[发明专利]一种不同二氧化碳浓度对沉水植物生长影响的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生态试验方法，具体而言是一种分析不同二氧化碳浓度对沉水植物生长影响的试验方法，属于生态试验方法领域。

背景技术

二氧化碳是植物光合作用的底物，也是构成植物生境的一个重要环境因子。随着现代工农业的发展与人类活动的加剧，大气中二氧化碳浓度已经并将会持续呈升高趋势。这种趋势将对植物生长发育产生重要影响，最终也将会影响到人类的生存环境。沉水植物是水生态系统的重要组成部分，具有净化水质、增加水体中溶解氧、抑制藻类生长的功能，对生态系统物质、能量循环具有重要调控作用，是健康水生生态系统的主要维持者。目前有关二氧化碳浓度升高对植物生长影响的研究主要集中在陆生植物，对沉水植物影响的研究则很少涉及，零星相关报道也是在实验室进行的，采用恒温、补充自来水、规定每日相同的光照条件来模拟沉水植物生长的环境(谢永宏等，CO₂浓度升高对沉水植物菹草叶表型及生理生化特征的影响，植物生态学报，2003)，在实验室人为创造的沉水植物生境条件与实际情况存在一定的差距，因而获得的结论不能准确、真实地反映出二氧化碳浓度升高对水生植物，尤其是沉水植物生长的影响，是值得商榷的。因此，不同二氧化碳浓度对沉水植物生长影响尚缺乏更有说服力的研究方法。

发明内容

本发明的目的就是提供一种二氧化碳浓度变化对沉水植物生长影响的研究方法。

本发明达到上述目的的技术方案是：

在天然湖泊边建立研究站，方便采集湖泊内的水和底泥作为试验原料，在保证沉水植物各种生长因素相同的条件下，进行多组不同的二氧化碳浓度对沉水植物生长影响的试验研究。具体通过以下步骤实现：

(1)在天然湖泊边建立研究站，从湖内选择一种沉水植物，取回试验室清洗干净后，挑选生长状况基本一致的嫩芽，繁殖至子一代，取同亲本并生长状况基本一致的嫩芽，置于盛有营养液的培养皿中，培养至幼苗高约2cm，以备试验选用；

所述的营养液主要由NH₄NO₃和NaH₂PO₄组成，N、P浓度分别为2和0.005mg/L，离子强度和pH分别为7.51和8.14，营养液每天更换一次。

(2)向12个培养箱中装入5cm厚的表层底泥，然后注入20～30cm深的湖水，表层底泥和湖水均取自与沉水植物相同的湖泊，培养箱内水体静置3天后，从备用的试验材料中挑选出大小一致的幼苗栽种在培养箱中，每箱种植82株，再补充湖水至水深达160cm，注入湖水时应避免底泥悬浮。

(3)将12个培养箱分成4组，每组3个，向4组培养箱内每天24h持续通入不同CO₂浓度的混合气体，在湖边研究站中培养试验，培养时间为2个月。

试验期间，培养箱内的水深均维持在160cm，CO₂浓度由便携式CO₂浓度分析仪监测。

(4)试验结束时，测量植物生长量和形态参数。取出沉水植物的叶片，测量叶片的长度、宽度和面积，计算各参数绝对增长量；将叶片在75℃下连续烘干48h至恒量，记录生物量；将烘干后的植株叶片粉碎，测定叶片内生化物质及矿物元素含量。所有数据采用专业数理统计软件进行处理和分析。

上述培养箱，采用边长为200cm的立方体，各面均采用透明有机玻璃制作。密封采用四边垫圈配搭钩式盖板，每边两个搭钩，以方便灵活启闭，同时具备良好的密闭效果。培养箱侧壁沿高度设有刻度线，在相对的侧壁顶部设置二氧化碳混合气体进出通道，在侧壁上设置进出水通道，其中进水通道在试验过程中可以自动补水。

上述培养箱底泥顶部设置一有孔盖板，部分隔离底泥和水体，避免换水时扰动底泥，同时使植物通过此有孔盖板生长。

上述培养箱顶部设置人造太阳色谱冷光源。

上述培养箱的四角水面以下设置电恒温器，即水下空调。