生长不同根冠比沉水植物的实验水体对磷输入的响应比较研究

沉水植物是维持浅水湖泊清水型生态系统的关键因子.沉水植物可以从水和沉积物中吸收营养盐,但具有不同根冠比的种类有明显的差异,因此对生态系统的影响可能存在差异.以根冠比不同的两种常见沉水植物——苦草(Vallisneria natans)和轮叶黑藻(简称黑藻)(Hydrilla verticillata)为研究对象,通过建立实验水体,比较不同磷负荷条件下沉水植物生物量、水和沉积物中磷含量的变化,以探讨具有不同沉水植物种群的水体对外源营养盐负荷的响应特征.结果显示:随着磷负荷增加,苦草生物量降低,而黑藻生物量上升;苦草的根冠比显著高于黑藻,且两种沉水植物的根冠比都随磷负荷增加而降低.与没有沉水植物的结果比较显示:苦草和黑藻在不同磷负荷条件下,都能显著降低水和沉积物中磷的含量;苦草对沉积物中磷含量的影响大于黑藻,而黑藻对水中磷含量的影响大于苦草.因此,在外源营养盐负荷较高时,黑藻比苦草能更有效地削减水中磷浓度,从而更有利于维持浅水湖泊清水型生态系统;但沉积物扰动较强时,苦草和黑藻对水体的影响尚需进一步研究.     

水体营养水平对3种沉水植物生长及抗氧化酶活性的影响

模拟研究了沉水植物狐尾藻Myriophyllum spicatum L、轮叶黑藻Hydrilla verticillata L和金鱼藻Ceratophyllum demersum L在中、富两种营养水平下的生长及生理特性.研究结果表明,在45 d的培养过程中,狐尾藻、轮叶黑藻和金鱼藻在中营养(TN1.86 mg·L-1;TP0.087 mg·L-1)和富营养(TN2.47 mg·L-1;TP0.16 mg·L-1)水平下的单株最大生物量分别是0.92、0.27、1.11、0.56、0.41和0.87 g,狐尾藻和金鱼藻在中营养水平下单株最大生物量分别较富营养水平下高出39%和22%,而黑藻在中营养水平下单株最大生物量较富营养水平下低了51%,表明狐尾藻和金鱼藻在中营养水平下的生长较黑藻好.通过对3种沉水植物可溶性蛋白和叶绿素质量分数的分析发现,黑藻在中富两种营养水平下,质量分数较低且波动平稳,金鱼藻和狐尾藻可溶性蛋白和叶绿素质量分数持续升高,表明这两种沉水植物对水体中营养盐的耐受能力较黑藻强.金鱼藻超氧歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase)活性和丙二醛(MDA)含量在试验后期上升速度加快,且富营养水平下金鱼藻MDA质量分数的最大值是中营养水平下最大值的5倍,表明在中营养水平下金鱼藻已经受到明显胁迫,而在富营养水平下受到胁迫更为显著.在本试验条件下,黑藻生物量小,而金鱼藻SOD活性、POD活性和MDA质量分数变化幅度大,在试验后期急速上升,表明这两种沉水植物受到的营养盐胁迫较狐尾藻大,而狐尾藻在中营养水平下的耐营养盐胁迫能力较强.     

两种营养状态下pH对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生长和抗氧化酶活性的影响

富营养化湖泊夏季藻类生长旺盛、光合作用强烈,湖水pH值普遍升高,因此相关生态因子变化对沉水植物生长影响的研究成为沉水植物组建和水生态恢复的基础。采用实验室模拟方法,研究了中营养(TN0.60mg·L-1;TP0.04mg·L-1)和富营养(TN4.20mg·L-1;TP0.28mg·L-1)两种状态下不同pH(7,8,9,10)对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生长、叶绿素含量、抗氧化酶和MDA含量的影响。研究发现,培养21d后,pH10时两种营养状态黑藻生长均受到明显抑制,富营养状态下抑制程度更加显著;pH7和pH8时富营养状态增加植物叶绿素含量,pH10时富营养状态叶绿素含量低于中营养状态。超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)在富营养状态下pH8时活性大幅上升,pH9时出现下降,而中营养状态下在pH9时活性才有所升高;过氧化氢酶(CAT)在两种营养状态下,pH9时活性均显著上升,pH10时在富营养状态下受到明显抑制;富营养状态下在pH7～9时,植物丙二醛(MDA)含量随着pH升高显著上升,并且均显著高于中营养状态,在pH9时与中营养状态差异达到最大。研究表明,pH对轮叶黑藻的影响与营养状态相关,当pH大于9时,两种营养状态下轮叶黑藻均受到一定胁迫,富营养状态下作用更加显著。     

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。     

水深梯度对苦草生长和生物量的影响

将采用沙壤土培育的苦草幼苗（Vallisneria natans）放置于60-170 cm的水深范围内,每10 cm一个处理,使用光照计测定不同水深的光照强度并用 Skalar 水质流动分析仪测定试验水体的理化指标,观测苦草在不同的水深梯度下形态及叶片、叶绿素含量的变化,以研究水深梯度对沉水植物的个体生长发育及生物量的影响。试验结果表明：（1）试验30 d后,在60-130 cm的水深范围内,苦草株高随水深的增加而增高,在130-170 cm的水深范围内,随水深增加而降低,130 cm处苦草的平均高度最大,达67.9 cm;试验60 d,苦草的叶片长度、宽度、面积都随着水深的增加而减小,且在150-170 cm水深范围内叶片长度明显变小,苦草的生长速率随水深的增加显著下降;（2）不同试验组苦草的叶片长度、宽度、面积以及生长速率与水深呈明显的负相关（P＜0.01）,而叶绿素含量与水深呈明显的正相关（P＜0.01）,叶片面积在140-150 cm水深范围内减小最明显,且在140-160 cm水深范围内苦草各叶绿素指标较高,尤其是chl a＋b在水深160 cm处高达1.876 mg·g^-1;（3）苦草叶片叶绿素含量随着水深的增加（光强降低）而升高,其变化幅度为0.369-1.876 mg·g^-1,其中叶片叶绿素a随着水深的增加呈波动递增的趋势,且在水深80 cm处较低（0.268 mg·g^-1）,而叶绿素b在60-170 cm水深范围内总体较平稳,在水深160 cm处达到最高（0.505 mg·g^-1）,chl a/b变化幅度较小,仅在2.49-2.84 mg·g^-1之间;（4）试验60 d后,各试验组总生物量的较大值主要集中在100-140 cm水深范围内,其中地上部分生物量平均占全株生物量的89.5%,地下部分生物量只占10.5%,生物量的分配随水深梯度变化不明显。说明水深梯度的变化对苦草的叶片生长及叶绿素含量有影响,但对生物量的分配作用不明显。研究表明在100-140 cm的水深范围内?     

5种沉水植物对斜生栅藻的化感作用

为了解不同湿地植物和不同处理方式下化感作用的差异,在实验室条件下,研究5种常见的沉水植物黑藻(Hydrilla verticillata)、伊乐藻(Elodea nuttallii)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、苦草(Vallisneria natans)和皇冠草(Echinodorus amazonicus)与斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)共培养以及用这5种植物的种植水、浸提液培养斜生栅藻时藻细胞数量及叶绿素a浓度的变化.结果显示,5种植物与斜生栅藻共培养时抑藻效果最明显(1.6×108 cells L-1),其斜生栅藻细胞数量显著低于种植水(6.2×108 cells L-1)和浸提液组(4.5×108 cells L-1)(P<0.05),但5种植物间的差异不显著;除黑藻外,其他4种植物的浸提液培养斜生栅藻时均表现出对斜生栅藻明显的抑制效果,斜生栅藻的相对生长率显著低于对照组和黑藻组(P<0.05);5种植物的种植水培养斜生栅藻时则表现出相对较弱的抑藻效果,且植物间差异不显著.本研究表明,沉水植物对藻类的化感作用因不同植物和不同处理而有着显著不同.     

水位抬升对4种沉水植物生长及光合特性的影响

通过滆湖现场实验的方法模拟水位抬升,研究其对4种沉水植物的生长和光合荧光特性的影响。实验前30 d相应水位为2.6 m(控制水深为1 m),之后2 d内迅速抬升水位,32 d时各实验组相应水位为2.6、3.0、3.4和3.8 m,分别模拟水位不变、低水位抬升、中水位抬升和高水位抬升,各组水位一直保持到第70天实验结束。结果表明:随着水位抬升幅度增加,4种植物的株高显著增加(P0.05)。冠层型植物狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)生物量相应增加,高水位抬升下直立型黑藻(Hydrilla verticillata)生物量显著减小(P0.05),莲座型植物密刺苦草(Vallisneria denseserrulata)生物量随水位抬升幅度的增加而减小。在一定范围内,水位抬升减弱了狐尾藻、马来眼子菜和黑藻的定植能力,增强了密刺苦草的定植能力。冠层型植物在光合作用方面的表现同样优于直立型和莲座型植物,这说明不同的沉水植物对水位抬升的响应具有不同的生理生化特征。水位抬升促进了以狐尾藻、马来眼子菜为代表的冠层型植物的生长,高水位抬升不利于直立型植物黑藻的生长,抑制了莲座型植物密刺苦草的生长。以狐尾藻、马来眼子菜为代表的冠层型植物从形态学响应和光合作用能力上更适合水位抬升。该研究可为湖泊河流中沉水植物的恢复提供参考。     

邻苯二甲酸二丁酯污染对苦草生理生化指标的影响

以沉水植物苦草为试验材料,通过模拟实验研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)长期暴露对苦草的生长状况以及丙二醛、可溶性糖、叶绿素、谷胱甘肽、蛋白质和氨基酸的含量等生理生化指标的影响,试验结果表明：高浓度DBP长期暴露对苦草生长有严重伤害,DBP对苦草丙二醛和可溶性糖含量以及叶片中叶绿素含量的影响比较相似,都有一定的起伏．在DBP胁迫下,苦草中氨基酸总量和蛋白质含量与对照组相比呈下降趋势．苦草体内谷胱甘肽(GSH)含量明显低于对照,且随DBP浓度的升高GSH含量下降,统计分析表明有显著性差异．因此,谷胱甘肽含量可以考虑作为DBP对沉水植物早期伤害的指标．     

太湖沉水和浮叶植被及其水环境效应研究

运用GPS定位技术和常规采样方法,于2004年5月和9月对太湖沉水植物与浮叶植物的种类、群落类型、生物量及其水质状况进行了调查。结果表明:沉水植物与浮叶植物是太湖水生植被的主要类型,沉水植物群落类型主要有6个:微齿眼子菜群落;马来眼子菜群落;伊乐藻群落,穗花狐尾藻群落,金鱼藻群落,苦草群落;浮叶植物群落类型主要有3个:莕菜群落,金银莲花群落,菱群落。在春季,沉水植物占绝对优势,在夏秋季,浮叶植物则逐渐发展,尤其以莕菜生长最快。通过对有草区和无草区水质的比较,发现水生植被能显著提高水体的透明度、降低营养盐浓度和叶绿素含量,改善水质。     

不同质量浓度氨氮对轮叶黑藻和穗花狐尾藻抗氧化酶系统的影响

在不同质量浓度(0、0.2、1.5、2.0、4.0、8.0 mg·L-1)氨氮条件下,对沉水植物轮叶黑藻[Hydrilla Verticillata(L.f) Royle]和穗花狐尾藻[Myriophyllum spicatum L.]的蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性变化进行了研究.实验结果显示,当氨氮质量浓度为0.2 mg·L-1时,为轮叶黑藻的适宜生长质量浓度,表现为常用的膜脂过氧化指标MDA含量和SOD活性均变化比较平缓,且蛋白质含量增加,而穗花狐尾藻由酶学指标显示,氨氮质量浓度小于0.2 mg·L-1时对它的正常生理代谢产生了影响;当氨氮质量浓度在1.5～4.0 mg·L-1的范围则对轮叶黑藻产生胁迫作用,而穗花狐尾藻在此质量浓度范围能正常生长;当氨氮质量浓度为8.0 mg·L-1时,高氨氮对2种沉水植物都表现出胁迫效应,且对轮叶黑藻的胁迫作用更强.实验结果表明在进行湖泊水生植物修复时,相对于轮叶黑藻,穗花狐尾藻更适合作为生态恢复的先锋物种.     

底质营养状况对黑藻生长及光合作用的影响

在室内模拟条件下,利用三种不同营养状况的底质,研究了底质营养对黑藻生长及光合作用的影响,结果表明:(1)营养水平最高的HH底质对黑藻的早期生长和光合有利,但在高温季节会严重降低黑藻的根系活力和叶绿素含量,影响黑藻后期生长;(2)TR底质营养水平较低,该处理下黑藻生物量累积量较低;(3)HK底质能够充分满足黑藻生长的营养需求,且在高温季节对黑藻的生长和光合有利。相关分析表明,底质营养状况是影响黑藻生长的重要因素。     

Chromium accumulation in submerged aquatic plants treated with tannery effluent at Kanpur, India

Aquatic macrophytes have been widely studied because of their capability of absorbing contaminants from water and their subsequent use in biomonitoring. This study presents a comparison of Cr accumulating potential of submerged aquatic plants viz Vallisneria spiralis and Hydrilla verticillata. These plants were treated with various concentrations of treated tannery effluent collected from UASB, Jajmau, Kanpur under repeated exposure in controlled laboratory conditions in order to assess their maximum bioaccumulation potential. The maximum accumulation of 385.6 and 201.6 microg g(-1) dry weight was found in roots of V. spiralis and the whole plants of H. verticillata, respectively at 100% concentration after 9th day of effluent exposure. The chlorophyll and protein content of both species decreased with increase in effluent concentration and duration. At highest concentration and duration a maximum reduction of 67.4 and 62.66% in total chlorophyll content, 9.97 and 4.66% in carotenoid content and 62.66 and 59.36% in protein content was found in V. spiralis and H. verticillata respectively. Anatomical studies in both V. spiralis and H. verticillata was carried out to assess the effects of metal accumulation within the plants. Changes in the anatomical structures of both plants exhibits the capacity of these species to act as indicator of effluent toxicity. The high accumulation potential of Cr by both plants revealed their capability to remove pollutants from effluent.     

湖滨带植物群落对挟沙水体氮、磷污染物的截留效果

利用菖蒲(Gladiolus hybridus)、菱(Vallisneria spiralis)、黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria spiralis)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)及菹草(Potamogeton crispus)构建的人工湖滨带对挟沙水体氮、磷污染物的截留效果进行了研究。结果表明:人工湖滨带在截留水体悬浮泥沙颗粒物的同时可有效截留水体中的氮、磷营养物质,对防止富营养化具有积极的作用。一定的水力负荷下,滞留时间12h时,夏秋季节人工湖滨带对氮、磷的截留百分率分别为21.5%、34.8%,滞留24h时的氮、磷截留率分别为25%、31.1%。在冬春季节,滞留时间24h时,菹草对挟沙水体氮、磷的截留率分别为6.67%、10.83%,滞留时间48h时的总磷截留率为6.84%。不同水流滞留时间下人工湖滨带对挟沙水体氮磷的截留效果不同,滞留时间越长效果越明显,因此须保证一定的滞留时间才可取得较好的氮磷截流效果。人工湖滨带在截留径流氮、磷营养物的过程中,泥沙对氮、磷的吸附携带作用不容忽视。     

沉水植物与生态浮床组合对水产养殖污染控制的研究

通过2009年9月—2010年2月测定陆基围隔中水生植物种植密度、浮床水面覆盖率、水质状况、浮游藻类群落特征及水生生物生长状况,研究了沉水植物与植物浮床相结合的新型养殖水体净化模式对养虾塘污染原位净化及水质调控效果。结果表明,养虾塘第Ⅴ组围隔(单个围隔面积为3 m×3 m)内栽种苦草(Vallisneria natans)4.0 kg和轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)3.0 kg,与种植312株常绿鸢尾(Iris hexagonus)的植物浮床组合,对养殖污染的控制效果较好,TN、TP、CODMn分别从3.41、0.32、14.34 mg.L-1降至0.79、0.02和11.96 mg.L-1;第Ⅴ组围隔内浮游藻类Margalef指数为4.00,Shannon-Wiener多样性指数为3.32,Pielou均匀度指数为0.76,显示养殖水体环境较稳定,水质相对较好。     

铜离子对2种沉水植物种植水抑藻效应的影响

为了阐明铜离子对沉水植物化感抑藻作用的影响,利用2种常见且具有明显化感抑藻效应的沉水植物：马来眼子菜和苦草种植水进行了研究,分析了协同加入铜离子的情况下,种植水对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）脆杆藻（Fragilariasp．）和沙角衣藻（Chlamydomonas sajao）等单细胞蓝绿藻生长的抑制效应。铜离子投入量参考污水综合排放标准,综合考虑水生动物和藻类的耐铜毒性范围,在较低的范围内设置4个水平：100、150、200、250μg铜离子每升藻类培养液。研究结果表明,与不同水平铜离子混合后,种植水的抑藻效应出现4种情况,（1）被消除,100μg·L-1铜离子加入后,马来眼子菜种植水对脆杆藻、苦草种植水对铜绿微囊藻的抑制作用被消除。（2）被削弱,马来眼子菜种植水在加入100μg·L-1和150嵋·一铜离子2种情况下,对铜绿微囊藻抑制作用被削弱,加入200μg·L-1铜离子后,对脆杆藻抑制作用被削弱;苦草种植水在加入150μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻的抑制被削弱。（3）无变化,马来眼子菜种植水,分别加入200μg·L-1和250μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻抑制效应不受影响,分别加入150μg·L-1和250μg·L-1铜离子,对脆杆藻抑制效应不受影响;苦草种植水,加入150μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻抑制效应不受影响,加入100μg·L-1和150μg·L-1铜离子后,对沙角抑藻的抑制效应不受影响。（4）被强化,苦草种植水,分别加入200μg·L-1和250μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻、沙角抑藻的抑制效应均被强化。沉水植物化感抑藻物质主要是小分子的有机物,包括各种有机酸,而铜离子极易和水中的有机物发生络合反应．可能是铜离子与种植水中某些抑藻化感物质发生络合反应导致其抑藻效应受到影响．具体机制有待进一步研究。     

固城湖生物资源现状及近20年间的变化趋势

1999年对固城湖渔业生物资源进行了周年调查,结合1981年4月至1982年3月、1987年6月至1988年5月的2次调查资料,比较分析了固城湖生物资源的动态。研究结果表明,从1981年至1999年近20a间,固城湖浮游植物数量增加44.8倍,生物量增加40.6倍,生物多样性减少。浮游动物数量较20世纪80年代下降约50%,生物量高于80年代初期,低于80年代后期。底栖动物生物量下降,其中瓣鳃类、腹足类生物量下降明显,而寡毛类和摇蚊幼虫等数量与生物量增长显著。固城湖水生植物演替剧烈,水生植物群落结构发生了重大变化,已由苦草、轮叶黑藻群落演变为微齿眼子菜、菹草群落,渔业利用价值下降。每年大量水草腐烂沉积,使固城湖水质呈现不断下降趋势。指出加强对固城湖生物资源的调控和综合利用,是固城湖生态保护和建设的关键。     

不同形态磷对黑藻生长和生理特性的影响

研究了Hoagkand培养液中分别以磷酸二氢钾、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、甘油磷酸钠、ATP-Na为磷源时黑藻的生长及生理活性变化.获得了不同形态磷培养黑藻的干重、根系生长以及叶绿素含量、光合、呼吸、磷含量等指标.研究结果表明,磷酸二氢钾对黑藻的生长及生理活性影响最显著,是黑藻吸收的最佳磷形态;有机磷不利于根系生长,叶绿素a/b较高;六偏磷酸钠和焦磷酸钠促进根系早发,光合生产力低于磷酸二氢钾,叶绿素a/b高于磷酸二氢钾试验组.ATP-Na试验组黑藻呼吸率最高,甘油磷酸钠试验组黑藻光合生产力最高.各实验组黑藻磷含量均增加,黑藻对各形态磷均能吸收利用.图5表4参24     

水深梯度对黑藻生长的影响

采用盆栽试验方法,将黑藻(Hydrilla verticillata)顶枝种植在水下0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0 m处塑料盆内,研究水深对黑藻生长的影响。结果表明,水深能够明显影响黑藻的存活,当水深>2.5 m时,由于光照不足,黑藻生长受到了明显抑制,水深3.0、3.5、4.0 m处黑藻分别于试验第57、33、21天死亡。水深改变了黑藻植株形态。水深对黑藻株高的影响极显著(P<0.01)。试验80 d时,不同水深处黑藻的茎节数、节间距、分枝数均差异显著(P<0.05)。试验80 d时,水深0.5～2.0 m处,黑藻株高和茎节数随水深增加而逐渐增加,当水深>2.0 m时,随水深增加开始减少。试验80 d时,水深0.5～2.5 m处,黑藻节间距随水深增加而不断延长。同一生长时间黑藻分枝数随水深增加而递减。各水深梯度处黑藻生物量呈先升高后降低的趋势,水深0.5～1.5 m处黑藻生物量随深度增加呈上升趋势,水深1.5 m处生物量最大,水深2.0、2.5 m处生物量迅速降低,不同水深梯度间黑藻生物量差异极显著(P<0.01)。该试验条件下,黑藻的光补偿水深在水体平均透明度(1.0 m)...