淹水对菖蒲萌发及幼苗生长的影响

应用盆栽试验方法,研究了菖蒲在不同淹水深度下的萌发和幼苗生长.试验共设20、40、60、80、100和120 cm等6个处理,处理时间为86 d.结果表明:(1)不同淹水深度对菖蒲萌发和幼苗有不同程度的影响,在持续完全淹水条件下,菖蒲幼苗的萌发率仅为淹水20 cm条件下的1/3,幼苗的平均高度为淹水20 cm条件下的1/3左右;(2)菖蒲幼苗叶片长度、宽度、叶片面积和基茎随淹水深度增加而减小,叶片数量和叶片含水率随淹水深度增加而增大;(3)在试验的27 d、54 d、86 d,各淹水深度植物的根、茎、叶及总生物量都比淹水20 cm有不同程度的降低,并随淹水时间的延长,各淹水深度条件下的生物量差别增大.在不同淹水深度条件下,根、茎和叶生物量增量均表现为茎的最多,叶的次之,根的最少;(4)菖蒲幼苗在水深为100-120 cm的逆境条件下时,叶片细胞膜脂过氧化加剧,细胞质膜透性增加;(5)菖蒲幼苗叶片的叶绿素a、b含量和类胡萝卜素(Car)含量随淹水深度的增加而下降;(6)Fv/Fm、ETR、qP随淹水深度的增加而下降,长时间(54-86 d)完全淹水(水深100-120 cm)对菖蒲幼苗光合系统PSⅡ有显著影响,影响菖蒲幼苗PSⅡ的非循环光合电子传递速率,天线色素吸收的光能用于光化学电子传递的份额减少,参与CO2固定的电子减少;qN在54 d、86 d的都有不同程度的增加,菖蒲叶片PSⅡ系统没有遭到破坏.     

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...     

中华蚊母树(Distylium chinense)幼苗对秋、冬季淹水的生长及生理响应

为阐明三峡库区岸生植物中华蚊母树(Distylium chinense)幼苗对水淹的耐淹机理,通过设置对照组(CK)、半淹组(PF)、全淹组(CF)3个水淹处理,模拟库区消落带秋、冬季淹水情况,研究中华蚊母树幼苗在不同水淹时间和深度下的生长及生理生化特性.结果表明,淹水显著影响中华蚊母树幼苗的生物量,水淹150 d后,PF组植株和CF组植株根、茎、叶生物量均呈显著降低趋势,同时受水淹影响,植株根冠比也显著降低;中华蚊母树幼苗在水淹前90 d 2组水淹处理植株叶片丙二醛(MDA)含量均与CK组植株差异不显著,水淹120 d后,中华蚊母树幼苗叶片MDA含量显著增加,且随着水淹深度的增加而逐渐升高;可溶性蛋白在各水淹处理中的变化有所差异,水淹前60 d,淹水并没有影响CF组植株可溶性蛋白含量,但从水淹90 d开始,CF组植株可溶性蛋白含量有所上升,而PF组植株可溶性蛋白含量在整个淹水期间均与CK组植株差异不显著;2组水淹处理植株脯氨酸在水淹前期均显著上升,但自水淹90 d后逐渐下降至CK组水平;与MDA对水淹的响应一致,水淹前期PF组和CF组植株抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶)均没有出现明显影响,但水淹后期2组水淹处理植株抗氧化酶活性均显著升高;可溶性糖含量在不同水淹处理下有所差异,PF组植株叶片可溶性糖含量在整个淹水期间均与CK组植株差异不显著;而CF组植株叶片可溶性糖含量随着水淹时间的延长逐渐降低.研究证明,中华蚊母树幼苗生长及生理特性对秋、冬季水淹环境具有一定的调节能力,是中华蚊母树幼苗能够在库区消落带存活生长的一个重要原因.     

淹水条件下鄱阳湖3种湿地植物腐烂分解及其对水质的影响

大型通江湖泊水位不断变化,引起湖泊水域与洲滩湿地之间相互转化,造成湿地植物周期性淹没分解,影响水体营养物质循环和能量流动.本文以鄱阳湖典型湿地植物灰化薹草(Carex cinerascens)、蒌蒿(Artemisia selengensis和虉草(Phalaris arundinacea)为研究对象,通过为期69 d...     

附着生物对太湖常见的两种沉水植物快速光曲线的影响

在水草生长比较旺盛的季节(7-8月),以水草较丰富的贡湖湾作为采样区域,野外采样结合室内分析研究太湖常见的两种沉水植物马来眼子菜(Potamogeton malaianus)及穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)叶上的附着生物的生物量;利用脉冲振幅调制叶绿素荧光仪研究去除附着生物前后两种沉水植物的光合作用的变化.结果表明,马来眼子菜和穗花狐尾藻两种沉水植物上的附着生物的现存量存在显著的差异,附着生物群落中自养生物与异养生物的比值没有显著差异;两种沉水植物在去除附着生物前后的光合参数有显著的变化,光合作用效率、半饱和光强、最大电子传递速率增加.这表明附着生物降低了沉水植物光合作用.     

南黄海东南部冰后期泥质沉积物中磁性矿物的成岩变化及其对环境变化的响应

YSDP103孔位于南黄海东南部冷涡泥质沉积区, 0~29.79 m岩心代表约13 ka BP以来形成的陆架泥质沉积物, 其下段(A2段, 29.79~13.35 m)是在冰后期海侵直至全新世中期(约6 ka BP(14C测定))海平面达到最高这段时间内形成的, 而上段(A1段, 13.35~0 m)则是在冰后期海侵达到最高海平面之后伴随着黄海暖流的形成而出现的冷涡环境中沉积的. 笔者对YSDP103孔0~29.79 m岩心开展了详细的岩石磁学研究, 结果表明, 钻孔岩心的磁性组分主要是磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿, 除了最上部2.35 m外, 其磁性矿物遭受了还原成岩作用, 磁性矿物的含量和低矫顽力组分的比例都显著降低. 铁磁性硫化物(胶黄铁矿)存在于A2段, 但在A1段缺失, 表明了海洋环境条件对磁性矿物成岩过程的控制. 磁学参数在A1和A2段的界线处发生突变, 反映了环境条件和原始磁性组分的差异对成岩作用的共同影响. 在A2段磁学参数的高、低值层段交替出现, 可能反映在A2段沉积期间进入沉积区的碎屑磁性矿物在含量的多、少和/或粒度的粗、细上出现周期性变化.     

瞬变电磁法中两种关断电流对响应函数的影响及其应对策略

关断时间是影响瞬变电磁资料处理和解释质量的一个重要因素 ,也是衡量TEM仪器性能的一个关键参数。提出了一种直接数值校正方案 ,并通过对线性和指数关断电流的校正描述了该方案的实施过程。根据文中提出的方案 ,只要仪器记录了一次场的衰减曲线 ,就可以进行较为精确的校正 ,并不必要假设线性衰减或指数衰减 ,这一结论无论是对TEM的仪器设计还是数据处理都具有重要意义     

长春南湖芦苇(Phragmites australis)茎、叶植硅体随生长期和生境的变化特征

对于不同生长期、不同湿度条件下芦苇(Phragmites australis)茎、叶中多种类型植硅体含量变化的探讨,能够为植硅体形成机理研究和探讨植硅体对气候变化的响应提供理论依据.选取长春市南湖为实验样点,于5—10月在3种不同生境(旱生、季节性水生和水生生境)采集芦苇样品,并分别统计芦苇茎、叶植硅体形态和数量.实验结果显示:首先,茎、叶植硅体组合特征存在明显差异,茎中帽型及个体较大的尖型等植硅体多于叶中,而叶中硅化气孔含量明显高于茎中.其次,随着植株的生长,芦苇茎中硅化气孔含量先增加后减少,鞍型植硅体含量变化较小而帽型植硅体含量先减少后增加,棒型植硅体含量逐渐增加、尖型植硅体含量先增加后减少;芦苇叶中硅化气孔含量持续增加,鞍型、帽型等短细胞植硅体含量下降,尖型、扇型等个体较大的植硅体含量逐渐增加.最后,不同植硅体类型的含量在3种生境中的变化情况较为复杂,茎中植硅体的数量变化没有明显规律,而芦苇叶中硅化气孔含量由旱生生境向水生生境逐渐增加,可见叶中硅化气孔含量的增加可以指示相对湿润的生境条件.总之,芦苇茎、叶内不同类型植硅体的数量对植株生长及不同湿度环境有不同程度的响应,对芦苇植硅体的研究也有助于理解湿生植物植硅体与环境因子的关系,进而为探讨植硅体对古环境、古气候的响应提供理论基础.     

基质类型对耳萝卜螺(Radix auricularia)-苦草(Vallisneria spiralis)牧食关系的影响

沉水植物和螺类都是水生生态系统的重要组成部分,两者的牧食关系也是水生食物网中重要的一环,而不同的基质类型可能会影响两者的生长和改变沉水植物对螺类牧食的防御策略.以耳萝卜螺（Radix auricularia）和苦草（Vallisneria spiralis）为对象,研究基质类型、螺类牧食对沉水植物的生长及防御策略的影响,以及基质类型及沉水植物对螺类生长和生理特征的影响.研究发现,螺类牧食和基质类型对苦草生长和元素特征具有显著的影响,存在螺类牧食时,泥沙基质和沙基质苦草的相对生长速率显著降低,泥沙、沙和泥基质苦草地上生物量分别减少了67.74%、58.58%和17.84%,根冠比分别升高了177.51%、217.23%和1.44%;且泥沙基质中苦草的叶片数显著低于无牧食组.不同基质类型下,牧食对苦草总碳含量无显著影响,但泥和泥沙组中,螺类牧食使苦草的总氮含量均显著降低,碳氮比均显著升高;沙基质下,螺类牧食使苦草总酚含量显著降低.基质类型对螺类的形态特征（除壳宽外）、生长及元素含量均无显著影响.总体来看,基质类型对耳萝卜螺牧食和苦草防御策略具有一定程度的影响,但对螺类的生长及元素特征基本无影响.本研究可以为牧食理论的研究提供基础数据支持,也可为沉水植被恢复、水生生态系统稳定提供参考,但基质类型对螺草牧食关系的长期影响,仍需进一步深入研究.     

冬、春季芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)的腐解过程及其对水质的影响

水生植物修复已经成为水体富营养化修复的重要手段,但其周期性的衰亡也给水体带来不容忽视的负效应.以府河流域丘陵地带农业区小水系自然生长的芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)为研究对象,通过模拟实验,研究其冬季和春季腐烂分解过程的差异以及对水体营养盐水平的影响.结果表明,2种挺水植物的剩余干物质量整体上都呈现先快速下降再缓慢下降的趋势,芦苇和狭叶香蒲春季的分解速率分别为0.0251和0.0169 d~(-1),分别明显高于冬季分解速率(0.0027和0.0052 d~(-1));且腐烂分解速率与植物初始氮磷含量和氮磷比都有一定相关性.2种植物在冬季和春季磷的矿化速率都明显高于氮的矿化速率.实验水体的总氮和总磷浓度在腐解过程呈现初期迅速上升、中期迅速下降、后期缓慢下降的趋势.总体来看,芦苇和狭叶香蒲的腐烂分解受季节和初始氮磷浓度的影响较大,芦苇反应较香蒲更敏感且对水质的影响具有时效性.     

滇池水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)对低氮的生理响应

通过对分离的滇池北部海埂湾春季蓝藻水华时期的两株水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)进行研究,探讨了滇池水华束丝藻在低浓度硝酸盐下的生长特征,以及无氮条件下藻丝异形胞的诱导分化过程与固氮能力.实验结果表明:两株水华束丝藻在各浓度硝酸盐中均能够生长,并且生物量能够增加到较高水平.硝态氮浓度高时水华束丝藻的生物量也较高,但是硝酸盐浓度超过0.5 mg/L时,各组生物量无显著性差异.无氮BG-11培养基培养条件下,水华束丝藻可以快速分化形成异形胞,含有异形胞的藻丝比例在3 d以后即可达50%左右,最高可以达72%,之后开始下降,但是仍能维持较高比例.水华束丝藻在无氮条件下通过异形胞固定的氮元素从第7 d开始逐渐增加,在生长43 d后,培养基中增加的氮浓度接近30 mg/L.     

太湖和巢湖中微囊藻(Microcystis)与长孢藻(Dolichospermum)的长时序变化及其驱动因子

随着我国湖泊治理力度的加大,太湖和巢湖的营养盐水平,特别是氮水平近年来明显下降,如2007年以后太湖总氮和近年来巢湖的氨氮水平都呈现下降趋势,但是2个湖泊水华蓝藻的优势种却向相反的方向演化,太湖的长孢藻(Dolichospermum)比例在增加,而巢湖的长孢藻比例却在降低,为阐明这种变化过程和驱动因素,本研究利用太湖(19932015年)和巢湖(2012 2018年)的历史数据分析了2个湖泊中的水华蓝藻——微囊藻(Microcystis)和长孢藻生物量的历史变化过程,并结合营养盐数据分析了影响2种水华蓝藻变动的驱动因素.结果显示:太湖和巢湖的微囊藻生物量多年来始终保持高位波动,近年来均有升高的趋势,这与2个湖泊磷的高位波动具有明显的相关性,磷是决定微囊藻生物量长尺度变化的主要驱动因素;太湖的长孢藻生物量呈现较大波动变化,2007年以后明显升高,巢湖的长孢藻生物量则明显下降,氮与长孢藻生物量呈现负相关关系,而且这种负相关仅在低磷浓度时具有显著性.微囊藻生物量对磷浓度变化敏感的正反馈响应是其水华形成的重要机制之一,在高温高磷条件下,微囊藻可以快速繁殖,并竞争性排除长孢藻,从而形成优势;而长孢藻可以通过温度生态位和固氮两种方式占据优势,在氮浓度相对较低,且温度低于微囊藻形成水华的温度范围时,长孢藻可以依靠温度生态位的优势形成水华,而在氮限制的条件下,即使在夏季高温时,长孢藻依然可以利用固氮作用形成水华,但是关键的温度阈值和开始固氮的氮浓度阈值仍不清楚.基于2种水华蓝藻对营养盐变化响应的差异,建议在进行蓝藻水华治理、污染削减过程中,应针对不同水华蓝藻的特性进行分时段分类别的营养盐控制策略.     

鄱阳湖阻隔湖泊沉积物中溞属枝角类卵鞍密度的长期变化及其与营养盐的关系:以军山湖为例

本文研究了典型的鄱阳湖阻隔湖泊——军山湖沉积物(0~36 cm)中溞属枝角类卵鞍密度的长期变化.1~#和2~#采样点36 cm沉积层对应的年代分别为1839和1857年.1958年前,军山湖沉积物的沉积速率呈现较高的水平,而1959年建坝后的沉积速率明显减小.1958年前,军山湖沉积物中总氮和总磷含量相对稳定,但建坝后总氮含量呈现明显增加的趋势.在军山湖沉积物中,鉴定出中华拟同形溞(Daphnia similoides sinensis)、盔形溞(D.galeata)和蚤状溞(D.pulex)的卵鞍.1~#和2~#沉积柱中3种溞属种类总卵鞍和含休眠卵卵鞍的累积速率和密度呈现较一致的变化.1958年前,3种溞属种类总卵鞍和含休眠卵卵鞍的累积速率和密度均处于较低水平(1~#沉积柱:0~1.51×10~3ind./(m~2·a)和0~0.63 ind./(g·dw);2~#沉积柱:0~0.70×10~3ind./(m~2·a)和0~0.22 ind./(g·dw));1959年建坝后,10~1 cm的沉积层中3种溞属种类总卵鞍和含休眠卵卵鞍的累积速率和密度呈现逐步增加的趋势,尤其是在3~1 cm(2009-2015年)的沉积层.Pearson相关性显示,军山湖1~#沉积柱中的总氮含量与3种溞属种类的总卵鞍和含休眠卵卵鞍的累积速率之间均存在极显著相关性.2~#沉积柱中的总氮和总磷含量均与3种溞属种类总卵鞍的累积速率之间存在显著相关性.2~#沉积柱的总氮和总磷含量还与中华拟同形溞的含休眠卵卵鞍的累积速率之间均存在显著相关性.结果表明,沉积物中营养盐含量和溞属种类卵鞍(或休眠卵)的长期变化能够反映湖泊富营养化和溞属种群的历史演变过程.     

Copper- and iron-induced injuries in roots and rhizomes of reed (Phragmites australis)

About 1 mg/g dw Cu²⁺ and 8 mg/g dw Fe²⁺ were found in roots of reed plants when fed with heavy metal concentrations of 100 μM Cu²⁺ and 10 mM Fe²⁺ under hypoxia. Roots seemed to act as a kind of filter since the amounts in rhizomes were only 0.06 mg Cu²⁺/g dw and 2 mg Fe²⁺/g dw. Increased contents of both ions reduced posthypoxic respiration capacity by 40–50% and also the sum of adenylates (ATP, ADP, AMP) by the same order of magnitude, although energy charge values remained above 0.85 in Cu²⁺ and 0.79 in Fe²⁺ treatments. Energy metabolism of rhizomes was not affected. Copper and iron contents of roots as well as of rhizomes were high enough to induce oxidative stress when roots were fed with 40 μM Cu²⁺ and 1 mM Fe²⁺, respectively.From our results we conclude that increased, but environmentally attainable, amounts of copper and reduced iron ions disturb root energy metabolism, and therefore root functioning and development. Latent injuries, based on oxidative stress, may be harmful for roots and rhizomes under long term exposure.     

重污染底泥对苦草（Vallisneria natans）和黑藻（Hydrilla verticillata）繁殖体萌发及幼苗生长的影响

为探究重污染底泥对沉水植物繁殖体萌发和幼苗生长影响,以苦草（Vallisneria natans）种子和黑藻（Hydrilla verticillata）冬芽为研究对象,以轻污染底泥为对照组,通过室内模拟实验研究了重污染底泥对两种繁殖体萌发和幼苗生长、生理特性的影响。实验结果表明,与轻污染底泥相比,重污染底泥对苦草种子萌发和幼苗生长无显著影响。黑藻冬芽萌发和幼苗地上部生物量在两组间没有显著差异,但重污染底泥组幼苗的地下部生物量显著高于轻污染底泥组,其地上部和地下部生物量比值由7.06±0.38下降至2.97±0.08。此外,苦草和黑藻幼苗受到重污染底泥胁迫表现出不同的生理响应。苦草幼苗叶片的类胡萝卜素含量显著减少,可溶性糖和蛋白含量分别降低11.56%、24.10%,根系活力也明显受到抑制,仅为（34.93±3.28） mg/（g·h）;黑藻幼苗生理响应与苦草略有不同,其叶片的叶绿素a、b含量显著增加,根系活力降低44.29%,可溶性糖和蛋白含量在轻污染组和重污染组之间无显著差异。由此可见,重污染底泥对苦草种子和黑藻冬芽的萌发影响不显著,但会明显影响幼苗的生长发育和生理特性,研究结果为...     

水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)生长周期中腐殖酸的释放特性

由于严重的水体富营养化,太湖长期暴发蓝藻水华,这些蓝藻在代谢及消亡过程中大量释放包括腐植酸在内的有机物,不仅影响供水水质,并且进一步加重了水华程度.以太湖水华优势藻种——水华微囊藻(Microcystis flos-aquae T34)为研究对象,对藻株生长周期中的藻细胞、浮游细菌进行计数,并使用TOC仪与三维荧光光谱对培养液中提取的腐殖酸进行定量与定性分析,探究水华微囊藻在生长过程中藻细胞密度、浮游细菌密度与腐殖酸浓度的变化规律.结果表明,培养液中腐殖酸浓度的变化趋势与细菌数量变化趋势一致,但与细菌数量曲线拐点相比,腐殖酸浓度曲线拐点出现两周的延迟.腐殖酸产量在藻细胞对数期较低,当水华微囊藻进入稳定期与衰亡期后,腐殖酸大量产生,其浓度迅速增加,最高可达到28.6 mg/L.根据三维荧光光谱分析,水华微囊藻所产生的腐殖酸特征峰出现在(235~245 nm)/(380~425 nm),属于类富里酸荧光峰.本研究初步探究蓝藻与水体腐殖酸之间的关系,为水体腐殖酸来源的研究提供了新的思路.     

盐度对芦苇(Phragmites australis)表流湿地除氮效果的影响

利用芦苇湿地去除农业污水中的氮是博斯腾湖流域控制富营养化的重要手段.但是,污水中的盐分往往会抑制芦苇(Phragmites australis)湿地的除氮效果.为了探索不同盐度对芦苇湿地脱氮效果的影响和机制,研究4个不同的盐度梯度(淡水、2‰、5‰和10‰)对芦苇表流湿地中氮去除的影响,测定不同盐度下湿地表层(0~10.0 cm)和下层土壤(10.0~20.0 cm)中硝化、反硝化作用强度的变化.结果表明,盐度上升显著降低了湿地氮的去除率,但是不同离子形态的氮变化趋势并不一致.5‰和10‰盐度下的芦苇湿地中总氮、铵态氮去除率分别下降了9.03%、31.80%和23.10%、39.20%,亚硝态氮累积率分别上升了190%、690%,而硝态氮并未发生明显变化.相对于参与反硝化作用的菌群,盐度对参与硝化作用菌群的抑制作用更强是产生此现象的主要原因.除此之外,盐度升高导致植物根系泌氧减少也是土壤中的硝化作用强度降低的重要原因之一.