冬季降温对菹草叶片光合荧光特性的影响

将菹草(Potamogeton cripus)石芽种植于室外水体中,萌发后选择发育程度相近的幼苗,在冬季降温期间利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM)测定幼苗叶片的FV/Fm和光响应恢复曲线.结果表明,在冬季水温低于7℃的条件下菹草叶片FV/Fm显著降低(P<0.01).水温回复到9～10℃后,FV/Fm逐渐增大;光强的降低有利于FV/Fm的恢复.进一步研究植株的光响应恢复曲线发现,第4-10天,水温<7℃,菹草叶片有效荧光产量(ΔFV'/Fm)的光响应能力和暗恢复能力显著下降;同时,热耗散能力和暗恢复能力也显著降低,发生光抑制的可能性增大.当水温升高到9～10℃时,ΔFV/Fm和非光化学淬灭(NPQ)随光强降低和实验天数的增加逐渐得到恢复.因而,水温9～10℃可能是冬季菹草进行正常光合作用的临界温度;菹草在低温(<7℃)、高光照条件下易发生光抑制,导致PSII受到伤害.     

光照对菹草（Potamogeton cripus）幼苗生长发育和光合荧光特性的影响

用遮光法获得5%、1%、0.5%、0.1%、0.05%伞光照共5个不同光照强度的水体,将菹草(Potamogeton cripus)萌发幼苗置于上述水体.观测幼苗生长发育状况,并利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM)测定其光合荧光特性.结果表明:(1)不同光照强度对菹草幼苗生长发育影响显著;随光强减弱,菹草幼苗株高、叶片数、生物量增长率显著降低(P<0.01);(2)菹草幼苗的最大光化学量子产量(Fv/Fm)随光强减弱而降低,实验第16天时,0.5%、0.1%、0.05%实验组Fv/Fm值仅为对照组的65%、53%和42%;(3)随光强减弱,幼苗吸收光能用于光化学电子传递的份额(qP)减少,第16天时,0.5%、0.1%、0.05%实验组的qP值为对照组的68%、67%、53%;(4)光强减弱导致0.5%实验组qN先升高后降低,0.1%、0.05%实验组的qN值则表现出显著下降趋势,表明幼苘在较低光强条件下,叶片PSII光能转换效率显著下降,进入PSII光化学过程的激发能减少,热耗散激发能也相应减少;(5)光强减弱导致电子在光合链中的传递速率(ETR)品著下降,第16天时,1%、0.5%、0.1%、0.05%实验组ETR分别为对照的70%、63%、56%、36%,导致参与CO2的电子减少,光合作用降低.快速光响应曲线测定结果表明,幼苗ETRmax随光强减弱呈下降趋势,光响应能力随光强的减弱显著下降.     

两种富营养化水体对植物生长及光合荧光特性的影响

采用水培方法,研究水芹（Oenanthe javanica）、美人蕉（Canna indica）、菖蒲（Acorus calamus）在两种富营养化水体中生长、部分光合荧光特性的变化,结果表明：（1）营养盐对水芹、美人蕉株高、根长有显著影响,2种植物在低营养盐水体（L）中株高、根长增长率显著低于高营养盐水体（H）,生物量亦表现为L组〈H组,而菖蒲在2种水体中株高、根长,生物量等无显著差异（p〈0.05）;（2）水芹、美人蕉叶片的叶绿素a（Chla）,叶绿素b（Chlb）在L组中含量低,在H组中含量高,w（Chla）/w（Chlb）则随营养盐浓度的升高而降低。菖蒲叶片Chla,Chlb,Car、w（Chla）/w（Chlb）在两实验水体中无显著差异;（3）水芹、美人蕉叶片的Fv/Fm,Yield,qP,re,t,max值及其饱和光强随营养盐浓度的降低而显著降低,qN值变化趋势正好相反,表明在低营养盐水体中,两种植物光系统II（PS II）光能转换效率显著下降,且PS II将吸收过剩的能量通过热耗散的形式释放,以保护自身组织免受过剩光的损害,体现了两种植物在营养盐缺失下的自我保护机制,而菖蒲叶片Fv/Fm,Yield,qP,qN以及快速光响应曲线在L组、H组中均显著差异（p〉0.05）,表明在本文设定的营养盐浓度范围内,菖蒲叶片的光合作用能力未受到显著影响。     

菹草生理特性对底质物理性质变化的响应

沉水植物的恢复是水生态修复的关键,但在光照、溶解氧以及水力条件等满足的情况下,不同性质的底质会影响沉水植物的生长。以菹草（Potrmogeton crispus）为研究对象,通过向过适宜营养条件下的底泥中添加原底泥30%、70%、100%体积量的沙,以改变底质的物理性质,在30 d内测定菹草的过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、植物叶绿素、植物干物率、植物根系活力的变化情况。结果表明,几种处理试验组中,掺加原底泥体积70%沙组的CAT活性响应得较慢,在第20天时才达最大;全底泥和掺加原底泥体积30%沙的2个试验组10 d后POD活性持续上升,而掺加原底泥体积70%和100%组对POD的响应则几乎停止;各试验组植物叶绿素整体呈现下降趋势,但掺加原底泥体积100%沙组中植物叶绿素最高。植物干物率在20 d后都呈现下降的趋势。研究表明,若只通过加沙改变河道底质性质,则加原底泥体积70%～100%的沙对菹草的生长相对最有利。     

菹草在低浓度含铜尾水净化过程中的毒性研究

将菹草(Potamogeton crispus)种植于不同浓度的含游离态(CuSO4)和螯合态(EDTA-Cu)铜离子模拟尾水中,定期观测菹草在不同浓度、不同形态含铜尾水中的生长状况,并用水下饱和脉冲叶绿素荧光仪测定菹草光合作用PSⅡ有效荧光产量(Fv/Fm)、光化学荧光淬灭系数(qP)和非光化学荧光淬灭系数(qN)等指标,以研究菹草在低浓度含铜尾水净化过程中的生态效应。结果表明,菹草对铜离子有吸附或富集作用,且对CuSO4的吸附或富集能力大于EDTA-Cu。CuSO4对菹草的毒性作用小,且对菹草生长有一定的促进作用;随着铜离子浓度(0.01、0.3、0.5和1.0 mg·L-1)的递增,CuSO4各试验组菹草叶片数增加量分别是对照组的292.5%、390.0%、155.0%和45.0%。而EDTA-Cu在试验浓度范围内对菹草的生长影响较小,毒性作用不明显。随游离态和螯合态铜离子浓度的提高,相对光合电子传递速率(RET)、Fv/Fm、qP和qN变化明显,表明一定浓度的铜离子增强了菹草的光电子传递速率和份额,铜离子对PSⅡ反应中心的毒性作用较小,可以促进其光合作用。     

冬季菹草对悬浮泥沙的影响

利用冬季沉水植物菹草构建由浅水到深水的串联系统,含沙水依次流经浅水区和深水区,测定各级菹草对水体悬浮泥沙含量和沉降量的影响.结果显示,菹草系统可以降低水体中悬浮泥沙含量,并随水力停留时间延长而降低程度加大.各运行条件下,菹草系统悬浮泥沙平均沉降量65.7 g·m-2,比对照组高39.4%.菹草表面泥沙的吸附是一个"吸附-沉降-再吸附" 的动态过程,吸附量为3.26～5.69 g·kg-1.菹草对冬季水生态系统的自净功能起着十分重要的作用.     

泥沙淤积对菹草萌发与初期生长的影响

泥沙淤积对菹草萌发与初期生长影响的试验研究结果表明,泥沙淤积会延迟菹草石芽的萌发,但泥沙淤积不会明显影响菹草石芽最终的萌发率;淤积厚度对菹草萌发苗的叶片数影响不明显,叶片长度、宽度和叶片面积随泥沙淤积厚度增加而减小,叶片的长/宽比值则随泥沙淤积厚度的增加而增加;菹草单株平均生物量随淤积厚度的增加而减小.     

外源脱落酸(ABA)增强菹草抗镉(Cd2+)胁迫能力

以高等沉水植物菹草(Potamogen crispus)为试验材料,观察4 mg·L-1 Cd2 胁迫条件下外施脱落酸(abscisic acid,ABA)对菹草某些生理生化指标的影响.结果表明,外施ABA可以明显减轻Cd2 毒害作用,使Cd2 胁迫下菹草叶片中叶绿素、可溶性蛋白、脯氨酸含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性提高,过氧化物酶(POD)活性和O(-)/(·)2产生速率降低,且以施用2.5～5 μmol·L-1 ABA效果最好.     

菹草生长对沉积物间隙水中各形态磷浓度的影响

通过人工构建湖泊生态系统,用湖泊沉积物的上层泥和下层泥分别代表清淤前后的2种基质,研究菹草(Potamogeton crispus)生长对沉积物不同层次间隙水中各形态磷浓度的影响.垂直方向上,将2种基质中的间隙水分为表层、中层和底层3个层次.结果表明,菹草生长能够不同程度地降低各层间隙水中磷浓度,上层泥和下层泥2种基质均表现为表层间隙水溶解性总磷(DTP)和溶解性活性磷(SRP)含量降低幅度最大,DTP含量分别降低68.97％和83.09％,SRP含量分别降低54.57％和96.02％.菹草的吸收作用使得各层间隙水中磷浓度均低于无沉水植物的对照组.试验结束时,2种沉积物中TP含量降低幅度差异不显著,说明疏浚前后种植菹草均可有效控制湖泊内源磷污染.     

菹草石芽萌发及幼苗生长对光、温因子的响应

试验分冬夏2季进行.冬季采用盆栽试验方法,研究了菹草石芽在弱光环境下的萌发和幼苗生长以及弱光对菹草叶片光合效率的影响.冬季试验共设6个光照处理,即:2×104～5×104(对照,晴天中午最大[光]照度)、350～450、160～260、60～80、30～50、0～30 lx,试验时间为67 d.夏季试验在光照培养箱内进行,研究高温条件下石芽萌发的[光]照度阈值.夏季试验设6个光照处理,即:1 400、970、660、450、160、120 lx.结果表明:(1)冬季试验,栽培45 d时菹草石芽全部萌发,光照对石芽萌发无显著影响;夏季水温(32±1) ℃条件下,石芽萌发的[光]照度阈值为120～160 lx,[光]照度达到1 400 lx,石芽就能够达到自然萌发率.(2)菹草幼苗生长前期,5个弱光处理菹草株高生长速率(约1.20 cm·d-1)快于光照较充足的对照(0.92 cm·d-1);幼苗生长后期,对照菹草生长速率(3.15 cm·d-1)快于5个弱光处理菹草生长速率(1.09 cm·d-1),且各处理叶片数并未随株高的增加而增加.(3)冬季试验,菹草石芽萌发后的第39天,对照及各处理菹草幼苗的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qp)随着[光]照度的减弱而下降,弱光对菹草幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)产生显著影响;非光化学淬灭系数(qn)随[光]照度的减弱而增加,对菹草幼苗叶片PSⅡ有一定的保护作用.(4)从快速光响应曲线可以看出,长期光照不足导致菹草植株的光响应能力显著降低.     

玄武湖菹草种群空间格局分析及其环境效应

大型水生植物的分布格局与空间尺度有着密切关系,传统的分析方法只能分析一种尺度下的格局。引入点格局分析,以种群空间分布坐标点图为基础,分析各种尺度下的种群格局。运用点格局分析对玄武湖菹草种群的空间分布格局进行研究,并结合N、P等水质指标探讨其环境效应。结果表明,玄武湖菹草种群分布集群特征明显,且在尺度232~344m内聚集最为明显。从水质监测结果看,菹草种群有利于改善水体环境,无种群区的TN、TP和NO3-N浓度明显高于有种群区;溶解氧(DO)则表现为有种群区高于无种群区。菹草在空间分布上的明显规律性,会进一步导致水质参数的空间异质性。     

扎龙河滨湿地水体营养化污染特征及水环境恢复对策

对扎龙湿地水体富营养化污染状况进行调查，指出沼泽湿地、湖泊湿地TN、TP、BOD，等多项水质指标都已严重超标；阐明了营养物年季变化特征；总结了扎龙湿地水体富营养化发展趋势；提出了保障湿地供水、生态工程恢复及控制流域地表水污染的多项管理策略。     

Photosynthetic and growth responses of Japanese sasabamo (Potamogeton wrightii Morong) under different photoperiods and nutrient conditions

Controlled laboratory experiments were conducted to examine how photosynthesis and growth occur in Potamogeton wrightii Morong under different photoperiods and nutrient conditions. The experiment was based on a 3×2 factorial design with three photoperiods (16, 12 and 8 h) of 200 μE · m^?2·s^?1 irradiance and two nutrient conditions, high (90 μmol N · L^?1·d^?1 and 9 μmol P · L^?1·d^?1) and low (30 μmol N L^?1·d^?1 and 3 μmol P · L^?1·d^?1). After 14, 28, 56 and 70 days of growth, plants were harvested to determine net photosynthesis rate and various growth parameters. Above- and below-ground biomass were investigated on days 56 and 70 only. Plants under low nutrient conditions had greater leaf area, more chlorophyll a, a higher rate of net photosynthesis and accumulated more above- and below-ground biomass than plants in the high nutrient condition. Plants with an 8 h photoperiod in the low nutrient condition had a significantly higher rate of net photosynthesis, whereas 8 h photoperiod plants in the high nutrient condition had a lower rate of net photosynthesis and their photosynthetic capacity collapsed on day 70. We conclude that P. wrightii has the photosynthetic plasticity to overcome the effects of a shorter photoperiod under a tolerable nutrient state.     

水动力过程后湖泊水体磷素变化及其对富营养化的贡献

对水动力过程后水体磷素的变化作了研究，并就其对富营养化的贡献作了分析探讨。研究表明，水动力过程后，TP的质量浓度因重力对含磷颗粒的作用而随沉降时间的延长而渐渐变小，且初期幅度大，后期则趋于平稳；而TDP的质量浓度则在初期因悬浮物的脱附作用而增大，继而随着悬浮物的粘带作用沉降而减少，但经足够长的静置沉降，其又由于水底沉积物的释放作用而增加，有初期“汇”，后期“源”的特点。而分析则表明：水动力过程后。水体磷素会因沉降而变小，但在相当长(50min)的时间里，其质量浓度仍处于高值，从而为湖泊的富营养化提供了最为必要的营养成分，加上不停地受到包括风动力在内的影响，这应是浅水湖泊富营养化，并难以治理的根源。