克隆植物乌菱对底泥磷含量及植株密度的表型可塑性响应

植物,尤其是克隆植物,能够通过表型变化来缓解外界压力,提高对环境的适应能力。该文研究了水生克隆植物乌菱(Trapa bicornis)对底泥磷含量(Sediment phosphorus concentration, SP)、植株密度(Plant density, PD) 及两者间交互作用的可塑性响应,探讨可塑性是否能促进其在富营养化环境中的生长。结果显示,底泥磷含量对乌菱的主菱盘叶数、同化根比根长、吸收根比根长以及叶、茎、同化根、吸收根与植株总磷含量等都有显著影响 (p<0.05),而植株密度对乌菱各生长及生理生态参数均无显著作用 (p>0.05);SP与PD的交互作用弱化了底泥磷含量对乌菱的效应。底泥磷含量和植株密度甚至改变了同化根、吸收根、茎、叶与总生物量之间的异速生长关系。研究结果表明:乌菱的表型可塑性变化主要受底泥磷含量的影响,乌菱通过器官生物量分配、形态结构及生理生态特征的调整来响应底泥磷含量的变化;同时,高的植株密度也可以提高其在富营养化生境下的生态适应性。     

底泥高磷浓度提高了喜旱莲子草的入侵性

植物通过改变自身的形态和生态生理特征对多变的环境因素做出响应,这种表型可塑性能增强外来物种的入侵能力。该文研究了入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)对底泥磷浓度、植株密度以及二者间交互作用的可塑性响应,探讨可塑性是否能使其获得更高的入侵能力。结果表明:低密度×底泥高磷浓度处理条件下的叶重、茎重、总重、叶数、分枝数和茎长等明显高于低、中磷浓度处理;高密度×底泥高磷浓度条件下的叶数、茎长和比茎长的值最大;植株的含磷量随底泥磷浓度的升高显著增加,说明喜旱莲子草响应底泥磷浓度变化时改变了自身的形态与生态生理性状。泥底含磷量对叶重比、叶数、茎长、茎磷含量、叶磷含量和植株总含磷量的影响都达到显著水平(p<0.05);植株密度对茎重、比茎长、叶磷含量和植株总磷含量的影响达到显著水平(p<0.05)。与入侵能力相关的叶重比、叶数、茎长在底泥高磷浓度处理中显著增加,说明底泥的高磷浓度增强了喜旱莲子草的入侵能力。     

蓝藻胁迫条件下不同基质类型对苦草和伊乐藻生长的影响

为探讨蓝藻胁迫条件下沉水植物生长与基质营养含量的关系,研究了添加相同含量蓝藻后2 种不同基质(较贫瘠的黄色粘土和较肥沃的黑色淤泥)对苦草和伊乐藻2 种沉水植物生长的影响。结果表明:与伊乐藻相比,苦草的生物量在粘土条件下高于淤泥条件,而基质类型对伊乐藻生物量没有显著影响;苦草的最大叶片长度(用于表征株高)、无性系新株数目及其干物质重和伊乐藻的株高、分株数目和分枝干物质重也是在粘土条件下高于淤泥条件;苦草的最大根长在粘土条件下显著高于淤泥条件(p<0.05)。研究结果表明在蓝藻胁迫的条件下,高营养含量的基质不利于沉水植物的生长,并且对根生型沉水植物苦草的影响要大于假根沉水植物伊乐藻。     

华荠苧响应不同土壤水分的表型可塑性

研究了土壤相对含水量分别为100%、80%、60%、40%和30%水分条件下华荠FDB2(Mosla chinensis)生长和形态的表型可塑性.结果表明成年植株的生物量积累、形态参数、单株叶绿素总含量及穗重等都在60%相对含水量条件下最高;当土壤相对含水量从30%提高到60%时,分配到枝和根的生物量随之增加,分配到叶的生物量减少,土壤相对含水量再提高时,情况则相反;生殖比率随土壤相对含水量的下降而升高,30%处理最大,100%处理最小.这些结果说明华荠FDB2的适宜水分生态位是中偏湿的土壤环境.华荠FDB2通过器官生物量分配和形态结构调整对不同土壤水分产生可塑性响应,并以提高生殖比率的策略来适应干旱胁迫.     

背角无齿蚌对水体净化作用的研究

通过设置不同生物量的背角无齿蚌, 研究其对再悬浮水体总悬浮质(TSS)、叶绿素a(Chla)及水体营养盐含量的影响。结果表明: (1)背角无齿蚌可以快速降低水体中总悬浮质(TSS)和叶绿素a(Chla)的浓度; (2)增大背角无齿蚌生物量可加快水体总悬浮质(TSS)和叶绿素a(Chla)浓度的下降速度; (3)背角无齿蚌在第2 天可降低水体总氮(TN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)的含量, 升高总溶解氮(TDN)的含量, 但试验结束时, 空白组和有蚌组总氮(TN)、总溶解氮(TDN)、总磷(TP)、总溶解磷(TDP)均没有显著差异(P>0.05)。因此, 背角无齿蚌可在水体生态修复初期用于快速降低水体悬浮物和浮游藻类含量, 但从长期看, 不能明显改善水体营养盐含量。     

不同功能型沉水植物对溶解氧影响及环境效应

研究选用刺苦草(Vallisneria spinulosa)、黑藻(Hydrilla verticillata)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)分别代表底层型、冠层少根型和冠层多根型沉水植物,通过中宇宙实验,探索不同功能型沉水植物在生长过程中水柱和沉积物中溶解氧(DO)浓度及其相关指标的差异。实验结果表明:不同处理组水柱DO浓度存在显著差异,空白组水柱DO浓度显著低于植物处理组,且空白组水柱总氮(TN)和总磷(TP)浓度降低程度最少;黑藻组比叶面积、叶面积指数、净增长生物量、相对生长速率和水柱DO浓度最大,能够有效降低水柱TP和TN浓度;穗花狐尾藻组株高最高,提升水柱DO浓度显著高于刺苦草,水柱TP降低程度最大;刺苦草组比根长、单株总根长和根冠比最大,提升沉积物深度6 cm以内的DO效果最好,沉积物铁含量最高,沉积物总氮(TN)、总碳(TC)含量和间隙水总溶解性磷(TDP)浓度最低。在修复富营养湖泊过程中,可根据水和沉积物缺氧状况,合理配置底层型和冠层型沉水植物,构建释氧能力较强的群落,从沉积物表层到水柱上层均为湖泊提供充足的氧气,从而更加有利于清水态的形成。