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外来种粉绿狐尾藻在全球变化背景下的入侵性研究

2020-12-08阅读(864)

外来种粉绿狐尾藻在全球变化背景下的入侵性研究

论文摘要

原产于南美亚马逊河流域的粉绿狐尾藻,现已在世界范围内广泛入侵并造成了严重的生态破坏与经济损失。由于自然和人为因素造成的全球性的环境变化,包括全球变暖、氮沉降增加、全球降水分布不均等,使得入侵现象越来越严重。本文通过模拟和受控实验,研究了水生植物外来种粉绿狐尾藻对升温和基质营养增加等条件下的生理生态适应,并与近缘(穗花狐尾藻)或同生活型水生植物(水龙、喜旱莲子草)作比较。具体研究结果如下:1.基质营养及冬季升温对粉绿狐尾藻的影响,并与同生活型乡土种水龙对比研究。本实验设置两种基质黄泥(低营养)和湖泥(高营养),两种温度(升温和自然低温)。结果表明:高营养和升温及其交互作用都能显著促进粉绿狐尾藻和水龙的生长;分枝增多、TNC含量增加和储存的营养物质增多。对比粉绿狐尾藻和水龙的种间竞争发现,两者竞争能力与资源水平密切相关,在高资源水平下粉绿狐尾藻更具竞争优势。2.研究不同基质营养和水深对粉绿狐尾藻的影响,并利用近缘乡土种穗花狐尾藻和同生活型的水龙,喜旱莲子草作对比。在粉绿狐尾藻与穗花狐尾藻的实验中,设置了两种基质(黄泥和湖泥),四种水深(10 cm、100 cm、150 cm和250 cm);在粉绿狐尾藻和水龙、喜旱莲子草的实验中,设置了三种水深(5 cm、100 cm和200 cm),不同淹水时间(1周,2周,3周和4周)。结果表明:营养的增加显著促进了粉绿狐尾藻和穗花狐尾藻的生长,而且对粉绿狐尾藻的生长促进作用更大;淹水胁迫下穗花狐尾藻在性状上占优势。在与同生活型两种植物对比时,淹水胁迫抑制了水龙、粉绿狐尾藻和喜旱莲子草的生长。如,淹水显著降低了三者的分枝数、生物量、最大光量子产量和叶绿素含量,同时淹水显著增加了植物体内的丙二醛和脯氨酸的含量。淹水对植物生物量分配模式有一定的影响,乡土种水龙在淹水胁迫下通过增加对地下根部生物量的投入,表现出对胁迫的忍耐效应;而外来种粉绿狐尾藻和入侵种喜旱莲子草在淹水胁迫下,则表现出逃离策略,即通过消耗地下(根部)能量来支持茎的伸长。综上,升温和营养增加能促进粉绿狐尾藻和水龙的生长;虽然淹水抑制了粉绿狐尾藻的生长,但可以通过茎的伸长以逃离淹水胁迫。在全球变暖、氮沉降增加和降水格局变化的背景下,粉绿狐尾藻的入侵潜力有增加的趋势。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  •   1.1 全球变化
  •     1.1.1 全球变暖
  •     1.1.2 全球降水格局呈不均分布
  •     1.1.3 大气氮沉降
  •   1.2 全球变化对淡水生态系统的影响
  •     1.2.1 温度升高的影响
  •     1.2.2 水位和降水量变化的影响
  •     1.2.3 基质营养的影响
  •   1.3 全球变化与生物入侵
  •     1.3.1 本地种、外来种及入侵种
  •     1.3.2 生物入侵现状和危害
  •     1.3.3 全球变化与外来种入侵关系
  •   1.4 外来种粉绿狐尾藻的研究现状
  •   1.5 本研究的主要内容、目的及意义
  • 第二章 研究地点,实验材料及样品分析
  •   2.1 研究地点
  •   2.2 实验材料
  •   2.3 样品化学学成分分析
  •     2.3.1 可溶性糖和淀粉含量的测定（硫酸..蒽酮比色法）
  •     2.3.2 碳元素和氮元素含量的测定（FLASH2000 Organic Elemental Analyzer）
  •     2.3.3 纤维素含量的测定（蒽酮比色法）
  •     2.3.4 叶绿素含量的测定（丙酮提取比色法）及Fv/Fm的测定（DIVING-PAM）
  •     2.3.5 丙二醛含量的测定（硫代巴比妥酸法）
  •     2.3.6 脯氨酸含量的测定（茚三酮法）
  •     2.3.7 土壤碳、氮、磷测定
  •     2.3.8 比叶面积测定
  • 第三章 基质营养及冬季升温对粉绿狐尾藻和水龙的影响
  •   3.1 引言
  •   3.2 材料和方法
  •     3.2.1 实验材料
  •     3.2.2 实验方法
  •     3.2.3 数据收集
  •     3.2.4 数据分析
  •   3.3 实验结果
  •     3.3.1 温度、基质营养和竞争对植株形态指标、生物量及分配和相对生长速率的影响
  •     3.3.2 温度、基质营养和竞争对植株的生理特征的影响
  •     3.3.3 水龙和粉绿狐尾藻的种间竞争关系
  •   3.4 讨论
  • 第四章 基质营养及水深对粉绿狐尾藻的影响
  •   4.1 引言
  •   4.2 材料和方法
  •     4.2.1 实验材料
  •     4.2.2 实验方法
  •     4.2.3 数据收集
  •     4.2.4 数据分析
  •   4.3 实验结果
  •     4.3.1 实验一水深和基质营养对粉绿狐尾藻和穗花狐尾藻的影响
  •     4.3.2 实验二不同水深和淹水时间对水龙、粉绿狐尾藻和喜旱莲子草的影响
  •   4.4 讨论
  • 第五章 论文总结
  •   5.1 本文的主要结果与结论
  •   5.2 本文的不足之处及下一步开展的工作
  • 参考文献
  • 研究生期间完成的论文
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 洪亚萍

    导师: 刘春花

    关键词: 生物入侵,全球变化,粉绿狐尾藻,升温,基质营养,淹水

    来源: 武汉大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 武汉大学

    分类号: Q948.8

    总页数: 88

    文件大小: 1724K

    下载量: 41

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