罗非鱼对富营养型水体中沉水植物苦草的影响

通过室外模拟实验,分别设置罗非鱼组和无鱼对照组的两组处理,研究了尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）对富营养型水体中沉水植物苦草（Vallisneria spiralis）的影响。结果表明：罗非鱼显著地增加了水中总氮和总磷的质量浓度,同时浮游植物的生物量（叶绿素a）也明显增加;罗非鱼组中的附着藻类的生物量却显著低于无鱼的对照组;罗非鱼组中苦草的相对生长率为-10mg·g-1·d-1,显著低于对照组中苦草的相对生长率7mg·g-1·d-1。罗非鱼的直接牧食可能是苦草生物量降低的主要原因。研究说明,过高的罗非鱼密度会导致沉水植被退化,要保持沉水植被为优势的湖泊清水态,必须控制罗非鱼密度。     

水深梯度对荆三棱(Scirpus yagara)生长的影响

研究湿地植物对水深梯度的响应对于湿地修复具有重要的指导意义.在南四湖湖边滩地上的人工修复湿地中开展水深梯度对荆三棱(Scirpus yagara)生长的影响研究,试验观测水深分别为-10、0、10、20、30 cm共5个梯度.结果显示:随着水位的升高,1)荆三棱的株高、基茎、叶长和叶宽均有所增加,当水位大于10 cm时各项指标增加更为显著;2)生物量呈增加趋势,而根茎比则逐渐减小,水位为30 cm时的生物量和根茎比分别为-10 cm时的2.67倍和58.15%;3)叶绿素含量总体呈增加趋势,但在不同水位间的差异不明显(P>0.05);4)叶绿素荧光方面,最大光化学量子产量Fv/Fm均在0.75以上,光化学淬灭qP和非光化学淬灭qN分别呈现出升高和下降的趋势.结果表明,在试验所设置的水位条件下(-10～30 cm),荆三棱的生长没有受到水深梯度增加的显著影响,相反表现出随着水深的增加而生长更好的趋势.可见,在试验设置的水深梯度范围内,相对较高的水位有利于荆三棱的生长,因此在湿地管理中应控制适当的高水位以利于其种群的生长和稳定.     

九寨沟自然保护区4种水深梯度下芦苇分株地上生物量的分配与生长

芦苇是世界自然遗产--九寨沟自然保护区的一种重要的湿地植物.本文对该地区芦苇海4个不同水深梯度下芦苇的无性系地上分株的生物量分配、生长与繁殖策略进行了比较研究.结果表明,在47 cm (水在土层表面上)水深环境中,芦苇单株的平均生物量(4.2 g)最大.在-15 cm (水在土层表面下15 cm)的生境中,叶生物量百分比(叶生物量占单株总生物量的百分比, 46.1%)最大.芦苇地上分株高度、地上分株有分枝的单株百分比(茎上有分枝的分株占样地总分株的百分数)也存在明显的差别.茎的生物量分配百分比和生长速率随水深的增加而增加.在滩地生境中,开花率、花序的生物量百分比明显大于水较深的生境.分株株高与分株生物量、茎生物量与叶生物量都表现出较明显的幂指数异速生长规律.在-15 cm水深的生境中,叶生物量的生长快于茎的增长;在其他水深梯度的生境中,则是茎生物量的增加快于叶生物量的增加.     

四环素对苦草(Vallisneria natans)生长及细胞超微结构的影响

通过静态模拟实验,研究了不同浓度的四环素对苦草生理生长以及苦草叶片中叶绿素含量的影响.结果表明,四环素能有效地降低苦草中叶绿素的含量,抑制苦草的生长,20 mg·l-1四环素处理组的生长率只有对照处理的35%,叶绿素a和叶绿素b的含量只有对照组的31%和23%,水体中四环素达到4 mg·l-1水平时,便可明显影响苦草的生理生长.透射电镜分析表明,20 mg·l-1四环素暴露时,苦草叶片细胞中的线粒体和叶绿体出现质壁分离,叶绿体层间结构紊乱等症状,从而影响了苦草细胞的结构功能,导致了对苦草的毒性效应.在四环素暴露组中加入可溶性有机质(DOM)能有效地降低四环素的毒性,4 mg·l-1四环素暴露组中加入的1 mg·l-1DOM便可使苦草的生理生长恢复至对照水平.     

淀山湖沉水植物——苦草群落恢复影响因子研究

在淀山湖0.5、1.0、1.5、2.0 m水层进行苦草（Vallisneria natans）现场生长实验,试图找出淀山湖苦草植被恢复的适宜环境条件。试验期间每天测量光照强度和水体溶解氧等环境因子,每隔10 d监测苦草的根长、株高、鲜重等生长指标的变化情况。结果表明：水深对苦草的生长具较显著影响,光照强度、溶氧分别和苦草日相对生长率具显著相关性;苦草的株高、叶片数、根长等生物学生长指标在0.5、1.0 m水层生长良好,1.5 m与2.0 m均出现不同程度的负增长状况。光照强度与苦草日相对生长率之间具有显著相关性（r=0.905）,0.5、1.0 m水层的光照强度下苦草的相对生长率分别为0.14和0.11,而1.5、2.0 m水层的光照强度下苦草出现负增长的情况。水中的溶解氧含量与苦草成活率之间具有显著相关性（r=0.935）。随着水深的增加,溶氧逐渐降低,苦草的成活率也逐渐下降。在2.0 m水层处,溶氧均值为2.76 mg.L-1,苦草的成活率为46.5%,在1.0 m水层处,溶氧为5.66 mg.L-1,苦草成活率为86.5%,因此,淀山湖苦草群落恢复宜先在1.0 m以浅的沿岸带开展。     

锰胁迫对青葙生长及叶绿素荧光特性的影响

通过温室水培实验,研究在不同锰质量浓度（2.5、50、100、150、200、300 mg·L-1）胁迫下青葙（Celosia argentea Linn.）的叶绿素含量、叶绿素荧光参数的变化,及对其生长的影响,探究青葙对锰毒的耐性。结果表明,随着Mn2＋质量浓度的升高,青葙叶片的叶绿素含量和叶绿素荧光参数值都出现不同程度下降。当Mn处理浓度大于50 mg·L-1时,叶绿素a、叶绿素b含量和总叶绿素含量显著下降,但在Mn质量浓度为100-300 mg·L-1的范围内,叶绿素b含量变化不明显（p〉0.05）。青葙的最大光化学量子产量（Fv/Fm）、最大荧光产量（Fm）、最小荧光产量（Fo）、光合量子产量（EQY）、表观光合电子传递速率（ETR）、光合化学淬灭系数（qP）均随Mn2＋质量浓度的增加显著降低,说明锰胁迫抑制了青葙的电子传递过程。但在150、200、300 mg·L-1质量浓度锰处理下ETR、EQY、qP下降趋势变缓,且ETR、EQY不存在显著差异。青葙株高与ETR、EQY的变化规律基本相似,根长则与对照组相比下降不显著,到300 mg·L-1才出现明显降低。试验结果证明青葙对锰毒具有耐性。     

苦草光合作用日变化对水体环境因子及磷质量浓度的影响

在静态实验系统中通过水下饱和脉冲荧光仪（Diving-PAM）和多参数水质监测仪（YSI）监测沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶绿素荧光参数与水质物理指标的日变化,并同时跟踪测定水体中各形态磷的质量浓度,以研究苦草光合作用日变化对水体物理因子和磷质量浓度的影响。结果表明,苦草叶片光合作用的相对电子传递速率（rETR）,非光化学淬灭系数（qN）及快速光响应曲线的变化趋势和叶片表明的光照强度日变化同步,呈单峰曲线变化;光系统Ⅱ（PSⅡ）实际量子产量（Yield）和光化学淬灭系数（qP）与叶片表明的光照强度日变化相反,呈单槽型曲线变化。水体中溶解氧（DO）、pH和氧化还原电位（Eh）的日变化趋势和与苦草光合作用趋势一致,也呈单峰曲线,均在12：00—13：00时达到最高值。水体总磷（TP）与溶解性总磷（DTP）质量浓度在14：00达到最低值（TP 0.015 mg.L-1,DTP 0.010 mg.L-1）,在24：00达到最大值（TP 0.031 mg.L-1,DTP 0.025 mg.L-1）,溶解性活性磷（SRP）质量浓度在6：00—18：00保持在较低的水平,且无明显波动（0.38~2.46μg.L-1）,在24：00达到最大值（9.62μg.L-1）。水体各形态磷的质量浓度变化呈白天降低、夜间升高趋势,水体中各形态磷的质量浓度变化与苦草光合作用日变化趋势相反。实验结果表明,苦草光合作用引起的水体中环境因子的日变化影响了沉积物磷释放的动态平衡过程,从而引起水体磷质量浓度的日变化。     

毛竹根系生物量分布与季节动态变化

采用挖土柱法研究了安徽黄山地区毛竹（Phyllostachys edulis）根系生物量的分布规律,连续观测了根系生物量的季节变化,并分析了根系生物量与温度、降雨等环境因子相关性。研究结果表明：毛竹林的根系生物量平均为12.891 t·hm^-2,88.8%的根系分布在0-40 cm土层,随土层加深根系生物量逐渐减少,0-20 cm土层中的生物量占总生物量的62.3%,分别是20-40 cm与40-60 cm根系生物量的2.35倍与5.56倍;根系总生物量具有明显的季节动态,变化范围为7.686-17.386 t·hm^-2,表现为单峰型,7月份最高,2月份最低;不同深度土壤中毛竹根系生物量也存在明显的季节动态,均从2月份开始上升,达到最大值后逐渐下降,与总生物量的季节变化规律类似,其中0-20 cm与20-40 cm土层根系生物量最大值出现在7月,与总生物量一致,而40-60 cm土层最大值出现在6月,存在一定偏差;毛竹林根系生物量与气温因子显著相关,三次拟合方程为Y=0.0001X3-0.0013X2＋0.2398X＋7.6022（R2=0.956）,与降雨量因子无显著相关性。     

两种常见沉水植物与藻的相互作用

选用太湖常见的沉水植物苦草(VallisneriaspiralisL.)和轮叶黑藻(HydrillaverticillataRoyle),构建微型生态系统。通过对沉水植物作用下水体中藻类叶绿素a及试验前后沉水植物生物量变化的观测,分析沉水植物与藻类的相互作用。结果表明,(1)相同条件下,苦草和轮叶黑藻对藻类变化的影响没有显著差异。(2)在苦草生物量相同的情况下,藻类叶绿素a初始值越大,其变化速率也越快。叶绿素a初始值差别越大,其变化速率差异越显著。轮叶黑藻也有相似的结果。(3)从试验前后苦草和轮叶黑藻生物量的变化可知,苦草受藻类影响较大,轮叶黑藻几乎没有受到藻的影响。     

碳酸氢根缓解高营养负荷下苦草（Vallisneria natans）胁迫的作用

富营养化湖泊沉水植物严重退化,可溶性无机碳DIC(Dissolved Inorganic Carbon)缺少是一个重要因素.本实验选择碳酸氢根形态DIC(HCO3-DIC)对苦草进行处理,设计了不同的HCO3-DIC添加晕(0、10、20mg·L-1)和营养水平N、P(N0.96、1.92、2.88、3.84mg·L-1,NH4--N:NO3--N=1:3,N:P=27)的交义实验,研究不同营养水平下HCO3--DIC对苦草(Vallisneria natans)的生理生态影响.实验证明,苦草幼苗在生长过程中可以不断吸收水体中的DIC,经15 d培养,培养液中DIC从16.91 mg·L-1下降到6.27 mg·L-1.21 d的实验结果显示,相同营养条件下高质量浓度HCO3--DIC组苦草相对生长率RGR(Relative Growthgate)高于其他组;无外加HCO3--DIC组过氧化物酶POD(peroxidase)活性随营养水平增加,从2.01 U·mg-1增至4.03 U·mg-1,相同营养水平下POD活性随HCO3--DIC增加而降低,说明水体营养水平的增高加剧了对苦草生长的胁迫,而HCO3--DIC大大减少和缓解了这种胁迫作用;中营养条件下,较低水平的HCO3--DIC质量浓度已经满足苦草叶绿素合成,而在重富营养时较高质量浓度的HCO3--DIC可以促进苦草叶绿素合成,缓解营养胁迫的黄化效应.研究揭示,水体HCO3--DIC增加可以缓解富营养化对沉水植物的胁迫作用.     

黄河中下游沉积物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了黄河中下游10个不同表层沉积物在黄河水体中对磷酸盐（P）的吸附动力学及其影响因素和吸附机理。结果表明：（1）不同黄河沉积物对P的吸附能力各不相同,但吸附量随时间的变化具有相同的变化趋势,吸附速率均在前8h内较快,以后逐渐趋缓,在48h时基本达到吸附平衡。不同黄河沉积物对P的吸附量均随P初始质量浓度的增加而增大,随沉积物含量增大而减小;（2）不同沉积物在不同P初始质量浓度下对P的吸附动力学均符合Lagergren二级吸附动力学模型及Weber-Morris扩散方程,求得二级吸附速率常数和扩散速率常数分别在11.9866～157.55g·mg^-1·h^-1和0.0005～0.0119mg·g^-1·h^-1/2之间,吸附过程由P在沉积物内扩散控制。     

渤海湾海岸带表层沉积物中黑碳的分布特征

在渤海湾西海岸潮间带、近海和主要河流采集了85个表层沉积物样品,对黑碳（BC）的质量分数及其分布规律进行了研究,并探讨了BC与沉积物粒度的关系。结果表明：（1）渤海湾海岸带表层沉积物中BC的平均质量分数为（0.65±0.42）mg·g^-1,占总有机碳的比例为16.8%±7.5%,均高于我国其它海岸带;（2）潮间带沉积物中BC的质量分数存在明显的南北分区差异（以天津港码头为界）,北区（0.92mg·g^-1）比南区（0.22mg·g^-1）平均高4倍以上;近海和河流样品BC的质量分数也有一定程度的＂北高南低＂趋势,表明BC在海岸带运移扩散的继承性,河流输入可能是主要途径;（3）潮间带沉积物粒度表现为＂北区细＂（以粘土质粉砂主）而＂南区粗＂（以砂为主）,反映两个区域的水动力条件和沉积环境不同,是造成BC质量分数区域差异的主要原因。     

互花米草入侵盐沼湿地CH4和N2O排放日变化特征研究

甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的2种重要温室气体,探索其源汇及地域排放特征一直是全球变化研究领域的核心内容。CH4和N2O通量的日变化研究是正确估算大时间尺度下CH4和N2O排放量的基础。利用静态箱法原位观测了江苏沿海芦苇（Phragmites australis）、盐蒿（Suada salsa）、光滩、水面以及互花米草（Spartina alterniflora）入侵湿地CH4和N2O排放的日变化特征。结果表明,1）互花米草湿地地上部生物量为1.70 kg·m^-2,土壤有机碳质量分数为13.55 g·kg^-1;分别是芦苇和盐蒿湿地的2.50-3.43和2.15-4.15倍。2）互花米草和芦苇湿地土壤10 cm处氧化还原电位（Eh）有明显日变化,最低值出现在3：00,最高值出现在12：00;光滩和盐蒿湿地没有明显的日变化。3）互花米草湿地 CH4日平均排放通量为0.52 mg·m^-2·h^-1,是其他湿地的2.12-6.40倍;N2O日平均通量为-3.24μg·m^-2·h^-1,显著低于盐蒿湿地、光滩和水面（P＜0.05）。互花米草和芦苇湿地CH4排放通量最高值（0.73 mg·m^-2·h^-1和0.30 mg·m^-2·h^-1）出现在15：00,最低值（0.37 mg·m^-2·h^-1和0.17 mg·m^-2·h^-1）出现在3：00,均与土壤孔隙水中CH4浓度呈显著负相关（P＜0.05）。互花米草湿地CH4排放通量与10 cm土温、Eh和生态系统CO2净交换量（NEE）显著正相关（P＜0.05）。互花米草和芦苇湿地N2O通量9：00-18：00为负值,21：00—6：00为正值,均与NEE呈显著负相关（P＜0.05）。盐蒿湿地、光滩和水面CH4和N2O排放通量没有明显日变化特征。互花米草入侵提高了沿海湿地CH4排放,但降低了N2O排放,植物对CH4传输作用以及向根际传输O2和易分解有机物是导致互花米草和芦苇湿地CH4和N2O排放表现出日变化特征的原因。     

铅锌冶炼厂渣堆场周边土壤铅污染特征

金属冶炼过程留下的废渣经过雨水冲刷及渗滤液等的作用使残留在废渣中的重金属发生迁移转化,导致渣堆场下及周边土壤受到重金属污染。了解冶炼厂渣堆场下及周边土壤重金属污染状况对场地修复及土地利用规划均有重大意义。本研究调查了湖南某铅锌冶炼厂渣堆场0~4 km内三个采样区0~20 cm表层土壤及0~100 cm深度土壤中铅的污染状况,采用单项污染指数法进行铅污染评价,并分析了铅纵向迁移随深度变化和横向迁移随距离变化的分布特征。结果表明,铅锌冶炼厂渣堆场下及周边0~1 km范围内土壤受到了铅污染,渣堆场下、距渣堆场10 m处及1 km处表层土壤中重金属铅的质量分数分别可达775.25、645.33和309.80 mg·kg^-1,超过了当地土壤中铅的背景值,也超过了土壤二级质量标准甚至三级质量标准。三个采样区的铅污染指数分别为2.6、2.1及1.03,污染等级均为Ⅱ级,污染程度为轻度污染。三个采样区土壤中铅污染主要集中于0~20 cm土壤层中,铅的质量分数分别达775.25,645.33和309.80 mg·kg^-1,20~100 cm土壤层中铅的质量分数低于0~20 cm的,分别在88.48~120.96 mg·kg-1、235.01~380.16 mg·kg^-1及309.80~59.32 mg·kg^-1之间。渣堆场下土壤中的铅从0~20cm土壤层往下至20~100cm土壤层迁移量远小于距渣场10 m处及1 km处的。三个采样区表层0~20 cm土壤层中铅的变化规律为距渣堆场0 m（渣堆场下）〉距渣堆场10 m〉距渣堆场1 km〉距渣堆场4 km,质量分数随距离增加而降低。20~40 cm及40~60 cm土壤层中铅的变化规律为距渣堆场10 m〉距渣堆场1 km〉距渣堆场0 m处（渣堆场下）〉距渣堆场4 km,60~80 cm及80~100 cm土壤层的变化规律为距渣堆场10 m〉距渣堆场0 m处（渣堆场下）〉距渣堆场1 km〉距渣堆场4 km,铅的质量分数随距离的增加先升高后降低。     

热带砖红壤生长的小白菜吸收和累积PAHs的特征

为了了解和掌握热带土壤栽培的小白菜（Brassica rapa L. Chinensis Group.）对多环芳烃（PAHs）污染物的吸收和累积规律,为热带土壤的安全利用及农产品安全生产提供科学依据,于2013 年5-9 月在海南省农垦科学院海口试验站网室内进行了小白菜盆栽试验.各处理土壤分别施加3 种单体 PAHs 的质量分数梯度为0、0.4、0.8、1.6、3.2 mg·kg^-1,撒播小白菜种子出苗后,每盆留苗6 株,自然条件,常规管理,各处理小白菜培养30 d 后收获.小白菜和土壤样品,用超声水浴萃取,层析小柱净化后,利用气相色谱-质谱法测定样品中的3 种PAHs.结果表明,小白菜根和叶中3 种PAHs 累积量随土壤施加质量分数的升高而增加,根部和叶对Phe 最大累积量分别为86.25 ng·g^-1 和37.18 ng·g^-1,而对 BaP 的最大累积量分别为20.78 ng·g^-1 和3.56 ng·g^-1;小白菜根对Phe 与Fla 的生物富集系数较大,且二者无明显差异,但对 BaP 的生物富集系数较小,且差异显著（P=0.006）;3 种PAHs 单体在各种处理土壤中的残留在 84.49%-94.03%之间,各单体之间无明显差异,各处理之间也无明显差异.说明热带土壤生长的小白菜根和叶中3 种单体 PAHs 浓度显著低于其土壤中的浓度,且根部积累3 种单体PAHs 的浓度显著高于其叶中的浓度;小白菜叶对BaP 的吸收和累积量极少;小白菜根更易吸收和累积Phe 和Fla;小白菜生长30 d 后,绝大部分PAHs 仍残留在土壤中.     

广州市典型中小型水库营养状态与蓝藻种群特征

中小型水库是广州市供水的重要水源地和后备水源地,为了解这类水库的富营养化特征以及蓝藻种群的动态,于2010年的枯水期、丰水期对广州市6座典型的中小型水库进行了采样与分析。结果表明：梅州水库、芙蓉嶂水库为贫-中营养型,三坑水库、百花林水库、和龙水库为中-富营养型,洪秀全水库为富营养型,水库营养状态指数季节变化差异不显著。在同一座水库中,水力滞留时间越长,营养状态指数越高;在不同水库之间,营养状态指数与集雨区内人类活动影响有关。6座水库蓝藻生物量的季节变化明显,受水温和水体稳定性的影响,枯水期蓝藻生物量在0.14~171.8μg.L-1之间,占浮游植物总生物量的0.1%~10.0%;丰水期蓝藻生物量在0.013~32.8 mg.L-1之间,占浮游植物总生物量的6.5%~97.0%。不同营养状态的水库之间蓝藻的生物量和种类差异明显,受营养盐和水力滞留时间的影响,梅州水库、芙蓉嶂水库蓝藻生物量在0.1~16μg.L-1之间,主要种类为泽丝藻（Limnothrix redekei）、卷曲鱼腥藻（Anabaena pertuthate）、水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）、粘球藻（Gloeocapsa sp.）;三坑水库、百花林水库、和龙水库蓝藻生物量在0.057~32.8 mg.L-1之间,主要优势种为拟柱孢藻（Cylindrospermopsis raciborskii）、泽丝藻、假鱼腥藻（Pseudanabaena limnetica）;洪秀全水库蓝藻生物量在0.107~2.637 mg.L-1之间,主要优势种为阿氏颤藻（Oscillatoria agardhii）、水华微囊藻、卷曲鱼腥藻。