太湖流域水生植物穩(wěn)定碳氮同位素的生態(tài)學(xué)研究.pdf

1、大型水生植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，具有顯著的環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)，對(duì)維持湖泊水生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性和穩(wěn)定性具有重要的意義。由于在污染物的遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程中同位素組成穩(wěn)定，因此該技術(shù)被廣泛應(yīng)用到生態(tài)系統(tǒng)的研究中。研究水生植物同位素的變化，不僅能夠指示污染物輸入負(fù)荷的變化，還可以指示光合作用中的碳吸收和利用狀況。
　　太湖流域調(diào)查到的植物種數(shù)有17種，隸屬于10科14屬。物種的分布數(shù)量依次為竹葉眼子菜、蘆葦、菹草、菰、穗花狐尾藻、荇

2、菜等。通過(guò)分析水生植物穩(wěn)定碳同位素的組成，得出不同生活型的水生植物δ13C值存在顯著的差異，主要是由于不同的碳源具有不同的同位素組成。沉水植物能夠利用碳酸氫鹽，而挺水植物只能利用二氧化碳，HCO3?的δ13C值比CO2的高7-11‰，因此吸收HCO3?的碳固定過(guò)程相比于吸收CO2導(dǎo)致植物組織更貧化13C。沉水植物的δ13C值與水體中無(wú)機(jī)碳濃度呈負(fù)相關(guān)，與 pH值呈正相關(guān)。這一結(jié)果主要與植物對(duì)碳的需求量和水體中碳的供給有關(guān)。當(dāng)植物對(duì)碳的需

3、求量超過(guò)了碳的供給，則會(huì)阻礙碳同位素的分餾，導(dǎo)致δ13C值增大。如果植物對(duì)碳的需求量低于碳的供給，碳同位素的分餾增大，導(dǎo)致δ13C值減小。不同的光合作用途徑同樣也會(huì)導(dǎo)致沉水植物δ13C值的變化，黑藻是典型的擬C4型植物。RuBP酶對(duì)13C的分餾高于PEP酶對(duì)13C的分餾，導(dǎo)致了不同光合途徑的植物具有明顯不同的δ13C值。
　　近十年來(lái)太湖流域嚴(yán)重和水生植被的嚴(yán)重逐步增加，污染物排放量也逐年增加，所以需要找到一個(gè)合適的方法來(lái)監(jiān)測(cè)外源

4、物質(zhì)的輸入對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的影響，而初級(jí)生產(chǎn)者的氮同位素已成為一個(gè)有用的生物指標(biāo)。通過(guò)分析太湖流域水生植物穩(wěn)定氮同位素的組成，得出其組成不受生活型、光合途徑和季節(jié)性變化的影響。通過(guò)GAM模型分析水體營(yíng)養(yǎng)鹽的各個(gè)指標(biāo)與水生植物氮同位素的關(guān)系，得出TN、PO43-、NH4+與δ15N顯著相關(guān)。水生植物的氮同位素值與氮的有效性和植物對(duì)氮的需求有關(guān)。當(dāng)?shù)獫舛扔邢迺r(shí)，植物對(duì)氮的需求變大并且減少了15N的分餾，水生植物則有較高的同位素值，而高氮濃度下，