Ảnh hưởng của mức độ dinh dưỡng trong nước mặt và trầm tích đối với sự phát triển của loài thực vật nổi lá Trapa maximowiczii: ý nghĩa đối với quản lý thực vật thủy sinh tại Vịnh Đông Hồ Đường, Trung Quốc

Limnology - Tập 11 - Trang 95-101 - 2009
Kuan-Yi Li1, Zheng-Wen Liu1,2, Bao-Hua Guan1
1State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing, China
2Institute of Hydrobiology, Jinan University, Guangzhou, China

Tóm tắt

Trapa maximowiczii là một loài thực vật nổi lá phổ biến ở Trung Quốc. Quần thể thực vật ở Vịnh Đông Hồ Đường đã mở rộng nhanh chóng trong những năm gần đây. Để hiểu rõ hơn về các cơ chế kiểm soát động lực quần thể của loài này, hai thí nghiệm ngoài trời đã được tiến hành từ 9 tháng 5 đến 8 tháng 7 năm 2007, đánh giá tác động của các mức độ dinh dưỡng khác nhau trong cột nước và trầm tích đến sự phát triển của T. maximowiczii. Kết quả cho thấy nồng độ dinh dưỡng cao (nitơ và phốt pho) trong nước dẫn đến sự gia tăng đáng kể đường kính của hoa thị và trọng lượng khô của cây, trọng lượng khô của rễ thủy sinh và rễ neo, nhưng không có tác động đến chiều cao cây hoặc số lượng mắt thân chính. Sự phong phú phốt pho dẫn đến sự gia tăng trọng lượng khô của cây và số lượng hạt. Tuy nhiên, không có sự khác biệt nào được quan sát giữa điều trị phong phú nitơ và điều khiện đối chứng. Độ phì nhiêu của trầm tích có tác động đáng kể đến sự phát triển của cây. Chiều cao cây, trọng lượng khô của cây, trọng lượng khô của rễ thủy sinh và rễ neo, cùng với đường kính hoa thị lớn nhất đều lớn hơn đáng kể trong trầm tích giàu dinh dưỡng so với trong trầm tích nghèo dinh dưỡng. Nghiên cứu này cho thấy quá trình phú dưỡng hóa nước (đặc biệt là sự gia tăng tải lượng phốt pho) và lượng dinh dưỡng tích tụ trong trầm tích có thể là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự gia tăng khối lượng sinh khối của thực vật nổi lá T. maximowiczii ở Vịnh Đông Hồ Đường, Hồ Đường.

Từ khóa

#Trapa maximowiczii #dinh dưỡng #trầm tích #phú dưỡng hóa nước #sinh khối #quản lý thực vật thủy sinh

Tài liệu tham khảo

Arima S, Tanaka N, Kubota F (1988) Growth and photosynthetic rate of water roots of water chestnut (T. bispinosa Roxb.). Bull Fac Agric Saga Univ 64:27–35 (in Japanese with English abstract) Arima S, Tanaka N, Kubota F (1990) Growth of vegetative organs in water chestnut (Trapa bispinosa Roxb.). Bull Fac Agric Saga Univ 68:49–64 (in Japanese with English abstract) Arima S, Harada J, Tanaka N (1992) Growth and yield performance of the water chestnut (Trapa bispinosa Roxb.) II. Relationship among the canopy formation of emersed leaves, flowering and the number of valuable fruits. J Crop Sci 61:229–234 (in Japanese with English abstract) Arima S, Hoque MA, Agarie S (1999) Comparison of growth and yield performance of several water chestnut species collected from Southwestern Japan and Middle China. Plant Prod Sci 2(4):273–278 Asaeda T, Trung KV, Manatunge J (2000) Modeling the effects of macrophyte growth and decomposition on the nutrient budget in shallow lakes. Aquat Bot 68:217–237 Bai XL, Gu XH, Yang LY (2006) Analyses on water quality and its protection in East Lake Taihu. J Lake Sci 18:91–96 (in Chinese with English abstract) Barko JW, James WF (1997) Effects of submerged aquatic macrophytes on nutrient dynamics, sedimentation and resuspension. In: Jeppesen E, Søndergaard M, Christoffersen K (eds) The structuring role of submerged macrophytes in lakes. Springer, New York, pp 197–214 Barko JW, Smart RM (1986) Sediment-related mechanisms of growth limitation in submersed macrophytes. Ecology 67:1328–1340 Best MD, Mantai K (1978) Growth of Myriophyllum: sediment or lake water as the source of nitrogen and phosphorus. Ecology 59:1075–1080 Bogucki DJ, Gruendling GK, Madden M (1980) Remote sensing to monitor water chestnut growth in Lake Champlain. J Soil Water Conserv 35:79–81 Carignan R, Kalff J (1980) Phosphorus sources for aquatic weeds: water or sediments? Science 207(4434):987–989 Chambers PA (1987) Light and nutrients in control of aquatic plant community structure: II. In situ observations. J Ecol 75:621–628 Chen W, Wu Q (2004) Structure and evolution of ecosystem in Lake Taihu. In: Qin B, Hu W, Chen W (eds) Process and mechanism of environmental changes of Lake Taihu. Science Press, Beijing, pp 289–297 (in Chinese with English abstract) Egertson CJ, Kopaska JA, Downing JA (2004) A century of change in macrophyte abundance and composition in response to agricultural eutrophication. Hydrobiologia 524:145–156 Groth AT, Lovett-Doust L, Lovett-Doust J (1996) Population density and module demography in Trapa natans (Trapaceae), an annual, clonal aquatic macrophyte. Am J Bot 83:1406–1415 Gu XH, Zhang SZ, Bai XL, Hu WP, Hu YH, Wang XR (2005) Evolution of community structure of aquatic macrophytes in East Taihu Lake and its wetlands. Act Ecol Sin 265:1541–1548 (in Chinese with English abstract) Howard-Williams C, Allanson BR (1981) Phosphorus cycling in a dense Potamogeton pectinatus L. bed. Oecologia 49:56–66 Huang XF (1999) Survey, observation and analysis of lake ecology. Standards Press of China, Beijing, pp 75–79 (in Chinese) Hummel M, Findlay S (2006) Effects of water chestnut (Trapa natans) beds on water chemistry in the tidal freshwater Hudson river. Hydrobiologia 559:169–181 Hummel M, Kiviat E (2004) Review of world literature on water chestnut with implications for management in North America. J Aquat Plant Manage 42:17–28 Kaul V, Zutshi DP, Vass KK (1976) Aquatic weeds in Kashmir. In: Varshny CK, Rzóska J (eds) Aquatic weeds in South East Asia. Proceedings of regional seminar on noxious aquatic vegetation, New Delhi, pp 79–83 Kurihara M, Ikusima I (1991) The ecology of the seed in Trapa natans var. Japonica in a eutrophic lake. Vegetation 97:117–124 Li W (2004) Tendency and reason for evolution toward mash in the East Taihu. In: Qin B, Hu W, Chen W (eds) Process and mechanism of environmental changes of Lake Taihu. Science Press, Beijing, pp 33–51 (in Chinese with English abstract) Lorenzen B, Brix H, Mendelssohn IA, McKee KL, Miao SL (2001) Growth, biomass allocation and nutrient use efficiency in Cladium jamaicense and Typha domingensis as affected by phosphorus and oxygen availability. Aquat Bot 70:117–133 Macek P, Rejmankova E (2007) Response of emergent macrophytes to experimental nutrient and salinity additions. Funct Ecol 21:478–488 Madsen TV, Cedergreen N (2002) Sources of nutrients to rooted submerged macrophytes growing in a nutrient-rich stream. Freshw Biol 47:283–291 Miao SL, Newman S, Sklar FH (2000) Effects of habitat nutrients and seed sources on growth and expansion of Typha domingensis. Aquat Bot 68:297–311 Morris K, Ganf GG (2001) The response of an emergent sedge Bolboschoenus medianus to salinity and nutrients. Aquat Bot 70:311–328 Moss B, Madgwick J, Phillips G (1997) A guide to the restoration of nutrient-enriched shallow lakes. Wetlands International Publications, Norfolk Qin BQ, Xu PZ, Wu QL, Luo LC, Zhang YL (2007) Environmental issues of Lake Taihu, China. Hydrobiologia 581:3–14 Rattray MR, Howard-Williams C, Brown JMA (1991) Sediment and water as sources of nitrogen and phosphorus for submerged rooted aquatic macrophytes. Aquat Bot 40(3):225–237 Richards JH, Ivey CT (2004) Morphological plasticity of Sagittaria lancifolia in response to phosphorus. Aquat Bot 80:53–67 Sand-Jensen K (1997) Eutrophication and plant communities in Lake Pure during 100 years. In: Sand-Jensen K, Pedersen O (eds) Freshwater biology: priorities and development in Danish research. GEC Gad, Copenhagen, pp 26–38 Tsuchiya T, Iwaki H (1979) Impact of nutrient enrichment in a water chestnut ecosystem at Takahamairi Bay of Lake Kasumigaura, Japan II. Role of water chestnut in primary productivity and nutrient uptake. Water Air Soil Pollut 12:503–510 Tsuchiya T, Iwakuma T (1993) Growth and leaf life-span of a floating leaved plant, Trapa natans L., as influenced by nitrogen influx. Aquat Bot 46:317–324 Van den Berg MS, Scheffer M, Van Nes E, Coops H (1999) Dynamics and stability of Chara sp. and Potamogeton pectinatus in a shallow lake changing in eutrophication level. Hydrobiologia 408(409):335–342 Xie Y, An SQ, Wu B (2005) Resource allocation in the submerged plant Vallisneria natans related to sediment type, rather than water-column nutrients. Freshw Biol 50:391–402