白洋淀水生植物腐解水质效应与元素去向动态平衡

采用室内模拟的方法研究了白洋淀典型沉水植物菹草、挺水植物芦苇腐解过程的水质效应,并定量探究了两种植物腐解过程中碳、氮、磷元素在植物残体、水体和沉积碎屑等不同要素中的动态迁移转化规律,旨在为水环境模拟中主导水质过程确定提供基础.结果显示,菹草、芦苇腐解过程中C、N、P元素释放速率表现为P＞C＞N,腐解可引起水体C、N、P等指标呈先升高后降低并最终稳定的变化趋势.菹草腐解速率为0.082 d^-1,分别在第16、16、8 d对水体C、N、P指标影响达到最大,此时菹草体内40.6%的C、31.8%的N和71.5%的P以溶解态和悬浮碎屑态转移到水体中,导致水体水质劣于地表Ⅴ类标准.菹草44 d的腐解量占总生物量的72.1%;留存在水体中的C、N、P比例分别由最高的33.7%、32.8%和66.8%减小为11.1%、7.2%和8.0% ;以气体形式离开水体的C占29.8%、N占16.3%,转变为沉积碎屑的C、N、P占比分别为38.5%、52.7%、76.2%.芦苇腐解的整个过程中,水体中溶解态C占比一直处于1.9%~4.2%的较低状态,溶解态N、P占比最高分别为16.8%和10.0%. 芦苇腐解90 d时,腐解量占初始生物质量的18.1%,此时留存在水体中的C、N、P占比不足3%,植物残体C、N、P占比分别为62.8%、73.6%和33.3%.腐解过程中的元素去向动态平衡计算说明,沉水植物菹草腐解对白洋淀水质影响时间相对集中,主要影响途径为植物残体腐解,C、N、P以可溶态和悬浮碎屑态直接进入水体;挺水植物芦苇腐解速度较慢且相对均一,对白洋淀水质尤其是DOC影响持续时间长、累积效应大, 通过植物残体腐解和沉积碎屑释放2种途径共同影响水质.