前 言
水体富营养化已成为影响全球水质量的重要问题之一,这种现象经常伴随着浮游藻类的暴发和大型水生植物的衰退。大型水生植物作为一个功能群,在淡水生态系统中占有独特的生态位,在改善和提高水环境质量方面发挥着关键作用。水生植物在维持水体的清水稳态、为水生动物微生物提供栖息地和食物、维持生物多样性、稳定底质、调控生态系统的生物地球化学循环、提供健康生态服务功能、调节湿地水文情势等方面具有重要的生态功能。在富营养化浅水水体中,水生植物茎叶表面常附着一层由藻类、微生物、菌胶团、碎屑等组成的厚度不等的褐色物质(附植生物),形成了特殊的生物-水微界面。在过去的几十年里,研究者们先后对水生植物上的附着藻类、附着细菌产生了浓厚的兴趣,研究活动颇多。但由于研究技术的限制,对附植生物的研究仍不够深入和系统。
由于附植生物复杂的物质组成和存在氧化还原异质微环境,光合作用和许多异养过程都可能在附着层内发生,因此,附着层内化学物质的产生、转移转化、循环过程非常活跃,可以说是理化性质的突变区,与水中和沉积物中存在很大差异。附植生物与水体和植物之间发生的理化、生物反应将对其附近的物质产生重要影响。近年来,随着新兴技术的发展,高分辨率微电极技术、扫描电镜和元素分析技术、同位素示踪技术、分子生物学技术等技术的应用,为揭秘深奥而又难以探测的附植生物微生境提供了理想工具,使得附植生物的研究更加微观和细致、原位和多维,使得附植生物生态学的研究有了突飞猛进的发展。
本书以淡水生态系统中水生植物茎叶表面的附植生物为研究对象,围绕附植生物的组成和结构特征、生态功能、影响因素及应用五个部分进行了深入研究,阐述了典型水生植物附植生物的组成成分、空间结构及其时空变化特征,揭示了富营养化水体中附植生物的生态功能,探讨了生物与环境因素对附植生物的影响机制,分析了附植生物的应用,并提出了一些新认识和见解。本书的特点是以富营养化水体中典型水生植物为例,运用翔实的实验数据从微生境角度对附植生物的结构、功能及其动态变化进行微观分析,并对水生植物-水微界面过程和机制进行探讨,以期丰富和完善附植生物生态学的知识体系,可供从事水环境生物学、淡水生态学、环境保护、水环境生态修复等方面的科研人员、技术人员和高校师生参考。
本书内容主要是在国家自然科学基金(41173078,41603071)和引进人才科研启动经费支持下完成的(LYDX2016BS074)。
本书内容由绪论、附植生物的组成和结构特征、生态功能、影响因素及应用5章组成。具体编写分工如下:第一章,第二章的第一节、第三节、第四节、第五节、第六节,第三章及第四章由董彬著;第二章第二节、第七节和第八节由马杰著;第五章由王国祥、董彬著。全书最后由董彬统稿、定稿。
限于作者研究水平和有些研究内容尚在研究发展阶段,书中难免存在不妥和疏漏之处,恳请各位专家、学者和读者批评指正。
编者著
2018年6月