氮浓度升高对湖泊中螺类－附着藻类－沉水植物关系的影响及其机理研究

在富营养湖泊中，着生于沉水植物表面的附着藻类会抑制沉水植物的生长，螺类对附着藻类的牧食则可减轻这种影响，从而促进沉水植物生长，因此，螺类-附着藻类-沉水植物关系成为维持富营养湖泊沉水植物发展的重要机制。在氮负荷较高的富营养湖泊，沉水植物往往极为稀少，其机理尚不清楚。氮浓度升高可能会改变附着藻类的元素组成（氮磷比升高），结果使得主要以附着藻类为食的螺类生长繁殖率降低，从而可能导致附着藻类生物量增加，进而抑制沉水植物生长。为验证上述假设，项目通过受控实验，分析附着藻类氮磷比对氮浓度增加的响应，阐明附着藻类氮磷比对螺类生长繁殖的影响及其机理；通过湖泊原位实验，分析附着藻类氮磷比对螺类-附着藻类-沉水植物关系的影响，进而探讨氮浓度升高对富营养湖泊沉水植物的影响机理。研究成果不仅可以丰富生态化学计量学理论，还可为揭示浅水湖泊沉水植物消失和稳态转换机理提供依据，此外对富营养湖泊的生态修复也有启示意义。

系列受控实验的结果表明：附着藻生长速率和体内化学元素含量在一定范围内随着水体营养盐浓度的升高而增加，当水体营养盐浓度超过一定范围时，反而降低；附着藻中氮元素含量的升高在一定范围内随着水体氮浓度的升高而升高，附着藻氮含量与螺氮含量变化一致，螺食物（附着藻）中的氮含量增加时，螺氮含量也随之增加。这种附着藻中化学元素组成的改变导致的环棱螺食物（附着藻）质量的下降，可能是抑制螺生长发育的重要原因；纹沼螺通过牧食活动降低植物叶片上附着生物干重,从而促进了苦草生长；氮负荷升高对沉水植物生长的抑制机理主要体现在浮游藻类与附着生物生物量增加的抑制效应，环棱螺的存在虽然在一定程度上减弱了这种效应，但由于氮负荷升高还同时使环棱螺生长率降低，削弱了其对附着生物的牧食压力，从而使得附着生物对苦草生长的抑制作用加强，因此，氮负荷升高使螺-附着藻-沉水植物之间的生态关系失衡，也可能是氮浓度较高的富营养湖泊中沉水植被稀少的重要原因。