基于鄱阳湖水文过程的环境因子对沉水植物生物量的影响研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 孟竹剑 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 于秀波 |
| 关键词 | 水文过程 环境因子 沉水植物 生物量 鄱阳湖 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 沉水植物是淡水生态系统中的主要初级生产者，在维持生态系统结构和功能完整性中发挥着重要作用。洪泛平原湖泊在年内兼具深水湖泊和浅水湖泊的特征，季节性的水文过程变化驱动洪泛平原湖泊总初级生产力和营养状态，并直接和间接影响沉水植物的生物量。鄱阳湖作为长江中下游最大的洪泛平原湿地，其特殊的水文节律孕育了丰富的湿地生物多样性。近几十年来，水利工程的建设和极端气候的强烈干扰改变了鄱阳湖的水文过程，并对湖区沉水植物的生长、分布和生物量产生强烈影响。因此，本论文基于2021 年和2022 年野外调查，以鄱阳湖碟形湖的沉水植物为研究对象，开展了水文过程对水生环境因子和沉水植物生物量的影响研究，阐明了丰枯水期水深、水位波动、水文连通和极端干旱事件条件下影响沉水植物生物量的关键环境因素，并揭示了环境因子对沉水植物生物量的影响路径。取得的主要结果如下：（1）刺苦草（Vallisneria spinulosa）和轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）是鄱阳湖碟形湖的优势沉水植物。丰枯水期，水深对两种沉水植物生物量的影响有所差异，丰水期，主要表现为显著的直接影响和间接影响，而在枯水期则以间接影响效应为主。丰水期，水深对刺苦草生物量的直接影响小于间接影响，水深主要通过影响水体的透明度、总氮和总磷浓度间接影响刺苦草；水深对轮叶黑藻生物量的直接影响则大于通过影响水体和沉积物中营养物质所形成的间接影响。枯水期，水深主要通过影响沉积物中的碳和氮含量间接影响轮叶黑藻生物量；而对于刺苦草，水深则通过影响水体和沉积物中的碳含量间接影响其生物量。（2）水文过程驱动洪泛平原湖泊沉水植物生物量的季节性变化。4-6 月，水位波动强度是影响沉水植物生物量变化的主要因素，水位波动强度和水深低于1 m 的持续天数会显著降低沉水植物的生物量。6-11 月，水位波动强度和沉积物磷含量是影响沉水植物生物量变化的主要环境因素。沉水植物生物量的变化量与水位波动强度呈显著负相关，与沉积物磷含量呈显著正相关。4-11 月，沉水植物生物量的变化主要受高水深的持续时间和沉积物中氮磷含量的影响，高水深和沉积物营养物质含量会显著降低沉水植物的生物量。本研究还建立了沉水植物生物量变化量的多元回归模型，三个时期对沉水植物生物量变化量的解释率分别为14.2%、39.7%和68.6%。（3）自然连通和人为管控碟形湖中环境因子和沉水植物生物量在丰枯水期具有较大差异。丰水期，自然连通湖泊具有较高的水深、溶解氧、总磷和沉积物碳氮磷含量，枯水期，人为管控湖泊具有较高的水深、溶解氧、总磷和叶绿素a 浓度。沉水植物生物量在连通方式上表现为自然连通湖泊显著低于人为管控湖泊；在丰枯水期则表现为人为管控湖泊中差异不显著和自然连通湖泊枯水期显著高于丰水期。丰水期，人为管控湖泊中水深和沉积物碳含量会降低沉水植物生物量；自然连通的碟形湖，水体中的总氮浓度是影响沉水植物生物量的主要环境因子，与生物量呈显著负相关。枯水期，人为管控湖泊中水体TOC 浓度是影响沉水植物生物量的主要因子；自然连通的碟形湖，水深是影响沉水植物生物量的主要环境因子，与生物量呈显著正相关。（4）极端干旱显著降低了碟形湖沉水植物生物量。与2021 年相比，2022年六个碟形湖沉水植物生物量降低了33.7%-96.3%。其中，连通性子湖蚌湖受极端干旱的影响最大。极端干旱还会导致沉积物碳、氮含量的显著降低和磷含量的显著升高。与正常水文年不同，极端干旱年份水深和土壤含水量对沉水植物生物量具有直接影响。正常水文年，水深主要通过影响水体中的溶解氧和沉积物磷含量间接影响沉水植物生物量。2022 年，对于受极端干旱影响较小的碟形湖，水深对沉水植物生物量具有直接的负效应，水体中的总氮、总磷浓度和沉积物碳、氮和磷含量也会影响沉水植物生物量；对于受极端干旱影响较大的碟形湖，土壤含水量的升高会降低沉水植物生物量的损耗。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 135 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199842]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孟竹剑. 基于鄱阳湖水文过程的环境因子对沉水植物生物量的影响研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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