温度与光照条件影响沉水植物光合作用研究开题报告

1. 研究目的与意义

沉水植物指的是植物体全部位处于水层下进行生活营固的大型水生类植物，由在陆地上生长的被子植物演化而来,在长期进化、自然选择的过程中,其外部的形态、生理活动、繁殖以及分布等多方面都依据生活的环境而发生了一系列的适应性变化。作为初级生产者，沉水植物在水生生态系统中起着重要的作用，并且是建造结构稳定、运行良好的水体生态系统的关键因素。它的根茎叶能够吸附、吸收流入水中的重金属以及N、P等导致富营养化的元素，植株的存在还可以对水体中的悬浮颗粒起到沉降作用。光合作用产生的氧气能够使水体中溶解氧增加，从而有利于有机污染物以及某些还原性无机物的氧化分解，净化水质。光合作用是沉水植物最重要的生理代谢活动。由于温度与光照的交互作用很可能会影响沉水植物的光合作用，本研究将通过控制温度以及光照这两个变量条件，对沉水植物的光合作用进行研究，以寻求温度以及光照的相互作用对沉水植物光合变化趋势的影响。

2. 国内外研究现状分析

自从20世纪70年代以来，国内外就沉水植物以及沉水植物的光合特征，进行了较为广泛研究并且得出了一系列相关的结论。以下即为近年来国内外的相关研究进展。

一、国内研究

水生植物是水域生态系统以及湿地生态系统中的重要组成部分。在水中, 受到水体溶解物、悬浮颗粒以及水深的影响，来源于太阳的光能迅速衰减,并且由于在空气和水的交界处会损失10%左右,光照不足的现象在水体中最容易发生,水体光照强度是沉水植物生长必需的环境因子。宋玉芝等利用叶绿素荧光技术比较了太湖中的常见浮叶植物以及沉水植物的光合荧光特性，结果得到菱以及荇菜的光系统ii潜在的最大光合作用的能力、最大的电子传递速率以及半饱、光强分别高于苦草和黑藻，且在光适应条件下更为显著。2008年，周晓红等指出chlb是捕光色素系统的主要构成，chla/chb值相对大小表明了捕光色素系统的相对大小。chlb含量越大以及chla/chb值越小，则表明在低光下光的捕获能力越强，以及沉水植物的光补偿点越低，能适应低光条件下生长。例如太湖的苦草伊乐藻，其chlb含量随光强减弱呈现出升高趋势，chla/chb呈现出降低趋势，表明随光强的逐渐降低，植物可以通过调节色素含量增加对光能的捕获，提高叶片对光能的吸收来适应外界的逆境生长环境。在富营养化的环境中，沉水植物要保持对藻类的优势，则必须在水的表层形成冠层并且要具备相对的高的丰度。要在水的表层形成冠层并具备相对的高的丰度，光合作用应该有小的强光抑制。然而，当光强小于5勒克斯时，叶片的颜色由绿色到黄色然后逐渐变成白色，可见它的叶绿素含量在不断减少，光合作用也在不断减弱。

3. 研究的基本内容与计划

1、首先对待研究的沉水植物的种子进行栽培抚育，

2、在植物成长到一定阶段的时候，就针对课题内容进行实验，设置2*3个实验，即3个温度梯度（15、20、25摄氏度）以及2个光照梯度（1000、500光通量），

3、以矿泉水瓶作为实验容器，撕掉外包装，加水，放入待研究的沉水植物的断枝，然后将矿泉水瓶放入设置好温度和光照的培养箱中，

4. 研究创新点

三山岛旅游景区环太湖坐落，近年来水污染等严重的破坏了太湖的水质，水体富营养化的问题日益严重,水生植物特别是沉水植物的衰退、消失普遍发生,水生植被的恢复以及重现工作已经成为太湖富营养化问题治理的关键。通过本实验的研究，一方面，我们可以了解不同的沉水植物分别合适的温度以及光照条件；另一方面，对太湖有了一定的了解以后，我们可以目前发现在太湖发现的一些问题，原因以及治理措施，有利于太湖景区水体的修复工作。