浅水湖泊浮游动物对变暖响应特征的室外模拟研究

【摘要】：气候变暖是近一个世纪以来全球最关注的环境问题之一。气候变暖等一系列气候问题给地球生态系统带来了巨大影响。它不仅影响生态系统的结构和功能,还影响生态系统服务。国内外关于气候变化的研究很多。我国对气候化的研究主要集中在古气演化以及气候变化对陆地生态系统的影响等方面,而关于气候变暖对湖泊生态系统的研究略显欠缺。国外虽然关于气候变暖对湖泊生态系统影响的研究较多,但大多集中在温带地区,而对热带及亚热带地区的研究较少。为了研究气候变暖对亚热带湖泊不同营养水平湖泊的浮游甲壳动物群落的影响,我们构建了动态式室外原位温度控制围隔系统。2013年我们设置两个温度梯度和两个营养水平,模拟亚热带两个不同营养水平的湖泊(高度富营养化湖泊和中度富营养化湖泊)的未来场景。此外,气候变暖与富营养化加剧仍是我国今后一段时间共同存在的问题。2014年设置四个不同处理(对照,升温,添加营养盐,升温+添加营养盐),以此模拟亚热带区域浅水湖泊的未来情景,研究气候变暖和富营养化的协同作用对浮游甲壳动物春季复苏和群落动态的影响。取得的主要结果如下:(1)不同营养水平湖泊的浮游甲壳动物对气候变暖响应特征的研究结果表明:升温改变浮游动物的群落结构,使得耐高温种类和偏好水生植物环境的相关种类成为升温处理组的优势种;同时,群落大小组成也发生改变,升温处理组中中型个体百分比增加,小型和大型个体百分比减少;由于实验初始时,常温组的水温已超过15℃,达到浮游甲壳动物生长繁殖的最低阀值水平,因此,除高营养水平组桡足类的峰值时间有推迟外,升温并没有引起其他浮游甲壳动物峰值时间的提前或延迟;升温引起高营养水平组水体营养盐浓度降低,浮游植物生物量减少,低营养水平组营养盐浓度升高,浮游植物生物量增加,最终使得高营养水平组的浮游甲壳动物的平均密度和生物量减少,低营养组的增加。(2)气候变暖和富营养化的协同作用对浮游甲壳动物春季复苏和群落动态影响的研究结果表明:升温和添加营养盐均对浮游动物春季复苏和群落结构产生很大影响,升温主要改变浮游动物的物候特征,使得枝角类和桡足类复苏和水体出现的时间提前,桡足类的峰值时间也提前;升温也显著地增加水体中枝角类的平均密度,使得枝角类的相对百分比增加;添加营养盐主要通过影响浮游植物的生物量,通过上行效应改变浮游动物的密度;营养盐添加对物候特征的影响较小,主要由于浮游植物和水生植物的生长减少光照强度,抑制枝角类的复苏和群落在水体的建立;由于生活史策略的不同,与桡足类相比,升温将使枝角类获益更多,这将可能改变未来场景中春季浮游动物群落的优势种群。 【关键词】：气候变暖 富营养化 协同作用 浮游动物 复苏 群落结构
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q958.8
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-19
• 1. 气候变暖10-13
• 1.1 气候变暖趋势的研究10-11
• 1.2 气候变暖对湖泊生态系统的影响11-13
• 1.2.1 气候变暖对湖泊生态系统物理特性的影响11-12
• 1.2.2 气候变暖对湖泊生态系统化学特性的影响12
• 1.2.3 气候变暖对湖泊生态系统生物特性的影响12-13
• 2. 富营养化13-14
• 3. 浮游甲壳动物14-18
• 3.1 浮游甲壳动物的生态学地位14
• 3.2 浮游动物的生长、发育与繁殖14-15
• 3.3 水温对浮游甲壳动物的影响15-16
• 3.4 营养盐对浮游甲壳动物的影响16-17
• 3.5 浮游植物与浮游动物的相互关系17-18
• 4. 研究目的与意义18-19
• 第二章 气候变暖对不同营养水平浅水湖泊浮游甲壳动物的影响19-30
• 1 材料与方法20-23
• 1.1 沉积物收集20
• 1.2 室外围隔系统的建立20-22
• 1.3 采样和分析22
• 1.4 数据处理22-23
• 2 结果23-26
• 2.1 水化和叶绿素a23
• 2.2 浮游甲壳动物的群落结构23-24
• 2.3 浮游甲壳动物的物候特征24-25
• 2.4 浮游甲壳动物的密度和生物量25-26
• 3 讨论26-30
• 第三章 升温和富营养化的协同作用对浮游甲壳动物春季复苏和群落动态的影响30-42
• 1 材料与方法31-34
• 1.1 沉积物采集31
• 1.2 实验设计31-32
• 1.3 采样和分析方法32-33
• 1.4 统计分析33-34
• 2 结果34-38
• 2.1 水体理化指标34-35
• 2.2 桡足类35-36
• 2.3 枝角类36-38
• 2.4 枝角类与桡足类的相对百分比38
• 3 讨论38-42
• 参考文献42-57
• 致谢57-58
• 附录58
• 论文58
• 专利58

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