极端洪水导致的外源营养和水位升高对黑藻(Hydrillaverticillata)、附着藻类和水质的影响OA北大核心

极端洪水显著地影响水生植物的生存环境,带来的连锁效应可能是导致沉水植物大规模衰退的原因之一。极端洪水导致的外源营养、水位升高是影响沉水植物生长和繁殖的重要因素,因此以湖泊代表性沉水植物黑藻(Hydrilla verticillata)为对象,通过模拟研究探讨极端洪水事件导致的水位波动(水位在短时间内升高)及营养脉冲(营养物质在短时间内增加)对沉水植物、附着藻类和水体理化性质的影响。设置4种水位及营养盐负荷情景:对照(水位保持在75 cm)、水位由75 cm逐步上升到150 cm+氮磷输入、水位由75 cm急剧上升到150 cm+氮磷输入以及水位保持75 cm+氮磷输入,其中后3项处理氮、磷输入量相同,90 d内同步监测了浮游植物、附着藻类以及水体氮、磷浓度的变化。结果表明,对照组中,黑藻雌株相较于雄株个体更大,而极端降水(水位急剧上升)处理下,雄株的相对生长速率(RGR)、根生物量和繁殖器官数均大于雌株,表现出明显的性别二态性。雌性个体对水位波动(水位急剧上升和逐步上升)和营养脉冲的响应比雄性个体响应更为敏感。水位急剧上升和逐步上升均抑制了黑藻根生物量积累、RGR和主枝数,但株高、地上生物量和繁殖生物量保持稳定,水位急剧上升同时抑制了附着藻类的生长。营养脉冲提高了上覆水氮浓度,促进浮游植物和周丛藻类生长,对黑藻地上部分、根和繁殖生物量均有显著抑制作用。实验设置的水位范围内,水位升高对黑藻的地上部分生长及繁殖的影响不明显,而氮、磷输入增加及水位波动的联合作用抑制了其地上部分生物量及繁殖输出,因此营养脉冲增强了水位升高对黑藻的影响效应。由此可以认为,极端洪水事件引起的水位波动叠加营养脉冲的复合效应可能会对沉水植物产生明显的抑制作用,随着未来降水强度和频率增加,水生态系统将受到较大的冲击。