摘要
鄱阳湖是典型的季节性吞吐型湖泊，近年来水环境污染日趋严重，季节性枯水问题日渐加剧，沉水植物衰退日益明显。为探究现阶段鄱阳湖沉水植物衰退原因，对鄱阳湖主航道和部分碟形子湖区水质进行了调查，然后以刺苦草为研究对象，设计室外模拟实验；从生物量、形态特征、碳氮代谢等方面考察了水位和氮浓度变化对刺苦草的影响，并结合统计学方法，明确了生长环境因子改变对刺苦草的影响机理。 通过文献阅读和资料分析，明晰了鄱阳湖水位下降和枯水期延长是水生植被演变的主导因素，其水情决定了水生植被时空分布和变化，刺苦草一般分布在20~180cm水深范围；另外，经水质调查发现，鄱阳湖氮浓度范围在1.8~3.8mg·L-1之间，平均值2.0~3.0mg·L-1左右，少部分区域水体氮浓度过高，甚至出现富营养化现象。因此，在室外模拟实验中，设置了高（5.0mg·L-1）、低（2.0mg·L-1）2类氮浓度，3种水位（对照组、60cm、60±30cm）变化；实验持续96d，期间共进行3次破坏性取样，并采用ANOVA双因素方差法，评估水位、氮浓度的主效应以及水位和氮浓度的交互作用对96d取样刺苦草生物量、形态特征、碳氮代谢三方面的影响；采用典型相关分析、逐步回归等统计方法探究了碳氮代谢与各组织生物量之间的耦合关系及其内在联系。 研究结果表明，水位降低、氮浓度升高以及水体悬浮藻浓度升高都会对刺苦草生长产生影响，其中，氮浓度升高是造成刺苦草衰退的主要原因。主要结果如下： 1.生物量方面：（1）水位下降和N浓度升高都会对刺苦草生物量产生影响；低N浓度下，刺苦草对水位变化有一定的适应能力，为应对水位变化，会显著增加茎、叶、冬芽的生物量，以维持自身的生长发育；但随着N浓度升高，刺苦草生长受到抑制，各器官的生物量明显下降；（2）高N浓度不仅会破坏刺苦草对水位变化的适应能力，还会对刺苦草的生长产生毒害作用，且对茎、叶、冬芽的影响大于对根的影响。 2.形态特征方面：（1）在近自然水体情况下（低N对照组），刺苦草会通过株高的生长应对鄱阳湖自然水位变化，当处于低水位时，其还会通过增加叶宽、冬芽数量、分株数、株高、匍匐茎数量、叶片数来适应低水位的变化，但N浓度升高，会抑制刺苦草对低水位变化的适应性；（3）当资源受限时，刺苦草通过减少分株数，降低分株密度的方式以保障子株生长发育，从而达到自身最大适合度。 3.碳氮代谢方面：（1）水位下降和N浓度上升均会对刺苦草各器官C-N代谢指标产生影响，高氨氮的毒害作用是刺苦草减少的主要原因。（2）通过对刺苦草各器官C-N代谢指标的分析，明确了叶片受环境胁迫的C-N代谢反应比根、茎细胞更为敏感。（3）高水位时，为解除高氨氮对自身的毒害作用，刺苦草会将体内的氨氮快速的转化成FAA，但水位下降后这种解毒机制会明显减弱。实验还发现，刺苦草叶绿素b含量与根生物量、叶生物量、冬芽生物量有显著的负相关关系，叶FAA和叶绿素b与茎生物量也呈现出显著的负相关关系。 综上所述，刺苦草在不同水位和N浓度变化下表现出不同的适应策略，避免水位大幅度变化，严格控制湖体中氮营养盐流入是防止刺苦草衰退的重要举措。
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