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。     

沉水植物生长期对沉积物和上覆水之间磷迁移的影响

分别在春季培养黑藻(Hydrilla verticillata)和苦草(Vallisneria natans),在冬季培养菹草(Potamogeton crispus),跟踪监测在沉水植物影响下环境因子的变化,及上覆水和沉积物各形态磷的浓度变化,以探讨沉水植物对磷在沉积物和上覆水中迁移转化的规律.结果表明,不同季节实验条件下沉水植物均能不同程度降低上覆水中各形态磷的浓度.在植物生长期上覆水磷浓度保持在相对较低的水平,黑藻、苦草和菹草组上覆水中总磷(TP)的浓度分别保持在0.03～0.05、0.04～0.12和0.02～0.11 mg.L-1.沉水植物组沉积物中各形态磷的浓度均呈现不同程度的降低,黑藻、苦草和菹草组沉积物TP的含量最大降低幅度分别为35.34、60.67和25.92 mg.kg-1.植物组上覆水溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)和pH均显著提高(DO 10.0～14.0mg.L-1;Eh 185～240 mV;pH 8.0～11.0),沉积物中Eh(-140～-23 mV)也明显提高,并使得沉积中pH保持在中性范围内(7.2～8.0).沉水植物通过提高上覆水中的DO、Eh和pH及沉积物Eh的方式影响上覆水和沉积物之间磷的迁移转化.     

刈割对生态浮床植物黑麦草光合作用及其对氮磷等净化效果的影响

以多花黑麦草为试材,通过水培实验方法,研究刈割强度对黑麦草生长、光合作用以及对污染水体氮、磷等去除效果的影响.结果表明,①刈割显著促进黑麦草新芽再生能力,刈割后5～13 d,C2（留茬2 cm）实验组新芽再生速率达2.78 cm·d^-1,远高于不刈割组（0.88 cm·d^-1）;刈割组株高、现存生物量以及生产量均大于不刈割组,且随刈割强度的增加,植物补偿指数显著变化,其中重度刈割（留茬高度≤5 cm）试验组新芽高度以及累积生物量分别为40.6～44.0 cm、31.6～37.2 g,均表现为超补偿作用,表明重度刈割有利于黑麦草生物量的累积;②刈割对黑麦草叶片叶绿素组成具有一定影响,其中C2组叶绿素a、叶绿素a/b 最大,为1.85 mg·g^-1、 3.18, C1（不刈割）组最小,为C2组的89.29%、90.13%;③刈割对黑麦草叶片叶绿素荧光参数有显著影响,随刈割强度的增加,PSⅡ的实际光能转化效率（ФPSⅡ）以及PSⅡ的非循环电子传递速率（ETR）均有所升高,其中C2组ФPSⅡ、ETR分别为C1组的1.13、1.09倍,表明刈割显著提高了叶片对光能的转化,使植物光合作用能力提高;④刈割显著提高了黑麦草系统对氮、磷等的去除效果,且刈割强度越大,浮床系统对TN、NH⁺₄-N、TP、COD的去除率越好,其中C2组对TN、NH⁺₄-N、TP、COD的去除率比C1组高1.07、1.20、1.05、1.44倍,远高于无植物系统的去除率;⑤留茬2～5 cm为黑麦草刈割最佳高度,此结论可为浮床植物科学管理提供重要依据.