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。     

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)...     

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?     

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。     

慈姑(Sagittaria trifolia)根系泌氧特征

借助高精度溶解氧微电极,研究了自然沉积物中慈姑(Sagittaria trifolia)根不同部位的泌氧能力差异以及光照对根系泌氧能力的影响。结果表明,慈姑根系不同部位的泌氧能力存在差异,光照和黑暗条件下根区氧气扩散层厚度由大到小依次为1/2根长(0.98、0.72 mm)、3/4根长(0.68、0.28 mm)、根尖(0.58、0.44 mm)和1/4根长(0.42、0.32 mm);光照条件下不同根长部位根表面溶解氧含量由大到小依次为1/2根长〔64.56%(以%空气饱和度计)〕、3/4根长(52.73%)、根尖(38.55%)和1/4根长(20.55%),这与根部泌氧屏障、通气组织发育程度和根组织呼吸代谢有关。无论有无光照,慈姑根均有泌氧产生,光照条件下根表面溶解氧含量和根区氧气扩散层厚度均高于黑暗条件;在光照和黑暗条件下1/2根长处根表面溶解氧含量均显著高于其他测定点(P<0.05);除1/2根长处以外的其他测定点,在光照条件下的根表面溶解氧含量差异显著(P<0.05),但在黑暗条件下趋于相同(P>0.05)。     

底泥氧化还原环境对苦草(Vallisneria natans)生理生态及重金属元素摄取的影响

有机物降解消耗溶解氧导致的底泥厌氧环境会显著影响水生植物的生长和水生植物对某些重金属的吸收。在模拟底泥厌氧条件下,以苦草(Vallisneria natans)为研究对象,研究了受重金属污染底泥在厌氧条件下对苦草的胁迫作用,以及对苦草吸收重金属的影响。结果表明:重金属污染底泥在厌氧条件下会降低苦草叶绿素含量、可溶性蛋白含量和过氧化物酶活性,提高可溶性糖含量,但一定程度的厌氧环境则会促进植物生物量的积累,同时增加苦草对Cr、Ni、Pb和Cu的吸收。厌氧条件下苦草地上部分Cr、Ni、Pb和Cu含量分别是非厌氧条件下的2.2、5.4、3.0和1.5倍;与之相反,底泥厌氧环境不利于植物吸收Zn,厌氧环境下苦草地上部和根系Zn含量只有非厌氧环境下的64%和81%。底泥的厌氧环境会影响沉水植物对底泥重金属的吸收量,这种影响因重金属元素种类不同而有所差异。     

浊度对苦草(Vallisneria natans)幼苗生长的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60和90NTU的浑浊水体,将苦草(Vallisneria natans)幼苗种植于上述水体中,测定幼苗的叶片长和叶片数,并利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM)测定幼苗的光合荧光特性,研究在不同浊度水体中水下光强对苦草幼苗生长的影响。结果表明,随着处理时间的延长和水体浊度的增大,苦草幼苗生长受到明显的影响。第30天时,在60和90NTU水体中,水下光强不足自然光强的4.5%,幼苗叶片出现发黄、折断现象,相对电子传递速率和饱和光强显著降低,非光化学淬灭系数显著升高,表明幼苗光合作用受到明显抑制。在对照水体中,水下的光强为水面光强的43.3%以上,苦草幼苗也受到抑制;而在水下光强≥7.1%的30NTU水体中,苦草幼苗有较高的光能利用率,幼苗生长较好。这表明苦草幼苗有一定的低光适应能力,光强范围大约是7.1%～43.3%,为在浑浊水体中恢复、重建苦草种群提供了一定的实验依据。     

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.     

三江平原小叶章和芦苇幼苗生长对低光胁迫的响应木

采用5种低光处理(100、200、400、600、1000 lx)研究了小叶章和芦苇幼苗成活和生长对低光胁迫的响应.两种湿地植物幼苗的成活率均随着光照强度的升高而显著增大,小叶章和芦苇幼苗全部成活的光照强度下限分别为400、1 000 lx.两种植物幼苗生长参数(根重、茎重、叶重、总生物量、绝对生长速率、相对生长速率、净同化速率)都随光照强度的升高显著增大,而叶生物量比和形态学参数(叶面积比、比叶面积)随光照强度的升高显著降低.可见,小叶章和芦苇幼苗生长明显受到光照的影响,幼苗可通过增大光合器官的投入适应低光环境.相对芦苇而言,小叶章幼苗在低光胁迫下形态可塑性大,小叶章更低的存活光强下限及更强的形态可塑性表明小叶章幼苗适应低光胁迫的能力大于芦苇,这可能是小叶章能成为三江平原典型草甸、湿草甸和沼泽群落的优势种,而芦苇只能成为伴生种的主要原因之一.图6表1参31     

三江平原小叶章和芦苇幼苗生长对低光胁迫的响应

采用5种低光处理000、200、400、600、1000lx）研究了小叶章和芦苇幼苗成活和生长对低光胁迫的响应．两种湿地植物幼苗的成活率均随着光照强度的升高而显著增大,小叶章和芦苇幼苗全部成活的光照强度下限分别为400、1000lx．两种植物幼苗生长参数（根重、茎重、叶重、总生物量、绝对生长速率、相对生长速率、净同化速率）都随光照强度的升高显著增大,而叶生物量比和形态学参数（叶面积比、比叶面积）随光照强度的升高显著降低．可见,小叶章和芦苇幼苗生长明显受到光照的影响,幼苗可通过增大光合器官的投入适应低光环境．相对芦苇而言,小叶章幼苗在低光胁迫下形态可塑性大,小叶章更低的存活光强下限及更强的形态可塑性表明小叶章幼苗适应低光胁迫的能力大于芦苇,这可能是小叶章能成为三江平原典型草甸、湿草甸和沼泽群落的优势种,而芦苇只能成为伴生种的主要原因之一．图6表1参31     

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。     

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。     

苦草密度对扰动引起各形态磷释放的影响

采用富营养化水体底泥培育苦草Vallisneria natans,构建密度0、20、40、100、300、450、600株·m-2的沉水植物苦草,模拟一次大风浪扰动过程扰动24 h,然后静置126 h。监测扰动和静置过程中不同密度苦草条件下水体中各形态磷含量的变化,及水体浊度的变化规律和水体中悬浮颗粒物结构。实验结果表明：苦草密度为0、20和40株·m-2的实验组扰动初浊度和水体中各形态磷含量迅速升高,并在第10 h左右达到最大值,随后下降。当苦草密度大于100株·m-2时,水体中浊度和各形态磷含量扰动前后无明显变化。随着沉水植物密度的增加,扰动所引起沉积物磷释放总量呈指数曲线降低。不同密度的苦草水体悬浮物的中值粒径在扰动后3 h达到最大值,但是在扰动后期,中值粒径开始下降,并且在实验第36 h达到最小值。数学模拟表明水体中各形态磷的含量与扰动实验时间和苦草密度的关系函数模拟均达到极显著水平。本实验研究说明：沉水植物密度的增加能显著抑制沉积物中磷的释放,并且当苦草密度大于100株·m-2时扰动所引起的沉积物磷释放影响不显著。扰动所引起的悬浮物的粒度变小,比表面积增大,对磷的吸附能力就越强,是水体扰动后期磷含量降低的主要原因。     

A 1955�C2004 record of Hg contamination in Dianshan Lake sediments, Shanghai

Measuring Hg levels of water sediments is one of the primary routes to assess the trend of the contamination. Little work has been carried out in the Yangtze Delta to track the trend of mercury contamination caused by Shanghai, which is one of the fastest growing economies in the world today. The mercury concentration in the sedimentary cores from Dianshan Lake, Shanghai is studied here. Results show that mercury transported to Dianshan Lake from emissions of coal combustion and non-coal sources in the Yangtze Delta was greater after 1979. We found also that before 1979 mercury levels changed less with time than after 1979. Before 1967 Hg levels were more variable than in the 1970s. Moreover, the mercury dissolved in river water and bound to particles of water that flow past downtown Shanghai is different from that observed in Dianshan Lake, which is located in upper Shanghai. This indicates that atmospheric Hg deposition is probably the main source of mercury in Dianshan Lake. These results are important for the establishment of environmental protections and pollution treatment proposals for mercury in similar areas of the world, as well as in Shanghai.     

淀山湖浮游藻类增长的氮磷限制性营养研究

2009年1月至12月对淀山湖浮游藻类生物量及主要营养元素N、P含量进行了监测,并利用藻类增长的生物学评价（NEB）方法对浮游藻类增长的限制性营养元素进行了研究,采用双变量相关性分析了水体中N、P含量与浮游藻类生物量的相关性.结果表明,磷含量与藻类生物量有显著的正相关（Rmax=0.980）,添加磷能明显促进藻类生物量...     

淀山湖湿地及其生态功能与利用

淀山湖是上海市唯一的淡水湖泊，面积约６２ｋｍ２。淀山湖湿地的形成主要是地质、地貌、气候、水文等自然因素和人类活动影响长期相互作用的结果。本文着重讨论了淀山湖湿地的生产功能和环境生态功能，并对湖泊湿地的利用与保护提供了建议。     

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。     

初春苦草腐解过程中营养盐释放过程及规律

采用室内模拟方法研究初春温度条件下苦草在腐解过程中碳、氮和磷的释放过程,研究沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律.结果表明,在初春温度条件下,苦草迅速腐解,向水体释放大量碳、氮和磷.随着时间的推移,苦草向水体释放的磷大部分沉积进入底泥,而氮则是部分沉积进入底泥,部分以气体形式移出水体.苦草腐烂分解产生的厌氧条件和大量有机碳的供给促进了水体反硝化作用并加快氮素移出水体.较大的生物残留量会引起水体缺氧,同时产生大量营养盐,导致水质严重恶化,因此需要适时收割水生植物来控制水体残留生物量.