苏北溱湖芦苇和芦苇+香蒲群落中植物对湿地土壤N、P的固持效果

湿地土壤是湿地生态系统固持氮(N)、磷(P)的重要库,水生高等植物在湿地土壤固持N、P过程中起到了非常重要的作用.本研究采用室外取样与室内实验结合的方法,对溱湖湿地两种主要湿地类型(芦苇(Phragmites australis)群落和芦苇+香蒲(Typha latifolia)群落)影响湿地土壤N、P固持过程的规律展开研究.分析了芦苇、香蒲各器官生物量和总氮(TN)、总磷(TP)含量及储量对于土壤各土层TN和TP含量的影响.结果显示:(1)溱湖湿地对于水体TN和TP有一定的削减作用,且对TN的削减作用更大;(2)芦苇可以增强湿地土壤(30 cm以下的土层)富集N的效率,并且芦苇+香蒲群落中土壤固N效率更高,芦苇植株内TN和TP储量都是根茎叶穗,而香蒲则是根穗茎叶;(3)芦苇和香蒲茎、叶器官的TN和TP含量在夏季均显著高于其他几个季节,尤其是芦苇茎的TN含量在夏季高出其他几个季节70%~84%,而TP含量甚至高出其他几个季节81%~92%;(4)芦苇、香蒲对于P贫瘠的响应机制不同,导致芦苇会消耗土壤P,而香蒲的介入可以抵消这一消耗过程.因此,芦苇+香蒲的植物配置模式可以提高湿地土壤固持N、P的综合效率.     

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...     

湿地植物种类和生长方式对根际酞酸酯及其单酯代谢物分布特征的影响

选取天津大学校内两个相邻的小型湖泊(青年湖和爱晚湖)为研究对象,研究了湿地植物种类(芦苇和香蒲)和生长方式(单生和混生)对根际酞酸酯(PAEs)及其单酯代谢物(PAMs)分布特征的影响.结果显示:几乎所有的样品中都能检测到酞酸丁二酯(DBP)和酞酸二异辛酯(DEHP)及其单酯代谢物(MBP和MEHP),并且DBP和DEHP的浓度比相应的单酯代谢物高1～2个数量级;沉积物和根样品中DEHP的浓度高于DBP;芦苇和香蒲根对DEHP的富集系数(RCF)大于DBP.当芦苇和香蒲单生时(即青年湖),芦苇根际沉积物中DBP和DEHP浓度≤香蒲根际沉积物的浓度,并且芦苇根的RCF值也小于香蒲.当芦苇和香蒲混生时(即爱晚湖),芦苇根际沉积物中DBP和DEHP浓度<香蒲根际沉积物的浓度,而芦苇根的RCF值≥香蒲根的RCF值,与青年湖中不同.青年湖香蒲根际沉积物中DBP和DEHP的浓度小于爱晚湖,而香蒲根的RCF值与此刚好相反.芦苇根对这两种PAEs的富集没有这种关系,可能是由于这两个湖中芦苇的生长状况不同,与香蒲混生时,芦苇的生长受到抑制.对PAEs的单酯代谢产物分析发现,沉积物中MBP/DBP>MEHP/DEHP.MEHP在根中的浓度多数情况高于MBP,表明MEHP比MBP具有较强的根富集能力.同种植物单生时,根中PAM浓度均≥混生.     

移栽胁迫对3种湿地植物的影响

湿地植物的移栽是人工湿地修复的主要组成部分,移栽期间,植物从起苗、运输到栽植时间的长短等都直接影响到湿地植物移栽后的成活率和生长状况。以南四湖人工湿地中芦竹(Arundo donax)、芦苇(Phragmites communis)和香蒲(Typha latifolia)为研究对象,研究了移栽胁迫在起苗后24h内对3种植物的影响。结果表明:起苗后,芦苇的生物量和叶绿素含量下降速率最小,芦竹的叶绿素含量下降最快;叶绿素荧光方面,芦竹光合系统Ⅱ(PSⅡ)的潜在活性(Fv/Fo)和潜在最大光合能力(Y)最大,光保护能力(NPQ)也最强;香蒲的实际光合效率(Φ_(PSⅡ))最大;3种湿地植物的光化学淬灭(qP)、光保护能力和实际光合效率在5h左右即降至最低,而潜在最大光合能力下降至22h后达到稳定的较低值;芦苇的Φ_(PSⅡ)、Y、qP、NPQ和香蒲的Φ_(PSⅡ)、qP均与叶绿素含量的减少呈极显著的正相关关系(P0.01)。以上结果表明,移栽胁迫对3种湿地植物产生了严重的影响,且影响程度为芦苇香蒲芦竹,起苗后栽植时间分别不宜超过4-6h、6-8h和14-16h,以保证移栽后的植物成活率和正常生长。     

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)对新鲜和不同分解腐烂程度的沉水植物摄食选择性研究

原产美国南部和墨西哥东北部的克氏原螯虾是目前全球入侵最广的小龙虾,也是对淡水生态系统最具破坏性的物种之一,其对栖息地沉水植物的现存量构成严重威胁,然而目前对克氏原螯虾摄食沉水植物的机制还知之甚少.本文选择6种沉水植物,研究克氏原螯虾对浅水湖泊常见的沉水植物穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、密刺苦草(Vallisneria denseserrulata)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、菹草(Potamogeton crispus L.)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)的新鲜植株和分解腐烂后的植株的摄食偏好及原因,结果表明克氏原螯虾对沉水植物新鲜植株选择逗留偏好为:最偏爱逗留在轮叶黑藻区,在穗花狐尾藻、密刺苦草和马来眼子菜3种植株区逗留频次无区别,而在金鱼藻区逗留频次显著最低,6种植物湿重减少量与逗留偏好趋势相似;相对各新鲜植株,克氏原螯虾均更喜欢逗留在分解腐烂8 d或12 d后的植物碎屑区域,相应分解腐烂8 d或12 d植物湿重降低量也显著更高.6种植物新鲜植株总酚类含量均显著高于分解腐烂后的植株,其中穗花狐尾藻新鲜和分解腐烂后的植株的总酚类含量始终显著高于其他5种植物.结合植物总酚类指标和摄食偏好结果,表明克氏原螯虾对沉水植物的摄食具有选择性,相对新鲜植物更喜摄食腐烂后的碎屑,总酚类不是影响其选择的关键因子.     

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.     

富营养化浅水湖泊生态修复中背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对水质改善的影响

滤水速率的快慢是决定滤食性河蚌对水质改善与否的关键,但受蚌龄大小、食物多少和季节变化的影响.以背角无齿蚌（Anodonta woodiana）为研究对象,设置幼龄蚌组、成年蚌组和无蚌对照组,在惠州西湖生态修复后的清水态和未修复的富营养化水体同时进行中型系统原位实验,测定了各处理组水层中氮、磷、总悬浮物（TSS）浓度和浮游藻类生物量（用叶绿素a（Chl.a）浓度表示）的季节变化,以研究蚌龄、食物和季节变化对背角无齿蚌水质改善的影响.结果表明,与对照组相比,背角无齿蚌提高了清水态水体总磷（TP）和铵态氮浓度,但对总氮（TN）、TSS和浮游藻类Chl.a浓度的影响不显著,表明其不能有效改善清水态水体水质;富营养化水体中,背角无齿蚌虽对水中TN浓度影响不显著,但显著降低了TP浓度、浮游藻类Chl.a浓度和TSS浓度;表明背角无齿蚌可改善富营养化水体水质;且富营养化水体中幼龄蚌的滤水速率显著高于成年蚌;幼龄蚌的滤水速率春季最大（0.132±0.018 L/（g·h））,夏季最小.因此,在富营养化水体修复前期,可通过放养本地滤食性河蚌,如背角无齿蚌,以改善水质,春季放养幼龄蚌更佳,为接下来的修复创造有利条件;而在生态修复后期的清水态水体中,单独的河蚌对水质改善效果不明显.本研究可为水生态系统保护和富营养化水体生态修复提供参考.     

鄱阳湖湿地溶解性有机质的光化学属性对水体光活性中间体(PPRIs)季节性变化的影响

湿地的水文和水化学在时空尺度上会呈现显著差异,进而会引发光化学反应的变化,光活性中间体(PPRIs)是水体间接光反应的产物,具有极强的氧化性,对水环境中有机物和污染物的归驱具有重要的影响,因此迫切需要探究湿地中PPRIs的产生过程。本研究通过捕获剂法监测了鄱阳湖湿地4个季节水体中3种PPRIs(¹O₂、·OH及³CDOM^*)的产生速率和稳态浓度的变化,并通过紫外吸收光谱、三维荧光光谱、以及傅立叶变换离子回旋共振质谱等技术对水体中可溶性有机质(DOM)组分的化学特征进行分析,揭示了鄱阳湖湿地不同季节水体中的DOM的光化学反应特性及与PPRIs产生的相关性。结果发现:鄱阳湖夏季和秋季水体的pH值、溶解有机碳(DOC)浓度较高,相反,硝酸盐、亚硝酸盐浓度在夏季和秋季较低。夏季和秋季的DOM中芳香族化合物丰度较高,并且木质素丰度明显高于冬季和春季。不同季节鄱阳湖水体有色可溶性有机物产生能力依次为秋季>夏季>冬季>春季。夏季和秋季水体中¹O₂和·OH产生速率和稳态浓度显著高于春季和冬季水体。pH、DOC、E2/E3、脂类、蛋白类及木质素类与PPRIs产生速率展现出了良好的正相关关系,尤其是其中的DOC与木质素类组分;另外在三维荧光指标结果中,荧光指数(FI)和新鲜度指数(β/α)与PPRIs呈现负相关关系,证明FI值越低即DOM陆源性越高、非新生DOM比例越高,则PPRIs产生速率越高。综上,PPRIs的光化学产生与植物源DOM密切相关。与春季和冬季相比,夏季和秋季鄱阳湖水体的有机质高,而其中DOM组分中芳香族化合物丰度较高,主要来自陆生植物和土壤有机质,其有机质的腐殖化水平较高,而在春季和冬季水体有机质主要来自湖泊本身和微生物产生的有机质,属于内源。淹水植物残体降解过程释放的有机组分,对夏、秋季DOM的来源和组成有着极易被忽视的影响和作用,而其中光化学活性较强的有机组分如木质素是造成其PPRIs产率更高的主要原因。     

不同水体营养盐浓度下沉积物添加镧改性膨润土(Phoslock®)对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生长的影响

轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)是我国浅水湖泊常见的沉水植物,经常用于湖泊生态修复工程.然而在生态修复中后期,轮叶黑藻又往往会过度繁殖,影响其他湖泊功能的发挥.镧改性膨润土(锁磷剂)可以有效地降低沉积物中生物可利用磷含量,近年来被用于控制湖泊沉积物磷释放,其对轮叶黑藻生长和形态的影响还有待阐明.本研究在2种不同上覆水营养盐浓度条件下,设置添加和不添加锁磷剂2种处理,探究沉积物添加锁磷剂对轮叶黑藻生长及形态特征的影响.结果表明:1)沉积物添加锁磷剂之后,铁锰结合态磷、有机磷、铝结合态磷等生物可利用磷浓度显著降低,而生物不可用磷,如钙结合态磷浓度显著升高; 2)沉积物添加锁磷剂显著降低了轮叶黑藻的生物量和生长率.添加锁磷剂的处理组植物的株高、地上部分生物量均明显低于无锁磷剂组;相反,添加锁磷剂显著增加了植物的根长和地下部分生物量,进而提高了植物的根冠比; 3)锁磷剂对轮叶黑藻生长的影响程度与水体营养盐浓度有关,在低营养盐浓度水体中锁磷剂对植物生长和形态特征的影响更为显著.本研究表明,锁磷剂的添加能降低沉积物中生物可利用磷浓度,抑制轮叶黑藻的生长,同时这种影响程度与在水体营养盐浓度有关.     

藻华聚集的环境效应:对漂浮植物水葫芦(Eichharnia crassipes)抗氧化酶活性的影响

利用以水葫芦为代表的水生植物进行水体生态治理,具有环保、生态和可持续发展的优点.然而,在外源和内源污染尚未完全控制的情况下,夏季蓝藻水华仍然会频繁暴发.系统研究水生植物对藻华聚集后形成的逆境环境下的生理适应机制可为减轻藻华聚集的不良影响、充分发挥水生植物的水体净化功能发挥重要作用.以水葫芦为代表,采用模拟实验,研究在高温阶段(水温25℃)、水华聚集下对水葫芦关键酶活性的影响及其环境效应,以揭示蓝藻水华聚集后引起的浅水生态系统中水生植物消亡的深层机理.结果表明,藻华聚集会很快消耗掉水生植物根区内的溶解氧,水体呈现缺氧状态(溶解氧0.2 mg/L);植物根区内氧化还原电位值出现明显下降,实验进行1 d后低于-100 m V,实验结束时达-199.9 m V,水体呈现强还原环境.植物叶片中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)含量呈现快速增加的变化趋势,至实验结束时添加120 g/L的处理组中其含量分别为2.17μmol/g(FW)、266.497 U/g、1988.60 U/(g·min),而叶片中过氧化氢酶(CAT)呈现快速下降的趋势,至实验结束时其含量为6.09 U/(g·min);根系中MDA、POD至实验结束时其含量分别为0.57μmol/g(FW)、525.161 U/(g·min),呈现快速下降的趋势;SOD、CAT含量在实验结束时高达221.71 U/g、35.10 U/(g·min),表现为快速增加的趋势.水葫芦关键抗氧化酶活性的变化,表明藻华长期聚集、腐解带来的水体缺氧等不良条件对植物产生了环境胁迫作用,较长时间影响(5 d)下对植物产生了严重的伤害作用;同时也表明藻华严重聚集及藻细胞腐解产生的环境胁迫是漂浮植物水葫芦无法生长乃至死亡的主要影响因素.因此,在利用水生植物进行水体净化的工程实践中,要避免蓝藻的严重堆积,以减轻藻华暴发对植物的不利影响和充分发挥植物的水体净化功能.     

两种氮浓度对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)腐解过程营养盐释放及附着生物膜内氮循环基因丰度的影响

氨氮是地表水常见污染物,尤其在农业区域,氮类化肥的不合理施用会导致周边水体氮浓度迅速升高并保持较高水平.然而,当前对高氮水平下沉水植物腐败和附着氮循环微生物的影响尚不清楚.以轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)为研究用沉水植物,在实验室内模拟水体内8和16 mg/L氮浓度下轮叶黑藻腐解过程中营养盐释放及残体表面微生物氮循环功能基因丰度的变化.研究发现水体两种氮浓度下轮叶黑藻腐解过程中残体腐解及营养盐释放速率无显著差异;与对照相比,植物腐败初期水体内碳、磷浓度迅速增加,而溶解氧浓度及氧化还原电位迅速降低,随着时间的推移上述水质指标逐步恢复至初期状态(第146天);水体荧光溶解性有机质主要包括紫外类富里酸、可见类富里酸、色氨酸类蛋白质和酪氨酸类蛋白质等类型.在5个氮循环相关基因中,氮负荷增加对轮叶黑藻残体生物膜内amo A、napA和narG的丰度有显著影响.冗余分析表明氮循环基因丰度受水体总氮浓度的影响较小,与植物总有机碳含量和水体化学需氧量及溶解氧浓度存在相关性.研究结果表明虽然当前氮水平对植物腐败过程影响不大、对氮循环基因丰度有一定影响,但是对该水生植被(尤其是植物腐败初期)和农业退水排放的管理仍需加强,以降低其对水体的影响.     

铁对拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)和角星鼓藻(Staurastrum spp.)季节动态和生长的影响——以广东大沙河水库为例

拟柱孢藻（Cylindrospermopsis raciborskii）和角星鼓藻（Staurastrum spp.）是热带亚热带浮游植物群落中的常见优势种类,为了解铁对2种浮游植物季节动态和生长的影响,本文通过对典型热带水库的野外调查,分析铁与2种藻生物量和相对生物量的季节动态的关系,并通过室内实验分别以无机磷（KH₂PO₄）和有机磷（C₆H₁₃O₉P）为磷源,比较3种铁浓度（0.029、0.29和0.689 mg/L）下拟柱孢藻（C.raciborskii,N8）和角星鼓藻（Staurastrum sp.,FACHB-1449）的比生长速率、铁载体产量和碱性磷酸酶活性的差异.结果显示,拟柱孢藻和角星鼓藻是浮游植物群落的主要优势种类,两者的生物量最大占到总生物量的82%以上;两者对环境变量响应的区别主要体现在对溶解性铁浓度变化的响应差异上,拟柱孢藻生物量与溶解性铁有显著的线性回归关系,但角星鼓藻的生物量与铁没有显著线性回归关系.室内实验中,拟柱孢藻N8的比生长速率在无机磷源铁浓度为0.689 mg/L条件下最大,为0.098±0.01 d^-1,2种磷源条件下比生长速率均随铁浓度降低而显著降低,6个实验组均检到铁载体：6个实验组角星鼓藻FACHB-1449的比生长速率没有明显差异,平均为0.079±0.001 d^-1,均未检出铁载体,磷源和铁浓度对其比生长速率的影响不显著;有机磷源条件下,拟柱孢藻N8实验组碱性磷酸酶活性均显著高于角星鼓藻FACHB-1449实验组,拟柱孢藻N8实验组酶活性随铁浓度降低而显著降低,但角星鼓藻FACHB-1449各实验组的碱性磷酸酶活性无明显差异.以上结果表明,水体中溶解性铁的供应对拟柱孢藻的种群动态和优势有重要作用,与角星鼓藻相比,拟柱孢藻的生长更易受到铁的限制,尤其在无机磷缺乏、磷源主要以有机磷形式供应时,铁对拟柱孢藻生长的限制作用增强.     

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.     

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.     

The impact of pelagic (Daphnia longispina) and benthic (Dreissena polymorpha) filter feeders on chlorophyll and nutrient concentration

An outdoor experiment testing the effect of water flea (Daphnia longispina) and zebra mussels (Dreissena polymorpha) on physical and chemical water parameters and chlorophyll concentration changes was carried out in 12 containers filled with 150 l of unfiltered water from a lowland reservoir. During the 11 weeks of the experiment, the following physical, chemical and biological measurements were recorded: temperature (°C), oxygen concentration (mg dm⁻³), pH, conductivity (S cm⁻¹), concentration of phosphate phosphorus (PO₄-P) and ammonia nitrogen (NH₄-N) (g dm⁻³), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) (g dm⁻³), phytoplankton community structure and chlorophyll a concentration (g dm⁻³). The amount of ammonia ions was the highest in the treatment with zooplankton, while phosphate ions reached the highest values in treatments with zebra mussels. The results confirmed the ability of Daphnia to increase the NH₄:PO₄ ratio, whereas excretion from zebra mussels resulted in a decrease in both the N:P ratio (ranging from 9 to 13) and the NH₄:PO₄ ratio in water. In both treatments containing zebra mussels, P-rich water enabled sudden growth of Chlorophyta, resulting in blooms of Hydrodictyon reticulatum after 3–4 weeks of the experiment. Such phenomena were not observed in the control and Daphnia treatments. Our results indicate that zebra mussels, in contrast to Daphnia, may increase the symptoms of water eutrophication and contribute to blooms of expansive phytoplankton species.     

苦草(Vallisneria natans)衰亡对水-沉积物之间磷迁移的影响

采用沉水植物苦草(Vallisneria natans)为研究对象,在其衰亡期测定群落内、外上覆水及沉积物各形态磷的含量,以探究沉水植物在其衰亡期对上覆水和沉积物中各形态磷的影响.结果表明:苦草衰亡过程中上覆水中总磷、可溶性总磷、溶解性活性磷、颗粒磷、可溶性有机磷浓度的变化相对平稳,与对照组相比无显著差异;沉积物中各形态磷含量均呈小幅度上升趋势,在实验结束时,苦草组沉积物中总磷含量为719.27 mg/kg,和初始值比增加了14.68 mg/kg,无机磷和有机磷含量分别增加了12.06和2.20 mg/kg,氢氧化钠提取磷和盐酸提取磷含量分别增加了7.05和4.29 mg/kg.总体来看,沉水植物苦草在其衰亡过程中分解速率较慢,对水-沉积物之间各形态磷含量无显著影响.     

不同基质下菹草的生长及其对水体营养盐的吸收

设置两组实验分别研究不同基质对菹草生长繁殖的影响以及菹草对不同基质下水体营养盐的吸收净化作用.结果表明:湖泥、混合基质及黄土三种基质对菹草的生物量变化及石芽的形成有比较明显的差别,氮磷养分含量高的湖泥更有利于菹草植株的生长,其生物量增长幅度最大,混合基质次之,氮磷含量最低的黄土最差;黄土基质下菹草石芽产生的时间最早;混合基质下产生石芽数量最多.3、4月份菹草水体中不同形态的氮浓度均低于空白组,最大净化效率达74%,构成水体营养盐氮的汇;菹草对不同基质下水体中氮的净化效率表现为:湖泥混合底泥黄土;菹草对水体磷的控制吸收作用不明显,甚至有加快磷转换释放的作用;6月份处于腐败分解阶段的水草组水体营养盐浓度普遍高于对照组,构成水体营养增加的源.     

钙离子添加对沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)富集水体磷的影响

沉水植物光合作用形成的微环境有利于水体中钙和磷形成CaCO_3-P共沉淀,从而将水体中的磷永久性去除,避免植物腐烂后的二次污染但不同的沉水植物种类形成CaCO_3-P共沉淀的能力不同本文以沉水植物菹草(Potamogeton crispus L)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum L)为实验对象,研究水体中添加钙离子(0、100 mg/L)对水体磷(磷浓度:0、0.2、2 mg/L)的去除和植物富集磷的差异,并通过植物灰分磷的组分分析,聚焦植物钙磷的变化,为生态修复中沉水植物的选择提供理论依据结果表明:(1)菹草和金鱼藻体系中总磷(TP)和溶解性反应磷(SRP)浓度显著下降,添加钙离子使降幅升高,且菹草体系中水体TP和SRP降幅均高于金鱼藻TP和SRP降幅;(2)菹草的干重全磷在高磷低钙(2-0)水平最高,灰分总磷在高磷高钙(2-100)水平最高,而金鱼藻干重全磷在高磷高钙(2-100)水平最高,灰分总磷在中等磷低钙(0.2-0)水平最高;(3)在2 mg/L的磷浓度下,添加钙离子使菹草的钙磷(HCl-P)和水溶性磷(H_2O-P)含量升高,有机磷(NaOH-P)含量降低,结果使灰分总磷含量升高,而金鱼藻NaOH-P升高,HCl-P和H_2O-P含量均降低,结果使灰分总磷降低这表明菹草通过提高吸附性磷和钙磷含量增强磷的富集,而金鱼藻则只显著升高了灰分中有机磷的含量显然,水体富营养化背景下,相较于金鱼藻,菹草具有更强的形成CaCO_3-P共沉淀的能力,具备竞争优势.     

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.     

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.