螺類密度對沉水植物刺苦草種群及螺類形態的影響

在水生生態系統中，大型水生植物及其相關藻類是重要的初級生產者。淡水螺類多數種類可進行自體繁殖,且在受控實驗中具有較高的繁殖潛力1材料和方法1.1樣品和測定指標本實驗在中國科學院武漢植物園水生植物資源圃進行,從6月12日開始植物預培養到9月12日實驗結束。其中晴天的日平均光合有效輻射為500~661μmol·m在放入螺后的第15、30、60d進行采樣。測定指標包括:水體TN、TP和葉綠素a(Chla),沉水植物的生物量和形態指標。測定兩類附著藻類:第1類是沉水植物葉片表面的附著藻類,定義為附植藻類,第2類是人工植物上的附著藻類,定義為周叢藻類,兩者的生物量均用單位面積的Chla含量表示。采樣時每次收集1000mL水樣用于測定水體TN、TP和Chla。水體營養的TN和TP根據國標(GB11894-89)進行測定,水體Chla采用丙酮提取法測定實驗初始時使用大小一致的成熟螺類個體(長度約1cm),隨機選取5個重復測得的螺類平均鮮重為(0.43±0.03)g。在實驗開始的7d內仔細檢查玻璃缸,回收并替換可能因人為操作導致死亡的螺類(實際僅發現一例)。在第60d實驗結束時用孔徑為500μm的尼龍網回收螺類并計算其數目和總鮮重。1.2數據處理和后驗檢驗實驗數據利用R3.0.1進行統計分析。為滿足方差分析的需要,水體TN、TP、水體Chla、兩種附著藻類的生物量、沉水植物的生物量和形態指標等數據均經過對數轉換。本研究中采樣時間間隔遠大于水體置換時間,因此將采樣時間設置為固定因子,采取雙因素方差分析,并以實驗處理和采樣時間為兩個主要因子。對同一螺類密度處理內附植藻類和周叢藻類生物量的比較也采用相同的統計方法,但以底質類型和采樣時間為主要因子。實驗結束時有螺處理間螺類的生物量和密度的比較使用單因素方差分析。多重比較時使用Tukey進行后驗檢驗。分析結束后繪制殘差圖,對統計結果的正確性進行驗證。2結果與分析2.1水體tn和tp的交互作用實驗結果顯示,3組添加螺類的處理中水體TN均低于對照組,而不同密度有螺處理組間水體TN無顯著差異(圖1、表1)。水體TN隨時間顯著變化,實驗結束時(60d),水體TN顯著低于第15d和第30d。對照組的水體TP顯著高于LOW和MED處理,但HIGH處理與其他3組處理間均無顯著差異。水體TN在實驗處理和采樣時間這兩個因子間存在顯著交互作用,但TP在兩個因子間無交互作用。水體Chla在對照組中含量最高,最高時達100μg·L2.2附植藻類和周叢藻類生物量實驗期間附植藻類和周叢藻類的生物量均為對照組最高,而3組有螺處理組間無顯著差異(圖2、表1),同時附植藻類和周叢藻類的生物量隨時間的變化也不顯著,但實驗處理和采樣時間之間存在交互作用。在4組不同螺類密度處理中分別進行兩種附著藻類生物量的對比分析,結果表明4組處理中附植藻類的生物量均顯著高于周叢藻類(4個處理組均為P<0.001)。2.3不同采樣時間下草地的生物量沉水植物刺苦草葉長在4個實驗處理組間均無顯著差異(圖3、表1)。葉片數目在3組有螺處理組中均顯著高于對照(無螺處理),而刺苦草的分株數僅在HIGH處理組高于對照組,葉數目和分株數均隨采樣時間的延長而顯著增加。同時刺苦草地上生物量在MED和HIGH處理中均顯著高于對照組,而LOW處理與其他各組間均無顯著差異,地下生物量和總生物量均在對照組中最低而在3個加螺處理組間無顯著差異,同時3者均隨采樣時間的延長而顯著變化,在實驗結束時達到最高(圖4、表1)。刺苦草的根冠比在各處理間無顯著差異,但隨采樣時間的延長而顯著降低。2.4螺母生物量實驗開始時添加的螺類初始密度分別為40、80、240ind·m3討論本研究中最低的初始螺類密度(40ind·m3.1螺類對帶菌體的生長三組有螺處理組中水體均以沉水植物為主要初級生產者,而對照組中以絲狀藻為主要初級生產者,絲狀藻類在實驗期間占據了整個實驗體系,對其中的沉水植物形成明顯的遮陰,抑制了沉水植物的生長眾