Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Vai trò khác nhau của ba loài thực vật nổi trong việc thúc đẩy quá trình lắng đọng trầm tích tại Hồ Đông Đình, Trung Quốc
Tóm tắt
Thực vật thủy sinh đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự lắng đọng trầm tích. Tuy nhiên, so với các loài thực vật ngập nước, ảnh hưởng của các loài thực vật nổi nổi lên trên mặt nước đến động lực lắng đọng trầm tích vẫn chưa được nghiên cứu nhiều. Nghiên cứu này đã tiến hành một thí nghiệm thực địa để so sánh ảnh hưởng của ba loài thực vật nổi điển hình (Miscanthus sacchariflorus, Carex brevicuspis và Phalaris arundinacea) đến đặc điểm lắng đọng trầm tích tại Hồ Đông Đình. Ngoài ra, các yếu tố quyết định đến đặc điểm trầm tích cũng đã được điều tra. Cả loại hình thực vật và phương pháp xử lý loại bỏ thực vật đều có tác động đáng kể đến độ sâu lắng đọng. So với phương pháp không thực vật, độ sâu lắng đọng rất lớn trong các phương pháp có thực vật ở cả ba cộng đồng. Trật tự khả năng giữ trầm tích từ cao xuống thấp là P. arundinacea > M. sacchariflorus > C. brevicuspis; tỷ lệ lắng đọng cao hơn nhiều ở cộng đồng P. arundinacea so với hai cộng đồng còn lại, đặc biệt là ở các bờ hồ Tuanzhou và Chapanzhou. Trong phương pháp có thực vật, hàm lượng đất sét và cát mịn bị ảnh hưởng đáng kể bởi loại hình thực vật và phương pháp xử lý loại bỏ thực vật, trong khi hàm lượng bột mịn, bột thô và cát thô chỉ bị ảnh hưởng bởi loại hình thực vật. Hàm lượng cát cao hơn nhưng hàm lượng đất sét và bột mịn thì thấp hơn ở cộng đồng M. sacchariflorus so với hai cộng đồng còn lại. Kích thước hạt trung vị trong cộng đồng M. sacchariflorus cao hơn nhiều so với hai cộng đồng còn lại trong cả hai phương pháp có thực vật và không có thực vật. Hàm lượng chất hữu cơ, tổng N và pH của trầm tích bị ảnh hưởng chỉ bởi loại hình thực vật. Trầm tích trong cộng đồng M. sacchariflorus có pH thấp hơn nhưng hàm lượng chất hữu cơ và tổng N cao hơn so với hai cộng đồng còn lại. Hồi quy tuyến tính đa biến cho thấy các đặc điểm trầm tích có tương quan đáng kể với các đặc điểm thực vật (chẳng hạn như mật độ cây, chiều cao và khối lượng sinh khối), độ cao và thời gian ngập nước. Dữ liệu cho thấy rằng vai trò của ba loài thực vật nổi này trong việc thúc đẩy lắng đọng trầm tích rất khác nhau, chủ yếu là do các tính chất cấu trúc và mô hình phân bố khác nhau của chúng. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin thực nghiệm về vai trò của thực vật nổi trong việc thúc đẩy lắng đọng và có thể hỗ trợ trong việc quản lý hiệu quả Hồ Đông Đình.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Anderson NJ (1990) Spatial pattern of recent sediment and diatom accumulation in a small monomictic, eutrophic lake. J Paleolimnol 3:143–168
Bernard JM (1990) Life history and vegetative reproduction in Carex. Can J Bot 68:1441–1448
Biswas SR, Mallik AU (2010) Disturbance effects on species diversity and functional diversity in riparian and upland plant communities. Ecology 91:28–35
Bremner JM, Mulvaney CS (1982) Nitrogen-total. In: Page AL (ed) Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties. American Society of Agronomy, Madison, pp 595–624
Cahoon DR, Reed DJ (1995) Relationships among marsh surface topography, hydroperiod, and soil accretion in a deteriorating Louisiana salt marsh. J Coast Res 11:357–369
Christie MC, Dyer KR, Turner P (1999) Sediment flux and bed level measurements from a macro tidal mudflat. Estuar Coast Shelf Sci 49:667–688
Cotton JA, Wharton G, Bass JAB, Heppell CM, Wotton RS (2006) The effects of seasonal changes to in-stream vegetation cover on patterns of flow and accumulation of sediment. Geomorphology 77:320–334
Cronin G, Lewis WM Jr, Schiehser MA (2006) Influence of freshwater macrophytes on the littoral ecosystem structure and function of a young Colorado reservoir. Aquat Bot 85:37–43
Darke AK, Megonigal JP (2003) Control of sediment deposition rates in two Mid-Atlantic Coast tidal freshwater wetlands. Estuar Coast Shelf Sci 57:255–268
Gurnell A, Goodson J, Thompson K, Clifford N, Armitage P (2007) The river-bed: a dynamic store for plant propagules? Earth Surf Process Landf 32:1257–1272
Hensel PF, Day JW, Pont JD (1999) Wetland vertical accretion and soil elevation change in the Rhone River Delta, France: the importance of riverine flooding. J Coast Res 15:668–681
Heppell CM, Wharton G, Cotton JAC, Bass JAB, Roberts SE (2009) Sediment storage in the shallow hyporheic of lowland vegetated river reaches. Hydrol Process 23:2239–2251
Horppila J, Nurminen L (2001) The effect of emergent macrophyte (Typha angustifolia) on sediment resuspension in a shallow north temperate lake. Freshw Biol 46:1447–1455
Horppila J, Nurminen L (2005) Effects of different macrophyte growth forms on sediment and P resuspension in a shallow lake. Hydrobiologia 545:167–175
Horvath TG (2004) Retention of particulate matter by macrophytes in a first-order stream. Aquat Bot 78:27–36
James WF, Barko JW, Butler MG (2004) Shear stress and sediment resuspension in relation to submersed macrophyte biomass. Hydrobiologia 515:181–191
Kamp-Nielsen L, Vermaat JE, Wesseling I, Borum J, Geertz-Hansen O (2002) Sediment properties along gradients of siltation in South-east Asia. Estuar Coast Shelf Sci 54:127–137
Kenworthy WJ, Zieman JC, Thayer GW (1982) Evidence for the influence of seagrasses on the benthic nitrogen cycle in a coastal plain estuary near Beaufort, North Carolina (USA). Oecologia 54:152–158
Kozerski (2002) Determination of areal sedimentation rates in rivers by using plate sediment trap measurements and flow velocity-settling flux relationship. Water Res 36:2983–2990
Leonard LA (1997) Controls of sediment transport and deposition in an incised mainland marsh basin, southeastern North Carolina. Wetlands 17:263–274
Li F, Xie Y (2009) Spacer elongation and plagiotropic growth are the primary clonal strategies used by Vallisneria spiralis to acclimate to sedimentation. Aquat Bot 91:219–223
Li EH, Li W, Liu GH, Yuan LY (2008a) The effect of different submerged macrophyte species and biomass on sediment resuspension in a shallow freshwater lake. Aquat Bot 88:121–126
Li JB, Yin H, Lu CZ, Mao DH, Zhu HP (2008b) Impact of sedimentation on Dongting Lake. Acta Geogr Sin 63:514–523 (in Chinese with English abstract)
Liffen T, Gurnell AM, O’Hare MT, Pollen-Bankhead N, Simon A (2011) Biomechanical properties of the emergent aquatic macrophyte Sparganium erectum: implications for fine sediment retention in low energy rivers. Ecol Eng 37:1925–1931
Lyu X, Yu J, Zhou M, Ma B, Wang G, Zhan C et al (2015) Changes of soil particle size distribution in tidal flats in the Yellow River Delta. PLoS One 10(3):e0121368
Madsen JD, Chambers PA, James WE, Koch EW, Westlake DE (2001) The interaction between water movement, sediment dynamics and submersed macrophytes. Hydrobiologia 444:71–84
McKone MJ, Lively CM (1993) Statistical of experiments conducted at multiple sites. Oikos 67:184–186
Mellors J, Marsh H, Carruthers TJB, Waycott M (2002) Testing the sediment—trapping paradigm of seagrass: do seagrasses influence nutrient status and sediment structure in tropical intertidal environments? Bull Mar Sci 71:1215–1226
Moraghan JT, Patrick WH Jr (1974) Selected metabolic process in a submerged soil at controlled pH values. Transactions of 10th International Congress of Soil Science 11:264–269
Neubauer SC, Anderson IC, Constantine JA, Kuehl SA (2002) Sediment deposition and accretion in a Mid-Atlantic (USA) tidal freshwater marsh. Estuar Coast Shelf Sci 54:713–727
Newbolt CH, Hepp GR, Wood CW (2008) Characteristics of sediments associated with submersed plant communities in the lower Mobile River Delta, Alabama. J Aquat Plant Manag 46:107–113
Osei NA, Gurnell AM, Harvey GL (2015) The role of large wood in retaining fine sediment, organic matter and plant propagules in a small, single-thread forest river. Geomorphology 235:77–87
Pearce RA, Frasier GW, Trlica MJ, Leininger WC, Stednick JD, Smith JL (1998) Sediment filtration in a montane riparian zone under simulated rainfall. J Range Manag 51:309–314
Rayment GE, Higginson FR (1992) Australian laboratory handbook of soil and water chemical methods. Inkata Press, Melbourne
Sand-Jensen K (1998) Influence of submerged macrophytes on sediment composition and near—bed flow in lowland streams. Freshw Biol 39:663–679
Schulz M, Kozerski HP, Pluntke T, Rinke K (2003) The influence of macrophytes on sedimentation and nutrient retention in the lower River Spree (Germany). Water Res 37:569–578
Shi XD, Xia W (1999) Sediment deposition and erosion in Dongting Lake (1956–1995). J Lake Sci 11:199–205 (in Chinese with English abstract)
Steiger J, Gurnell AM, Petts GE (2001) Sediment deposition along the channel margins of a reach of the middle river Severn, UK. Regul Riers Res Manag 17:443–460
Vermaat JE, Santamaria L, Roos PJ (2000) Water flow across and sediment trapping in submerged macrophyte beds of contrasting growth form. Arch Hydrobiol 148:549–562
Walling DE, He Q (1997) Investigating spatial patterns of over-bank sedimentation on river floodplains. Water Air Soil Pollut 99:9–20
Wharton G, Cotton JA, Wotton RS, Bass JAB, Heppell CM, Trimmer M, Warren LL (2006) Macrophytes and suspension-feeding invertebrates modify flows and fine sediments in the Frome and Piddle catchments, Dorset (UK). J Hydrol 330:171–184
Xie YH, Chen XS (2008) Effects of Three-Gorge project on succession of wetland vegetation in Dongting Lake. Res Agric Mod 29:684–687 (in Chinese with English abstract)
Yu FL, Chen ZY, Ren XY, Yang GF (2009) Analysis of historical floods on the Yangtze River, China: characteristics and explanations. Geomorphology 113:210–216
Zhao SQ, Fang JY, Miao SL (2005) The 7-decade degradation of a large freshwater lake in Central Yangtze River, China. Environ Sci Technol 39:431–436
Zhu ZX (1983) Pedology. Agriculture Press, Beijing