浅水湖泊螺类对气候变暖响应特征的室外模拟研究

发布时间：2020-11-01 00:04

　　 气候变暖已成为近几十年研究的热点,但是有关气候变暖与不同环境因子的交互作用对螺类种群动态影响的研究还为数不多。本研究以长江中下游浅水湖泊作为研究区域,将该区域21世纪末气候变暖趋势作为切入点,以螺类种群作为研究对象,进行为期两年的室外控温模拟实验。2014年实验设置4个处理,即对照组:自然水温;升温组:自然水温的基础上升温4.5℃;加磷组:加磷50μg/L+自然水温;升温加磷组:加磷50μg/L+升温4.5℃。该实验探讨气候变暖与富营养化的交互作用对螺类群落结构和种群动态的影响,同时建立升温对铜锈环棱螺形态变化的研究方法。2015年实验也设置4个处理,分别为对照组:自然水温;升温组:自然水温的基础上升温4.5℃;加鱼组:加入一尾60g左右鲤鱼+自然水温;升温加磷组:加入一尾60g左右鲤鱼+升温4.5℃。2015年实验研究螺类种群动态对气候变暖与食物链长度交互作用的响应机制。研究得出如下结果:(1)本研究设置对照组与升温组两个处理,以此探求水体温度升高对铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)形态变化的影响。应用几何形态测量学得到铜锈环棱螺壳高、壳宽、轮廓面积与周长4个形态参数,并分别与质量进行回归分析。通过协方差分析比较两种处理回归方程的差异,发现螺类周长随温度升高发生显著变化,同时升温增加了螺类春季个体增补数量。升温对于螺类形态变化影响体现在如下三个方面:升温显著增加了铜锈环棱螺的密度,加剧了种群个体间竞争,促使性成熟个体趋于小型化;升温改变铜锈环棱螺食物质量,通过影响螺类生长过程对螺类形态变化产生作用;升温改变了水体pH值,进而影响螺类外壳的钙化率和水体中钙可利用程度,对螺类外壳形成产生直接的影响,最终导致螺类形态变化。(2)本研究期间采集到的螺类包括铜锈环棱螺、椭圆萝卜螺(Radix swinhoei)、长角涵螺(Alocinma longicornis)、纹沼螺(Parafossarulus striatulus)、凸旋螺(Gyraulus convexiusculus)等。对照组优势种群为铜锈环棱螺与长角涵螺;升温组为铜锈环棱螺与椭圆萝卜螺;加磷组为铜锈环棱螺、椭圆萝卜螺、纹沼螺;升温加磷组为椭圆萝卜螺、铜锈环棱螺。升温对于铜锈环棱螺、椭圆萝卜螺种群特征也无显著作用。添加营养盐对于螺类种群生物量和密度的影响比升温更大,更高的营养盐水平增加了椭圆萝卜螺、纹沼螺的生物量和密度,但对于铜锈环棱螺无显著作用。水体温度升高和营养盐水平升高的交互作用显著降低了铜锈环棱螺和长角涵螺密度与生物量,而椭圆萝卜螺和纹沼螺密度和生物量则增加显著。因此,气候变暖趋势下湖泊富营养化程度的增加,将极大改变螺类的种群结构和生物量特征,从而导致湖泊生态系统结构和功能的改变。(3)2015年实验期间采集到铜锈环棱螺、椭圆萝卜螺,各个处理中铜锈环棱螺为第一优势种,椭圆萝卜螺为次优势种。升温增长了浮叶植物体积百分比(PVI),浮叶植物对水面以下沉水植物以及浮游植物等螺类喜食的食物资源产生遮蔽作用,极显著地减少了两种螺类的生物量和密度。在加鱼处理中,鲤鱼摄食螺类尤其是小个体幼螺,直接影响两种螺类种群密度与生物量;同时鲤鱼的生物扰动作用增加水体浊度间接影响螺类生长。在升温加鱼组中,食物链长度对于螺类种群动态的影响远大于升温的作用,主要通过捕食的直接作用以及生物扰动的间接作用显著降低螺类生物量。因此,气候变暖背景下底栖鱼类数量的管理与控制将有助于湖泊生态系统结构与功能的稳定。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：S917.4
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 气候变暖
        1.1.1 全球气候变暖对世界范围的影响
        1.1.2 气候变暖对水生态系统生物的影响
        1.1.3 研究气候变暖的方法
    1.2 湖泊富营养化
        1.2.1 中国湖泊富营养化的现状
        1.2.2 湖泊富营养化的起因
    1.3 底栖动物
        1.3.1 底栖动物在水生态系统的地位
        1.3.2 捕食对于螺类的影响
        1.3.3 实验系统中螺类的相关研究进展
    1.4 研究目的和意义
第二章 升温对铜锈环棱螺形态及春季个体增补的影响
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 温度控制系统的构建
        2.2.3 研究方法
        2.2.4 数据处理与统计方法
    2.3 结果与分析
        2.3.1 两种处理水环境特征
        2.3.2 两种处理螺类个体重量与形态参数之间相关分析
        2.3.3 螺类个体重量和形态参数的回归分析
        2.3.4 升温对螺类形态特征及春季个体增补的影响
    2.4 讨论
        2.4.1 升温对铜锈环棱螺春季个体增补的影响
        2.4.2 升温对螺类形态变化的影响
第三章 气候变暖与富营养化的交互作用对螺类种群的影响
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 中型室外模拟控制系统的构建
        3.2.2 样品采集与分析
        3.2.3 统计分析
    3.3 结果与分析
        3.3.1 水体理化指标
        3.3.2 螺类种群生物量与密度
        3.3.3 螺类种群生物量与密度百分比
        3.3.4 夏秋季节与冬春季节螺类种群生物量及密度
    3.4 讨论
        3.4.1 升温对于螺类种群的影响
        3.4.2 磷添加对于螺类种群的影响
        3.4.3 升温与加磷的交互作用对于螺类种群的影响
第四章 气候变暖与食物链长度的交互作用对螺类种群的影响
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验设计
        4.2.2 样品采集与分析
        4.2.3 统计分析
    4.3 结果与分析
        4.3.1 水体理化指标
        4.3.2 螺类种群生物量与密度
        4.3.3 螺类种群生物量与密度百分比
        4.3.4 冬春季节与夏秋季节螺类种群生物量及密度
    4.4 讨论
        4.4.1 升温对于螺类种群的影响
        4.4.2 食物链长度对于螺类种群的影响
        4.4.3 升温与食物链长度的交互作用对于螺类种群的影响
参考文献
附录
致谢

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本文编号：2864712