【类型】学位论文
【题名】巢湖流域受污染城市水体种子库植被恢复研究
【作者】 崔娜欣
【学位授予单位】同济大学
【摘要】近几十年来，工农业生产、生活污水排放、城市化进程的快速发展，导致巢湖流域入湖河流水质日趋恶化、水体资源价值降低、水生植被退化消失，及流域水生态系统的结构和功能退化等一系列环境问题。近年针对巢湖流域城市河流污染特性及成因，开展了大量的生态恢复工程，其中包括了河流植被恢复。土壤种子库是过去植物的“记忆库”，是植被自然恢复的重要潜力，对退化生态系统植物群落的快速恢复至关重要。本文开展了巢湖流域受污染城市河流及不同污染水平河流种子库及其在受损河流生态系统植被恢复中的作用研究，为巢湖流域河流生态系统恢复与管理、多样性保护和评价提供参考。受污染严重的南淝河上游底泥种子库中共萌发物种27种，隶属于17科，优势科为禾本科（5种）和蓼科（4种），其中水生和湿生种各占总物种数的15％，和26%。各研究岸段种子库物种数为7-19种，种子密度为804-1.48×104株·m-2。水体氨氮浓度和水深是影响南淝河上游底泥种子库分布格局的主要因素，其次为底泥总氮（TN）、总磷（TP）含量和排污。南淝河底泥总氮含量的增加最终导致了底泥种子库物种丰富度和多样性的降低。水体污染可能不仅导致了地表植被的退化及消失，同时也影响了种子库的物种组成和分布格局。2013年研究区域植被调查表明南淝河上游河道及河岸共有植物种类92种，隶属于41科78属。水生及湿生种共30个，占总物种的32.6%。调查植被中34种有恢复价值的物种来自种子库，占总物种数1/3强，表明种子库在南淝河植被恢复过程中起着重要作用。2012年至2013年，南淝河上游研究区域新增物种23种，表明种子库物种在区域生态环境改善的情况下逐步恢复。在杭埠河、派河和南淝河三条不同污染程度的河流中，共萌发了植物60种，隶属于25科43属。三条河流中，中度污染的派河物种丰富和种子密度最高均显著高于重污染的南淝河和轻污染的派河（P<0.05）。三条河流的底泥中，种子库的物种丰富度和种子密度均表现为边缘上层高于下层、高于中间上层高于中间下层。三条河流的物种组成相似性系数均高于0.5，但不同水分生态型物种组成存在差异。杭埠河优势种和特有种为水生植物、派河为湿生植物，而南淝河的优势种和特有种为旱生植物，表明种子库的物种随污染程度的加重可能存在从水生到湿生到旱生植物的演替格局。以上结果表明河流水污染状态影响了河流底泥种子库格局，同时为根据河流污染状况对种子库做出快速判断提供可能。鉴于物种组成的相似性，轻污染河流的底泥种子库具有作为严重退化河流植被恢复种源的潜力。最后，提出了巢湖流域受污染水体植被恢复的主要策略。萌发实验表明淹水是巢湖流域种子库萌发、建群的主要限制因子之一。湿润条件适合巢湖流域河流底泥种子库中大部分物种的萌发，且水中氮营养含量的增加促进了旱生植物的生长，却降低了水生植物在群落中的竞争优势。而淹水条件下，水中氮营养含量的增加抑制了水生植物的生长，随氮浓度的增高苦草的株高出现降低，在0.37 mg/L的NH4+-N处理下苦草株高开始受到抑制。此外，研究还发现1/3浓度的生活污水处理下的种子库萌发种苗数显著下降。因此通过降低水位，并适当改善水质可以促进种子库萌发、水生植物建群。
【学位年度】2014
【学位名称】博士
【分类号】X173
【导师姓名】周琪，成水平
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