堵塞状态;沉水植物物种则趋于单一化和分布面积狭小,尤其在水体污染严重的区域(如:双桥河流域和小柘皋河下游)几近衰退.CCA分析表明巢湖东部湖区入湖河道水生植物的空间分布主要受水体理化指标影响,而非水深的影响.总之,巢湖东部湖区入湖河道水质污染加重,水生植物群落结构极不合理、地理成分复杂程度偏低且具有明显的隐域性,沿河村镇的污水处理以及保护与恢复水生植物尤其沉水植物类群迫在眉睫.     

武汉东湖水生植被重建及水质改善试验研究

普遍存在的水体富营养化及水生植被衰退引起水生态系统崩溃和水质恶化,受损湖泊进行水生植被(特别是沉水植被)的修复/重建被认为是改善湖泊水质和湖泊生态恢复的重要手段。研究在严重富营养化的东湖水果湖边建立的围隔中开展,采用多种措施对围隔的底质和水质进行适当改善,依据自然湖泊中水生植被分布和植物种类组成的特点,选用14种常见的土著水生植物在该区进行移栽与群落构建。经过水生植被的重建,所移栽的14种水生植物全部存活,并建立起相对稳定的植被群落,而且经过随后4个月的水质监测,发现植被重建后围隔内的水质得到显著改善,尤其是水的色度、透明度和叶绿素含量改善最为明显,与围隔外(即东湖I站)相比,围隔内除NO3-外湖水中的各种营养盐含量以及底泥中TP的含量都不同程度的降低,其中以TPW降幅最大;PCA分析发现构建的植物群落结构主要受水体的TPW、氨氮浓度、电导率、水下消光系数以及底泥的TPS影响;pH、COND、ORP、TPs、DO、碱度、Kd、PO43-、NO3-、TPW和DIC这些主要的环境梯度对构建的水生植物群落中各层片上的各种优势物种体内TN、TP含量影响最大。总而言之,本研究实现了水体从"浊水态"向"清水态"的快速转换。这一结果表明在富营养湖泊中通过建立围隔,采用"化整为零"的策略逐步恢复水生植被是一个可行方案。此外,增加水生植物物种多样性可以增加植被恢复的成效。     

浅析轮藻植物与水体富营养化的关系

近几十年来，轮藻植被从许多富营养化的浅水湖泊中逐渐消失。然而作为浅水湖泊稳态转换模型的代表植物，轮藻植物被证明在湖泊水体的修复中有着重要的作用和功能，因为轮藻植被通过对水体浊度和营养水平的多重反馈机制能稳定湖泊清水稳态。基于此，介绍了轮藻植物及其在水体的分布和浅水湖泊稳态转换概念模型，重点阐述了轮藻与水体富营养化的关系，并介绍了影响轮藻生长繁殖的环境因子，分析了国内外轮藻生态学研究的现状及其特点     

微齿眼子菜与马来眼子菜对水深变化的适应性比较研究

水深与水位波动是影响湖泊中沉水植被分布格局和物种多样性的重要因子。在洱海开展为期2个多月的原位实验，从大型浮台上悬挂吊盆模拟不同的水位梯度（2、4和6 m）和水位变化模式（水位上升、水位下降和水位波动）对微齿眼子菜和马来眼子菜生长的影响。实验结果表明：水深梯度和水位变化模式对两种植物的生物量、株高、节数和叶片数具有显著影响，推测微齿眼子菜在洱海的临界生长水深约为5 m，马来眼子菜的临界生长水深为35 m；超过临界水深后两种植物生物量和叶片数下降、株高和节数不增长。在2 m初始水深处光照相对充足，生物量随时间稳定增长，水深增加（20 cm/6 d×60 d）对两种植物的生物量均未造成显著影响，株高和节数随水深显著增加，具有响应空间增长的潜力。在初始水深为4 m时，进一步增加水深（20 cm/6 d×30 d）会抑制微齿眼子菜生长，继后减少（-10 cm/6 d×30 d）水深仍无法使其恢复生长；但先减少水深后增加水深可以小幅促进其生长。在初始水深为4 m时，3种水位变化模式对马来眼子菜的生物量影响不大，但减少水深后增加水深可以小幅促进其生长。初始水深6 m抑制两种植物的生长，并导致马来眼子菜死亡。实验结果表明，微齿眼子菜比马来眼子菜对弱光耐受性更好     

鄱阳湖草滩湿地植物群落响应水位变化的周年动态特征分析

水位变化影响湿地水生植物群落的初级生产力、物种多样性及群落结构. 鄱阳湖作为我国最大的吞吐型、季节性浅水通江湖,其水位季节性变化显著. 通过对2009—2010年鄱阳湖3个水情期(丰水期、平水期、枯水期)的湖泊生态学调查,分析水位波动对鄱阳湖植物群落及植物的影响特征. 结果表明:丰水期鄱阳湖高水位导致草滩湿地植被被完全淹没,潜水型湿生植物受高水位胁迫,多采取休眠或耐受的生存策略度过不利时期. 该时期沉水和浮叶植物占优势,优势种为竹叶眼子菜、微齿眼子菜、苦草、轮叶黑藻、金鱼藻和荇菜.2009年枯水期鄱阳湖低水位创历史新低且提前近1个月到来,湖洲滩地的湿生植被也提前近1个月萌发,洲滩以虉草、灰化苔草、蒌蒿、水蓼、千金子和蓼子草占优势,中高位草滩以中生-湿生植物类群占优势. 平水期鄱阳湖洲滩部分被淹没,形成较明显水位梯度,优势湿生植物苔草属植物和虉草的地上部分生物量在水位梯度上变化显著.