Effects of visible light radiation on macrophyte litter degradation and nutrient release in water samples from a eutrophic shallow lake

Visible light is a major fraction of the solar spectrum; however, information on visible light radiation of macrophyte detritus is lacking. In this study, we conducted a microcosm experiment to assess the effects of visible light radiation on degradation of two litter species: Potamogeton malaianus (P. malaianus) and Phragmites australis (Ph. australis). This research represents an investigation of mass loss, microbial activity and nutrients released over a period of 168 days. Overall, we found that visible light radiation had significant effects on litter decomposition, but it did not affect the microbial activities which degrade cellulose and lignin. The decomposition rate order of the three components in P. malaianus and Ph. australis in treatments was: cellulose?>?hemicellulose?>?lignin. The visible light radiation mainly affected the degradation of lignin, which is the primary compound in litter susceptible to photodegradation. The exposure to visible light radiation up to 17.6?Wm^?2 stimulated the dissolved organic carbon release and reduced the molecular weight to less reactive. Meanwhile, no obvious difference in nutrient contents (TP, TN, NO₃–N, NO₂–N, and NH₃–N) was observed among different visible light intensities. The results of this study contribute to better understanding of the photochemical behaviour of macrophyte litter in shallow lakes.     

夏季富营养化滆湖中沉水植物群落重建及水质净化效果

通过滆湖原位围隔试验分析了不同单种及混种沉水植物群落随环境变化的生长状况及对水质的净化效果.结果表明:(1)夏季,沉水植物生物量的平均值与透明度/水位存在显著线性相关性,进一步表明沉水植物的生长在很大程度上依赖于光强和水深.(2)各植物区(除马来眼子菜区外)的高锰酸盐指数、TN高于空白对照区.(3)对比空白对照区,苦草...     

罗非鱼-附着藻-沉水植物相互关系研究进展

在浅水富营养化湖泊中,沉水植被是决定湖泊清水态或混水态的关键因子。而附着藻对沉水植物强烈的遮阴作用以及对碳源、营养盐等资源强烈的竞争,成为限制沉水植物群落生长和发展的关键因子。罗非鱼作为一种杂食性鱼类,具有牧食附着藻的能力,其下行效应（top-down effect）可以在一定程度上减轻附着藻对沉水植物生长的这种不利影响。因此,作为我国南方水体中的优势种类,适当种群密度的罗非鱼在富营养化浅水湖泊生态修复过程中是可加以利用,并在一定程度上抑制了附着藻的生长和发展,有利于浅水湖泊的生态修复和管理。同时,罗非鱼也具有通过摄食、排泄等活动加速水体氮、磷营养盐再生,牧食浮游动物、沉水植物等不利的一面。因此,在综合考虑多种因素条件下,需要对罗非鱼-附着藻-沉水植物三者之间的相互关系进行深入研究,探讨生态系统对罗非鱼的响应,这对我国南方浅水富营养化湖泊的生态恢复与管理,尤其是沉水植被的重建与保护具有重要的理论意义和实践价值。     

电解-水生植物-软隔离带复合技术治理重污染河流的中试研究

为了探索重污染河流的治理技术，2011年3月在无锡市新区鸿山镇徐塘桥河开展生态治理示范工程，通过电解技术、种植高等水生植物和构建软隔离带复合工程技术改善河流水质。实验结果表明，通过电解技术，可以迅速降低TP、氨氮（NH4＋-N）和COD；但较难减少TN。通过软隔离带可以有效隔离外源污染，在较短时间内改善河流TN、TP、COD的平均水平，但是难以提高河流的生态系统稳定性。电解能够有效的降解大分子有机物，为水生植物提供良好的生长环境，之后再种植水生植物，能够进一步降低的TN、TP。通过电解一水生植物一软隔离带复合技术不仅能够全面改善河流水质的平均水平，而且能够修复水生生态系统，提高生态系统稳定性。     

水生植物修复氮、磷污染水体研究进展

氮、磷是引起水体富营养化、导致水质恶化的重要因素,因此去除氮、磷一直是污水处理的重要任务.鉴于传统物理、化学方法存在的操作难、成本高、易产生二次污染等问题,人们越来越多地将目光转向利用水生植物去除氮、磷营养物质、净化水质上.介绍了近年来国内外应用水生植物修复氮、磷污染水体的方法、效果及其影响因素,探讨了水生植物净化污染水体的机制.针对目前研究中的不足,提出今后应在不同植物种类开发、植物组合优化以及植物的净化机制等方面加强研究.     

Uptake of seven metals by two macrophytes species: potential for phytoaccumulation and phytoremediation

Aquatic macrophytes can be used in the studies of quality of water ecosystems and in monitoring of metals and other pollutants. The aim of this study was to assess concentration levels, accumulation and distribution of seven metals in selected plant parts of Typha angustifolia L. and Iris pseudacorus L., in comparison with sediment and water samples of a reservoir. Metal content in the samples was determined by optical emission spectrometry (ICP-OES iCAP 6500). The concentrations of all examined metals were higher in the sediment than in the water samples. In plants, metal concentrations depended on plant species and organs. The roots/rhizomes were primary organs for metal concentration and accumulation. T. angustifolia L. accumulated Mn and Cu, and I. pseudacorus L. accumulated Cd and Cu in the fruits. T. angustifolia L. hyperaccumulated As. The values of enrichment coefficients and translocation factors were: 0 to 3.31 and 0 to 2.39, respectively. The plant species investigated absorb, translocate and accumulate metals in their organs differently, which provides advantages in combining them for remediation of wasted aquatic ecosystems.     

太湖草型湖区沉积物再悬浮对水体营养盐的影响

再悬浮过程中沉积物对水体营养盐的内源贡献是湖泊,特别是浅水湖泊富营养化研究中的重要问题.采用原位沉积物柱样和原状上覆水的Y型扰动装置,被用来研究常规风情下太湖草型湖区沉积物的再悬浮和沉降过程对水体营养盐负荷的影响.结果表明,小风和中风的再悬浮过程导致水体氨氮和磷酸根磷含量显著下降,单位面积水柱含量最大变化量分别为-0.140 g·m-2和-1.59 mg·m-2;大风条件下,水体氨氮含量下降幅度很小,磷酸盐则出现明显增加趋势,最大增量为0.81mg·m-2.再悬浮过程之后的沉降过程中,中、小风条件的水体氨氮含量变小,大风条件的含量没有明显变化.磷酸根磷含量在中、小风条件下与风浪前差别较小,大风条件的含量则明显增大,最大增量为1.36 mg·m-2.因此,沉积物的再悬浮过程和沉降过程对上覆水体的营养盐动态负荷都产生重要影响.与太湖无植被湖区的研究结果对比说明,水生植物的存在对风浪作用下沉积物与上覆水的物质交换有一定的抑制作用.     

太湖上游水环境对植物分布格局的影响机制

对北太湖上游流域的苏南第二大湖泊滆湖及其入太湖的主要河流(太滆运河与漕桥河)的水质和水生植被开展调查、评价与环境生态学研究。调查结果表明所有样点水质均超富营养化,尤以太滆运河与漕桥河的水体污染为甚。通过PCA综合评价,河流绝大多数河段已是Ⅳ类水体,滆湖也已呈Ⅲ类水体。对水生植物类群调查而言,调查发现太隔运河和漕桥河中上游河段水生植物多样性指数均很小,凤眼莲、芦苇和菰为优势种,沉水植被分布很少,群落退化严重,耐污种篦齿眼子菜和水盾草占优势;在湖泊中心区,沉水植物已完全退化。聚类分析发现所调查的植物可分为3大类群。PCO和CCA分别表明河流与湖泊所在的样点间的水体理化性状出现很明显的分离;该流域水体中不同形态N、P含量或底泥N、P含量主要影响水生植物种类组成和分布。     

野鸭湖湿地挺水植物磷素截留量动态变化分析

野鸭湖湿地位于官厅水库上游,在截留养分、预防水库水体富营养化方面发挥着重要作用.通过野鸭湖湿地中4种优势挺水植物(茭白、扁秆藨草、香蒲、芦苇)的分布区域研究,分析了植物生物量及养分元素磷含量随季节的动态变化特征,得到了研究区域内4种挺水植物对磷素截留总量的动态变化.结果表明,研究区域内4种优势挺水植物地上部分磷含量为茭白>香蒲>扁秆藨草>芦苇;地下部分磷含量呈现茭白>扁秆藨草>香蒲>芦苇的分布特点;4种植物的地上部分和地下部分磷含量均随生长季节而降低;4种植物的单位面积磷素蓄积能力存在明显差异,表现为茭白>香蒲>扁秆藨草>芦苇的规律,其单位面积蓄积峰值依次为4910、4140、2190和1390g.m-2;研究区域内挺水植物磷素蓄积总量在夏季达到峰值2210.8kg,最小值出现在冬季,为1263.5kg;区域内上、中、下游挺水植物的磷素截留总量依次递减.     

沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响

为明确沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响机制,在采自于太湖草、藻型湖区的沉积物柱状样中种植沉水植物后进行破坏性采样,测定沉积物-水界面以上5 cm上覆水的营养盐含量和沉积物的含水量、中值粒径、w(TOC)、w(TON)、w(TP)、金属元素含量等的垂直分布和氧气侵蚀深度.结果表明,种植沉水植物对沉积物-水界面环境特征的影响主要为:①显著降低了上覆水中ρ(PO43--P)[草型湖区上覆水由(7.98±1.85) μg/L降至(4.65±1.16) μg/L,藻型湖区上覆水由(7.86±0.84) μg/L降至(4.89±0.48) μg/L]和草型湖区上覆水中的ρ(DOC)[由(6.64±0.41) mg/L降至(4.73±0.69) mg/L],但没有引起上覆水中ρ(NO3--N)、ρ(NO2--N)和ρ(NH4+-N)的显著差异;②明显提高表层沉积物的含水量,减小草型湖区沉积物表层的中值粒径;③降低草型湖区沉积物表层2 cm内w(TOC)和w(TON),增加草型湖区上层沉积物中w(TP);④明显降低草型湖区沉积物中w(Ca)和w(Mg),但对草、藻型湖区沉积物中的Al,K,Cu,Pb和Zn的含量影响都不明显;⑤藻型湖区沉积物中氧气侵蚀深度由1.6 mm增至3.O mm,草型湖区沉积物则由3.7 mm增至24.0 mm.