浮游绿藻对沉水植物苦草生长的抑制作用

浮游植物大量生长引起的遮光通常被认为是导致富营养湖泊中沉水植物的衰退的主要原因,但是藻类对沉水植物的竞争抑制作用还包括化感作用和无机碳竞争等重要方面,它们可能产生很大影响.为了验证这一观点,本文测定了除遮光以外浮游植物对沉水植物的抑制作用.在相似遮光下(10%-33%),对比研究了不同遮光方式(黑塑料网的物理遮光/浮游绿藻的生物遮光)对苦草(Vallisneria natans)生长和光合作用的影响.结果表明在遮阳网作用下苦草的生长指标(叶数、叶长、叶片叶绿素含量和生物量)和净光合速率都显著高于浮游绿藻作用下苦草,且后一种处理下苦草叶片上端有腐烂现象.由此可见,浮游绿藻对沉水植物生长除了通过遮光抑制生长外,还有较遮光更加严重的抑制作用.这可能是由于浮游绿藻通过化感作用和对可利用光合有效辐射光能和溶解无机碳的竞争优势抑制了苦草的光合作用.     

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.     

低氧化还原电位对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的抑制及恢复的影响

在实验室光照黑暗交替培养下,用半胱氨酸下调黑暗起始时的氧化还原电位(ORP),研究低电位对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa FACHB 469)生长的影响,并探索低电位胁迫消除后铜绿微囊藻生长的恢复潜力.结果表明,在-50～-100 mV范围内水体ORP越低,其对铜绿微囊藻生长的抑制作用越强.低ORP可抑制铜绿微囊藻对磷的吸收,且这种抑制程度与电位变化无关.-50～-75 mV的电位对铜绿微囊藻SOD酶活性有促进作用,而-90～-100 mV电位明显抑制SOD酶活.当低ORP胁迫消除后,铜绿微囊藻能够恢复至最初的生长状态,同时伴随含磷量的提高和SOD酶活的恢复,-50～-75 mV电位胁迫对藻消除胁迫后的生长更有促进作用.因此,低ORP对铜绿微囊藻的生长会产生不利影响,但是该影响是可逆的.     

沉水植物苦草(Vallisneria natans)对多环芳烃污染沉积物的修复作用

沉水植物是浅水湖泊生态系统的关键种群,对水环境质量及水生生态系统结构有重要影响.以东太湖大水港和湖湾区2个典型的具有不同污染程度的沉水植物苦草(Vallisneria natans)生长区域为研究对象,考察苦草对多环芳烃(PAHs)的修复效果.结果表明,经过34 d植物修复试验,重度污染的东太湖大水港沉积物中PAHs的去除率为62%,沉积物中PAHs降解速率为0.024 d-1;而中度污染的东太湖湖湾区沉积物的PAHs去除率为42%,其降解速率为0.015 d~(-1).种植苦草的沉积物中PAHs的降解速率是未种植苦草的降解速率的2~3倍.苦草对沉积物中高分子量PAHs的修复效果尤为显著.因此,苦草可以有效地用于PAHs污染沉积物的修复,尤其是在重污染和高分子量PAHs污染沉积物中,苦草的修复作用更加明显.     

直流电场对沉水植物苦草(Vallisneria natans)生长的影响

沉水植物对维持湖泊生态系统平衡有重要作用,广泛应用在水体和沉积物污染修复领域.利用电场强化沉水植物修复过程是一种新的植物修复强化方法.本文研究了不同电压强度作用下沉水植物苦草的生长和生理响应,以期为应用电场强化沉水植物修复过程提供依据.结果表明:0.2~1.0 V电压可以促进苦草生长,而1.5~3.0 V电压则会抑制其生长.其中,0.5 V电压对苦草生长的促进效果最明显,生物量、平均株高、平均叶长、根尖数、新芽数和总叶绿素含量都比对照组显著增加;而3.0 V电压处理组的苦草在实验结束时出现萎蔫和凋亡,与对照组相比,叶绿素含量显著降低,丙二醛含量则极显著增加,表明苦草生长受到严重胁迫.系统上覆水的温度在不同处理组之间没有显著变化,上覆水的p H值在电压为1.0、1.5和3.0 V时显著下降,最终接近中性,上覆水的溶解氧浓度只在3.0 V电压处理组时表现显著下降;沉积物表层5 cm处的氧化还原电位随着电压增大显著下降,最终对苦草的生长形成胁迫.因此,本实验的结论是:0.2~1.0 V电压有助于沉水植物苦草的生长和强化植物修复过程,而1.5~3.0 V电压会破坏苦草组织,同时导致苦草生境变差,不利于沉水植物苦草的生长.     

中等实验规模下不同营养环境对苦草(Vallisneria natans)生长的影响

本实验分别选用武汉东湖中营养和富营养湖区的湖水和底泥,并在水柱中添加氮或磷以设置高营养、中营养、中营养添加磷、中营养添加氮等四种营养环境.测定这四种营养条件下栽培苦草(Vallisneria natans)的生长和生化指标变化,探讨不同营养环境对苦草生长的影响机制.实验结果表明,苦草的生物量、叶数和新芽数等生长指标在中营养环境最高,中营养环境添加磷次之,中营养环境添加氮较低,在高营养环境最低;苦草可溶性糖和游离氨基酸含量在高营养环境中最高,在中营养环境、中营养环境添加磷和中营养环境添加氮等处理间没有明显差异.结果分析表明,高营养环境影响苦草的碳氮代谢水平并抑制苦草生长,这可能是由于苦草过量富集高营养环境中的氮素造成的;中营养环境中氮的升高会在一定程度上抑制苦草的生长,而磷的升高对苦草生长没有明显抑制作用.     

苦草(Vallisneria spiralis)释放的酚酸类物质对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的化感作用

采用广谱性固相萃取小柱富集以10 g( FW)/L的密度培养三天后的苦草(Vallisneria spiralis)种植水,不同溶剂洗脱得到的各组分对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长表现出不同程度的抑制,其中甲醇洗脱组分抑藻活性最强.去除该组分中的酚酸后,其抑藻活性下降了22.8％,表明...     

不同水深条件下沉水植物苦草（Vallisneria natans）的形态响应和生长策略

苦草(Vallisneria natans)为我国常见的沉水植物之一,目前对水生态修复工程后苦草种群生长策略尚缺乏深入了解.以水生态修复工程1年后的苦草种群为研究对象,探讨水深对苦草叶片、匍匐茎、块茎等形态特征和苦草株数、匍匐茎数以及生物量等种群参数的影响,并分析水深胁迫下苦草的生长策略.结果表明,随着水深增加,尽管苦草单位面积株数和单位面积匍匐茎数均显著降低,但叶片长度、叶片宽度、叶片厚度、叶面积、匍匐茎长度、匍匐茎粗和块茎粗随水深显著增加,因而,苦草地上生物量也显著增加.其中,叶片长度和叶面积变异较大,对水深变化敏感,而叶片宽度、叶片厚度、匍匐茎长度、匍匐茎粗和块茎粗变异不大,对水深变化敏感程度低.在低光照胁迫下,苦草在亲株生长和子株输出之间存在权衡,一方面通过增加叶片投资保障亲株的资源利用效率,一方面通过降低亲株密度保障子株生长发育,从而实现种群空间生态位扩展和持续更新.在水生态修复工程中,考虑苦草的种群更新能力和施工的可操作性,在透明度为1.0~1.5m的条件下,苦草的适宜种植水深为0.5~1.0 m.     

水深梯度对苦草(Vallisneria natans)克隆生长与觅食行为的影响

为了解水深梯度对苦草克隆生长与觅食行为的影响,通过大型原位浮台实验,将苦草幼苗盆栽后悬挂在不同水深(1.0、2.5、4.0、5.5、7.0 m)下培养,比较其生物量、无性系分株数、出芽数、株高、最大根长和匍匐茎总长的变化,并且评估了植株生物量对这些性状的影响.研究结果表明,随水深的增加苦草的生物量、无性系分株数、出芽数、最大根长、匍匐茎总长均显著降低,而株高随水深梯度呈先增加后降低的趋势.植株生物量仅对出芽数没有显著影响.水深梯度与植株生物量的交互作用仅对无性系分株数和匍匐茎总长有显著影响,而对其他性状没有显著影响,说明这两个性状对水深的响应受到个体发育的影响.     

水深对沉水植物苦草(Vallisneria natans)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)生长的影响

水深是影响浅水湖泊沉水植物生长的主要因素之一.莲座型苦草（Vallisneria natans）和冠层型穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）是我国长江中下游浅水湖泊中常见的沉水植物种类,二者在形态特征上具有较大的差异.在自然水体中,水深变化对这两种植物的生长以及竞争格局的影响还有待研究.本文设计了3个水深梯度（水深0.5、1.5、2.5 m）,探讨混栽条件下苦草和穗花狐尾藻生长和竞争格局对水深变化的响应.结果显示在实验系统内,中水深（1.5 m）处理组对两种植物的生长均最有利,表现为两种植物的相对生长率和生物量均最高.低水深（0.5 m）处理组苦草的生物量和相对生长率均显著低于高水深（2.5 m）处理组;穗花狐尾藻则相反,高水深对其生长的抑制作用更大.2种沉水植物在高水深胁迫时均表现出地上部分（叶长或茎长）增加,地下部分（根长）减少的形态响应特征.此外,随着水深由高到低,苦草与穗花狐尾藻生物量之比逐渐减小,表明苦草在两种植物中的竞争优势逐渐降低.研究表明湖泊水深变化不仅能够影响沉水植物的丰度,同时还可能会影响沉水植物的群落结构,而在我国浅水湖泊的生态修复实践中,在通过水位调控恢复沉水植物时,调控范围应考虑目标植物（如苦草）的光合特征.     

Effect of substrate grain size on the growth and morphology of the submersed macrophyte Vallisneria natans L.

Experiments were conducted to investigate the growth and morphology of the submersed macrophyte Vallisneria natans in relation to seven substrate types. The study also aims to evaluate the influence of the grain size of the aquatic substrate on the submersed macrophyte. The results show that growth, morphology and biomass accumulation of V. natans were significantly affected by the physical properties of the growth substrate. Compared with V. natans grown in pebble and gravel substrates, V. natans grown in silt and clay substrates had greater height, more ramets and leaves, as well as greater biomass accumulation. No significant differences in biomass allocation patterns were found among the different experimental treatments. The total porosity and dry bulk density of the growth substrate strongly influence plant traits. Substantial positive correlations were observed between total porosity and height and total biomass. Also, negative correlations were observed between dry bulk density and height, number of ramets, total biomass and lacunal volume. These results indicate that at high concentrations of water-column nutrients, V. natans responds to different physical properties of the growth substrate by changing growth and biomass accumulation strategies, rather than by changing biomass allocation patterns. Compared with V. natans grown in substrates with larger grain sizes, V. natans appeared well-adapted to substrates with smaller grain sizes. Thus, the physical properties of the growth substrate could be important in determining submersed macrophyte colonization and distribution in shallow eutrophic lakes. This information may be useful in managing shallow eutrophic lakes wherein rooted submersed macrophytes are declining.