鎘脅迫下藻類多樣性與生物量關(guān)系的微宇宙試驗.pdf

1、本研究采用目前在生物多樣性研究領(lǐng)域常用的微宇宙實驗，研究在不同濃度重金屬鎘脅迫下生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)系，并試圖揭示其內(nèi)在的相關(guān)機制。 通過預(yù)實驗培養(yǎng)，從眾多藻類中選擇并建立了擁有10個藻種的藻種庫，分別是：萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardti)，摩氏衣藻(C．moewuaii(—))，卵配衣藻(C．eugametos)，蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)，鐮形纖維藻(Ank

2、istrodesmus falcatus)，羊角月牙藻(Selenastrum capricornulum)，斜生柵藻(Scenedesmus obliquus)，四尾柵藻(S．quadricauda)，二形柵藻(S．dimorphus)，鼓藻(Staurastrum chae)。對所有藻種進行不同鎘濃度的耐性實驗顯示，鎘濃度為6、12 mg/L分別是藻種的中，強度干擾濃度。 在不同鎘濃度(0、6、12 mg/L)下，從10個

3、藻種中隨機抽取構(gòu)建具有不同物種豐富度的水生藻類微宇宙系統(tǒng)。物種豐富度梯度分別為1、2、4、8四個梯度。物種豐富度為1時，每個藻種5個重復(fù)，物種豐富度為2、4、8時，每個物種豐富度梯度均設(shè)20個重復(fù)。從微宇宙建立到實驗結(jié)束共持續(xù)8周，每周定期從各個微宇宙中取出一定量的藻液進行數(shù)量統(tǒng)計，并更換相同體積相同鎘濃度的新鮮培養(yǎng)基以維持環(huán)境條件的一致。群落生產(chǎn)力以藻類干重表示，藻類干重根據(jù)藻類數(shù)量與干重的換算系數(shù)計算得出。 1.根據(jù)藻類在

4、鎘濃度為0、6、12 mg/L下的生長曲線和耐性指數(shù)可將藻種分為耐性種和敏感種。其中：萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)，摩氏衣藻(C。moewuaii(—))，蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)，鐮形纖維藻(Ankistrodesmus falcatus)屬于耐性種，而卵配衣藻(C．eugametos)，羊角月牙藻(Selenastrum capricornulum)，斜生柵藻(Sc

5、enedesmus obliquus)，四尾柵藻(S．quadricauda)，二形柵藻(S．dimorphus)，鼓藻(Staurastrum chae)屬于敏感種。 2.當(dāng)鎘濃度為0 mg/L時，物種豐富度與生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力不相關(guān)，但當(dāng)鎘濃度為6、12 mg/L時，物種豐富度與生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力顯著相關(guān)，特別是當(dāng)鎘濃度為6 mg/L時，物種豐富度與生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力相關(guān)性隨時間延長而增強。相對產(chǎn)量之和Relative Yield T

6、otal(RYT)分析更加有利地證明了上述實驗結(jié)果。 3.生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能關(guān)系的內(nèi)在機制分析顯示：當(dāng)鎘濃度為0 mg/L時，群落的物種豐富度與群落的凈效應(yīng)之間沒有相關(guān)性。而當(dāng)鎘濃度為6、12 mg/L時，群落的物種豐富度與群落的凈效應(yīng)顯著相關(guān)，且隨著時間的延長凈效應(yīng)值不斷增加。特別是當(dāng)鎘濃度為6 mg/L時，物種豐富度最大時群落凈效應(yīng)值也最大。 4.當(dāng)鎘濃度為0 mg/L時，物種豐富度與選擇效應(yīng)沒有相關(guān)性。當(dāng)

7、鎘濃度為12mg/L時，物種豐富度與選擇效應(yīng)呈負相關(guān)，且隨時間延長而減弱。 5.當(dāng)鎘濃度為0 mg/L時，物種豐富度與互補效應(yīng)沒有相關(guān)性。當(dāng)鎘濃度為6 mg/L和12 mg/L時，物種豐富度與互補效應(yīng)顯著相關(guān)，且隨時間延長而增強。 綜上所述，在無鎘脅迫下，生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能(主要指群落的生物量)不相關(guān)。當(dāng)鎘脅迫時，生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能顯著相關(guān)，且隨時間和鎘脅迫強度而增強，互補效應(yīng)是其主要內(nèi)在機制