不同水位和竞争模式对典型湿地植物生态化学计量特征的影响

以洞庭湖典型湿地植物辣蓼为目标植物,短尖苔草为邻近植物,通过控制实验研究不同水位(30、0和-30 cm)和竞争(无竞争、全部竞争、地上竞争和地下竞争)模式下目标植物生长及生态化学计量特征的变化.结果表明:水位处理显著影响不同竞争模式下的生物量积累,辣蓼生物量随水位增加显著降低;-30 cm水位无竞争模式下生物量最大,为10.84±1.52 g.在30 cm和0 cm水位梯度下,不同竞争模式下的生物量间无显著差异.但-30 cm水位下,地下竞争模式下的辣蓼生物量积累较全竞争模式和地上竞争模式下显著增多,说明非胁迫条件下,辣蓼和苔草的竞争以地上竞争为主.水位处理对辣蓼叶片、茎和根的氮、磷含量影响显著,30 cm水位下,叶片氮、磷含量显著高于其他水位下的含量.在-30cm水位下,叶片C∶N和C∶P显著高于其他水位下的比值,分别为48.08±3.85、590.3±43.4.相比于对照处理(无竞争),竞争作用下的辣蓼总氮含量降低,而C∶N值增加,N∶P值降低,这可能是因为竞争作用导致辣蓼对氮的吸收减少所致.     

三峡水库消落区典型草本植物氮、磷养分计量特征

为明确消落区土壤养分对植物生长的影响,通过室内栽培试验,研究三峡库区秭归消落区土壤3种氮磷水平下4种草本植物—鬼针草(Bidens pilosa)、苍耳(Xanthium sibiricum)、水蓼(Polygonum hydropiper)、藜(Chenopodium album)长势及氮、磷计量特征.结果表明,消落区土壤中生长的植物氮含量为7.98~19.4 mg/g,磷含量为0.740~3.880 mg/g,氮磷比为3.48~13.70,判别植物生长受氮限制.外源氮磷的添加促进植物氮、磷含量明显升高,但氮磷比没有明显变化;外源氮磷添加解除植物受氮的限制作用.4种植物对消落区土壤低氮环境具有一定的适应能力.比较消落区土壤中4种植物长势,鬼针草生物量、相对生长率、根茎生物量比最高,氮磷养分丰富对鬼针草生长促进作用最明显,表明鬼针草更易于在氮、磷贫乏的三峡库区消落区形成优势群落.     

抚仙湖沉水植物分布及其碳、氮和磷化学计量学特征

目前对于沉水植物碳(C)、氮(N)和磷(P)化学计量学的野外研究主要集中在中营养或富营养化水体,而对于贫营养水体中沉水植物C、N和P的积累特征研究较少.基于对贫营养湖泊抚仙湖沉水植物的调查,研究抚仙湖9种常见沉水植物C、N和P化学计量学特征及其种间和种内差异.结果表明:1)抚仙湖沉水植物主要分布在湖岸浅水区域,分布水深范围为0.5~14.0 m,平均分布水深为3.6 m;2)抚仙湖沉水植物地上部分C、N和P含量平均值分别为381.89、18.59和2.13 mg/g,N∶P比平均值为9.21,且C、N和P含量之间呈显著正相关;3)抚仙湖沉水植物地上部分C、N和P含量及C∶N比和C∶P比值种间差异大于种内差异,而N∶P比种内差异大于种间差异;4)抚仙湖沉水植物C含量和N:P比平均值要大于长江中下游一些富营养化湖泊的沉水植物,抚仙湖沉水植物的生长可能潜在地受到P的限制.     

沉水植物水槽对农村水体净化效果与机制的模拟

实验设计中试水槽装置,模拟研究2种沉水植物轮叶黑藻(Hydrilla nerticillata)和苦草(Vallisneria natans)对农村水体的净化效果,并探讨沉水植物在水体氮、磷去除中的作用.结果显示,沉水植物系统均能显著降低水体中总氮、铵态氮、硝态氮和磷酸盐浓度,去除率分别达到50.5%、84.4%、41.9%和64.6%,且轮叶黑藻组选择20 g/m2,苦草组选择40 g/m2为适种密度.水体流经各串联单元时氮、磷去除负荷存在显著差异,其中总氮、硝态氮、磷酸盐浓度在有植物单元高于无植物单元,铵态氮浓度相反,结合单元内溶解氧浓度、硝化与反硝化细菌总数表明,有植物单元可显著发生反硝化作用,无植物单元可显著发生硝化作用,有无植物串联单元更有利于氮的去除.     

铜绿微囊藻在竞争生长条件下对氧化还原电位降低的响应

在室内研究了有、无伊乐藻存在条件下,不同水平的氮及氮磷比(N/P)对实验体系中附着藻类和浮游藻类生长的影响,结果表明:1)在有沉水植物的体系中,当氮浓度较高时(5 mg/L),浮游藻类对N/P的变化比附着藻类更为敏感;而当氮浓度较低时(2 mg/L),浮游藻类与附着藻类对N/P的响应则没有显著的差异;2)在有沉水植物的体系中,当N/P为15时,随水体中氮浓度的升高,附着藻类的生物量显著增加,但浮游藻类的变化不显著.当N/P为25时,随水体中氮浓度的升高,浮游藻类及附着藻类的生物量均显著升高;3)附着藻类的生物量在无沉水植物(伊乐藻)存在的情况下要比有沉水植物(伊乐藻)存在时高得多,且随氮浓度升高,其生物量的增加量也远高于后者.而对浮游藻类而言,情况则完全相反.     

入湖河口湿地四种植物群落类型的土壤氮素空间分布特征

对江苏省溧阳市大溪水库的洙漕河河口湿地中香蒲、水蓼、灯心草和芦苇四种植物生物量、氮含量及植物群落的土壤氮素分布特征进行研究,结果表明:四种植物地上生物量、地上组织氮含量、地下生物量、地下组织氮含量存在显著差异;土壤烧失量(LOI)、总氮(TN)、硝态氮(NO₃^--N)在垂直分布上表现为由表层向下减少的总体分布趋势,铵态氮(NH₄⁺-N)浓度的剖面变化呈现先减少后增加的趋势;四种植物群落土壤氮浓度各不同,但均大于对照,以有机氮为主,说明湿地具有一定的储氮能力;不同的植物群落影响湿地氮素的分布.相关性分析显示,土壤LOI与TN、NO₃^--N和NH₄⁺-N均存在极显著相关性,无机氮构成比例较小,仅为1.41%,表明土壤中的氮素主要以有机氮的形式存在;土壤氮浓度与植物生物量及组织氮含量相关性不大,说明土壤氮形态浓度不仅受到植物生长的影响,同时也可能受到植物根区环境、微生物数量与活性等的影响.     

冷季不同植物人工湿地处理生活污水的工程实例分析

本实验以亚热带地区福建省永春县农村生活污水作为处理对象,选取10种湿地植物,构建具有不同植物类型的表面流人工湿地的实例工程,比较不同植物配置人工湿地的处理能力,以及湿地植物的生物量和植物体内氮、磷累积能力.研究结果表明,水龙和美人蕉人工湿地具有较高的铵态氮去除能力,去除率可分别达到76.7%和87.7%;两者同时也对总氮表现出较好的去除效果,尤其是美人蕉人工湿地在冬季节对总氮的去除率可维持在80.3%以上;2014年初冬季节实验结果表明,水龙还具有一定的总磷去除能力,去除率可达到69.0%.水龙和美人蕉具有较大的生物量,其单位面积干重可分别达到0.46和0.30 kg/m~2,又能较好地积累氮、磷元素,其体内氮含量可分别达到6.43和4.60 g/m~2,磷含量可分别达到0.50和1.01 g/m~2.综上所述,种植水龙和美人蕉的人工湿地总体处理效果较好,同时又能更多地积累氮、磷元素,且具有更大的生物量,可选为相对适宜用于处理生活污水的适合亚热带地区应用的人工湿地植物.     

菹草(Potamogeton crispus)附着物对水体氮、磷负荷的响应

通过实验模拟了10组氮、磷负荷对菹草(Potamogeton crispus)生长期和衰亡期茎叶附着物的影响.结果显示:随着水体氮、磷浓度的升高,菹草附着物的叶绿素a(Chl.a)含量、附着有机物量、附着无机物量和附着物总量均增加,在氮、磷浓度最高的T10组(总氮12.0 mg/L,总磷1.0 mg/L),附着物的总量达到高峰,附着物的Chl.a含量为2.005~4.765mg/g(DW),附着有机物的量为29.027~94.886 mg/g(DW),附着无机物的量为176.881~397.750 mg/g(DW),附着物总量为205.909~492.636 mg/g(DW).在菹草的快速生长期、稳定期和衰亡期,附着物的Chl.a含量、附着有机物量、附着无机物量和附着物总量均存在显著差异,均表现为衰亡期 >稳定期 >快速生长期,且在各营养盐浓度下均存在这一趋势.菹草衰亡期附着物的Chl.a含量、附着有机物量、附着无机物量和附着物总量分别为稳定期的1.046~1.826、1.046~1.638、1.029~1.858和1.106~1.717倍,为快速生长期的2.324~4.059、2.323~3.640、2.101~3.792和2.280~3.584倍.结果表明水体氮、磷负荷的增加促进了菹草茎叶附着物的生长和积累,加速了沉水植物衰亡.     

氮、磷等营养物质对低洼盐碱地鱼塘水质的影响

通过在实验围隔中添加不同浓度的氮、磷等营养物质,对黄淮海平原低洼盐碱地鱼塘中的水质变化情况进行了初步研究,结果表明：1）围隔水体中异养细菌数量的变动,与水体中氮、磷等营养物质的浓度及比例密切相关,尤其是水体中磷的浓度对异养细菌数量的影响更为显著。2）围隔水体中的氮、磷等营养浓度及比率,明显地影响着其中藻类的数量和生物量。在实验条件下,水体中磷对藻类生长的影响要大于氮对藻类生长的影响,水体中N：P比为10：1左右是比较适宜藻类生长的比例。3）围隔水体中氮、磷等营养盐的去除能力与其中藻类的生物量及水体中N：P的比率密切相关,当围隔水体中的N：P比为10：1左右时,围隔水体中的藻类生长最好,生物量增加最快,相应地其对TN、TP的去除率也是最高的。     

生物质炭对苦草(Vallisneria spiralis)种子萌发与生长的影响

为了探究生物质炭作为生长基质对水生植物种子萌发和生长的影响,选用典型沉水植物苦草(Vallisneria spiralis)作为受试植物,测定不同氮、磷营养盐浓度和不同粒径的生物质炭作用下对苦草种子萌发率、幼苗形态与生物量,同时分析水体中硝态氮、亚硝态氮、氨氮和正磷酸盐磷浓度变化过程.结果表明:生物质炭存在使水体中亚硝态氮浓度低于检测限,使水体正磷酸盐磷浓度上升至1.28~2.43 mg/L,为最高添加磷浓度的3.2~6.1倍,从而改变了苦草生长环境.小粒径生物质炭(0.25~0.5 mm)组中水体最终氨氮浓度(0.05 mg/L)远远低于大粒径生物质炭(1~2 mm)组中水体最终氨氮浓度(0.39~0.85 mg/L),即生物质炭粒径大小会影响水体最终营养盐浓度和氮素赋存形态.与大粒径生物质炭组和石英砂对照相比,小粒径组苦草种子萌发率明显升高,可达80%以上,并促进苦草幼苗生长.因此,小粒径生物质炭能提高苦草种子萌发和幼苗生长,在大型水生植物恢复工程中具有一定的应用前景.     

不同底质改良处理对三种挺水植物光合特性的影响

以巢湖水域三种优势挺水植物为材料,研究了不同底质处理下植物光合生理特性的差异.结果表明,三种挺水植物地上部生物量以香蒲最大,芦苇次之,菖蒲最小.香蒲的叶绿素a(Ch1.a)、叶绿素b( Chl.b)和类胡萝卜素(Car)含量、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率均显著大于芦苇和菖蒲,光合速率、Fv/Fm和ΦPSⅡ显著高于...     

水位埋深对菖蒲萌发和幼苗生长的影响

在直径35.5cm、深100cm的试验桶内装填厚度80cm的江沙,选择形态和节数一致的菖蒲根状茎栽种到桶内江沙中,调节并控制试验桶水位埋深,模拟研究湿地水位埋深变化对菖蒲萌发和幼苗生长的影响.为湿地生态系统保育和受损区域植被恢复提供理论依据.试验结果表明:(1)水位埋深对菖蒲萌发和幼苗生长有不同程度的影响,水位埋深为-60cm至-20cm条件下菖蒲皆能萌发,且随着水位埋深减小,萌发率降低.试验70d,-20cm试验组菖蒲萌发率达到90%,分别为-50cm和-60cm试验组的2.25和3倍.而0cm水位埋深条件下,菖蒲不萌发;(2)菖蒲幼苗叶长、叶宽和叶面积随水位埋深减小而减小.各试验组间差异极显著(P<0.01),叶片数量也随水位埋深减小而减小,-20cm和-40cm试验组极显著高于-50cm和-60cm试验组(P<0.01),且-60cm水位埋深严重影响菖蒲幼苗的存活,试验70d后菖蒲幼苗相继死亡;(3)随水位埋深减小,菖蒲幼苗叶片Ch1.a和Ch1.b含量下降,Ch1.a/b升高,类胡萝卜素(Car)含量升高,植物通过形态调节和减少色素含量来减少叶片对光能的捕获;(4)水位埋深过小导致的低土壤水分含量还使菖蒲幼苗叶片细胞膜脂过氧化加剧,细胞质膜透性迅速增大;(5)水位埋深影响菖蒲幼苗叶片快速光响应曲线,水位埋深越小,ETRmax和最小饱和光照强度越低,光响应能力越弱,     

潜流湿地中微生物对三峡库区微污染水净化效果的影响

为了探讨潜流湿地对三峡库区微污染河水的净化效果,在野外构建芦竹、菖蒲、空心菜和无植物(空白)水平潜流人工湿地,研究人工湿地系统中微生物基本菌群和功能菌群数量分布,探讨污染物去除与微生物菌群种类和数量的相关性.结果表明:实验湿地系统运行情况良好,植物湿地系统对各污染物指标的去除效果优于空白湿地系统;芦竹、菖蒲、空心菜和空白湿地系统的微生物数量均随温度的降低而减少,其中,植物湿地系统的微生物数量高于空白系统;各湿地系统的微生物数量与水质指标去除率之间的相关性较强,在夏季,不同人工湿地系统的细菌总数与CODMn的去除率之间存在着显著的正相关,真菌、亚硝酸细菌总数与铵氮去除率之间均存在着显著的正相关,在冬季,不同人工湿地系统的反硝化细菌总数与总氮去除率之间存在着显著的正相关.     

高效净化氮磷污水的湿地水生植物筛选与组合

抚仙湖流域未进行生态修复的磷矿废弃地面积142&#215;10^4m^2,对磷矿废弃地污染物流失量和区域内径流污染物含量进行调查观测,并提出磷矿废弃地水污染防治对策．富磷矿石剖面和堆土场在风化作用和降雨淋溶作用下,大量氟、磷等元素释放,造成磷矿区内地表径流和地下渗流污染结合实测的磷矿废弃地面积和土柱淋溶实验得到的污染物淋溶量,估算得到磷矿废弃地每年F和TP的淋溶流失量为60．65t／a和2734t／a,随地表径流迁移进入抚仙湖的F和TP分别为22．58t／a和7．27t／a由此可见,磷矿开采是抚仙湖的一个持久污染源,对湖泊营养化演变进程起了推动作用。     

不同水生植物对富营养化水体无机氮吸收动力学特征

采用浓度梯度法,研究了鸢尾(Iris louisiana)、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)、茭白(Zizania latifolia)和水芹(Oenanthe clecumbens)对硝态氮(NO₃^--N)和铵态氮(NH₄⁺-N)吸收动力学特征.结果表明:4种水生植物对水体NO₃^--N和NH₄⁺-N吸收可用Michaelis-Menten酶动力学方程描述,随溶液NO₃^--N和NH₄⁺-N浓度增加,植物吸收NO₃^--N和NH₄⁺-N速率增加,当溶液NO₃^--N和NH₄⁺-N浓度接近于2.0 mmol/L时,吸收速率增加趋缓;4种水生植物对NO₃^--N和NH₄⁺-N的V_max值大小为水芹 >茭白 >鸢尾 >狐尾藻,对NO₃^--N的K_m值大小为水芹 >鸢尾=茭白=狐尾藻,对NH₄⁺-N的K_m值大小为水芹 >狐尾藻 >茭白=鸢尾.根据吸收动力学参数(V_max,K_m)判断水芹适宜于净化NO₃^--N和NH₄⁺-N浓度较高的水体,茭白、鸢尾和狐尾藻适合净化NO₃^--N和NH₄⁺-N浓度较低水体;4种水生植物对NO₃^--N、NH₄⁺-N表现出不同的吸收偏好性,鸢尾吸收NO₃^--N的潜力大于吸收NH₄⁺-N的,但对NH₄⁺-N的亲和力大于NO₃^--N,表明能在NO₃^--N浓度较高环境中优先吸收NH₄⁺-N.狐尾藻和水芹对NO₃^--N和NH₄⁺-N能均衡吸收.茭白对NH₄⁺-N具有较高的吸收潜力与亲和力.     

高氮磷胁迫下菖蒲(Acorus calamus Linn.)通气组织和根系释氧的响应

以湿地植物菖蒲为研究对象,在水培条件下观察3个浓度梯度的氮磷污水(处理组1、2、3依次为N:40 mg/L、P:4 mg/L;N:80 mg/L、P:8 mg/L;N:120 mg/L、P:12 mg/L)对其胁迫后的根系释氧和通气组织的变化规律,研究发现高氮磷胁迫明显抑制菖蒲株高和根系长度的生长,减少植物根系数量;高氮磷胁迫还可以增加植物根系释氧量和促进根系通气组织形成,由于根系长度和数量的减少,处理组的根系释氧总量不及对照组;高氮磷胁迫不改变菖蒲根系释氧趋势,根尖最大,离根尖越远释氧越小.研究还发现,根尖释氧量大小和通气组织呈正相关,根基和根中部释氧量与通气组织关系不显著,说明植物通气组织的形式更有利于根尖释氧.     

Earth Surface Exchanges (ESEX) Commentary on ‘Plants as river system engineers’ by A. Gurnell. Earth Surface Processes and Landforms 39: 4–25, 2014. DOI 10.1002/esp.3397

In a review of the role of plants in river systems, Gurnell (2014) explains how living riparian vegetation can moderate and manipulate river environments by trapping sediment and promoting longer‐term stability. Although the review concentrates on perennial plants in the humid temperate zone, this commentary acts as a reminder that some plants in other kinds of fluvial environment do not act in this way. This is done by describing how Impatiens glandulifera (Himalayan Balsam), a highly invasive annual plant that is now found in many countries on three separate continents, may significantly increase soil erosion along riverbanks and the riparian zone of inland watercourses. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

东营凹陷古近系古湖盆演化与水化学场响应

采用人工配制污水为实验用水进行室内水培实验,研究10种人工湿地中常见水生植物对氨氮和总磷的同化吸收能力,筛选出净化效果好的植物,构建植物组合,以单一植物为对照,研究植物组合对于提高氨氮、总磷净化效果的作用．结果表明：不同植物对氨氮、总磷的去除能力差别较大千屈菜（Lythrum salicaria）、菖蒲（Acorus calamus）、美人蕉（Cannindica）、达香蒲（Typha davidiana）对氨氮净化效果较好,初始浓度2969mg／L、15d后,去除率966％、98．6％、877％、95．1％美人蕉、凤眼莲（Eichhornia crssipes）、干屈菜、石菖蒲（Acorus tartarinowii）对TP净化效果较好,初始浓度4．44mg／L、15d后,去除率99．0％、546％、69．9％、36．7％千屈菜与石菖蒲的组合能同时提高氨氮与总磷的净化效果;美人蕉与干屈菜的组合、菖蒲与美人蕉的组合、菖蒲与千屈菜的组合、美人蕉与石菖蒲的组合能提高总磷的净化效果组合实验结果表明,适当的水生植物组合能提高氨氮与总磷的净化效果。     

The Early Cretaceous coal‐forming plants of southern part of East Siberia and Russian Far East

For the first time the plants that gave rise to the Early Cretaceous coals of Transbaikalia (Khilok, Chita‐Ingoda, Bukachacha, and Turga‐Kharanor basins), Amur River region (Bureya Basin), and Primorye region (Razdolnaya River and Partizansk River basins) have been obtained. The plants that produced coals mainly belong to the ginkgoaleans (Pseudotorellia, Sphenobaiera, and Baierella), bennettites, and conifers having pinaceous, taxodiaceous, araucariaceous affinity, as well as extinct cheirolepidiaceous and miroviaceous plants. A parallel palynological study has identified a number of the same elements in addition to the cyatheaceous, gleicheniaceous, osmundaceous, and schizaeaceous ferns.     

滇池沉水植物生长过程对间隙水氮、磷时空变化的影响

2015年6-10月通过原位采集滇池沉水植物分布区和无植物对照区柱状沉积物间隙水,分析其溶解性总氮(DTN)和溶解性总磷(DTP)、溶解性无机氮(DIN)和溶解性无机磷(DIP)及溶解性有机氮(DON)和溶解性有机磷(DOP)浓度的时空变化,探讨沉水植物分布对间隙水氮、磷浓度、形态贡献及氮磷比的影响.结果表明:滇池沉水植物生长过程显著影响间隙水氮、磷浓度.与无植物对照区相比,沉水植物生长过程对间隙水氮浓度的削减主要发生在6、8月,而对间隙水磷浓度的削减主要发生在7月,反映了沉水植物对氮、磷两种元素的生物地球化学循环作用机制不同;间隙水氮形态贡献受季节性影响较大,6-7月以DON贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别达到61%和84%;而8-10月以DIN贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别为76%和75%;沉水植物分布区磷形态贡献随季节波动变化,沉水植物分布区以DOP贡献为主(63%),无植物对照区以DIP贡献为主(62%);沉水植物生长对沉积物间隙水各形态氮磷比影响显著.沉水植物生长显著增加间隙水DTN/DTP比,尤其是DIN/DIP比,相反降低DON/DOP比.沉水植物对间隙水氮、磷吸收及转化过程改变了沉积物氮、磷释放机制,从而影响上覆水氮、磷组成及氮磷比,很可能会影响到浮游植物生长及藻类水华过程,这对于湖泊水质管理具有重要意义.