凤眼莲的容量对净化、利用的影响

本文叙述了凤眼莲的种群密度与生长之间的关系，求出了凤眼莲种群增长的内禀自然增长率，容量以及凤眼莲高产的最佳和群密度，为以凤眼莲为主的污水资源化生态工程的高效净化提供了科学依据和措施。     

凤眼莲净化城市污水厂二级出水中的氮和磷

本文系实验室小试及模拟河道中试情况,利用凤眼莲净化二级出水氮,磷,水力停留时间3～5日,TN、TP去除率分别可达40%和68%以上.凤眼莲净化TN负荷是密度及温度的函数.通过试验确定了凤眼莲在二级出水的Logistic增长计算参数r、k.     

从上海市凤眼莲的生活史特征与繁殖策略探讨其控制对策

凤眼莲是上海地区水体中危害最严重的外来人侵种之一。通过对上海地区凤眼莲种群的连续监测，探究其生活史特征及其繁殖策略，结果表明，1）每年3～5月为凤眼莲的萌芽阶段，7月下旬为凤眼莲爆发起始时期，8～12月为凤眼莲爆发的高峰期，12月下旬凤眼莲开始枯萎死亡。但其腋芽能够存活越冬，是来年凤眼莲爆发的种源。2）上海地区凤眼莲主要以无性繁殖为主。导致该结果的内因是凤眼莲具有高的克隆生长潜力，外因是上海市水体富营养化严重。3）河道内其它水生植物的广泛分布是凤眼莲固着生长的主要机制，这些植物主要为：喜旱莲子草、菰、芦苇、牛筋草和千金子等。有鉴于此，根据上海市凤眼莲的生活史特征和繁殖策略，提出其综合防治对策为：1）最佳的打捞时期为12月至翌年6月，以去处种源为目标；2）清理河道内及堤岸上的水生杂草；3）开展生物防治的研究；4）加强与周边省份的协调合作。     

基于遥感技术的太湖放养凤眼莲的生长模型

根据从卫星遥感影像或全球定位系统获得的凤眼莲面积变化数据,对在开放水域中大面积放养凤眼莲面积变化的研究,建立了放养凤眼莲生长的Logistic动力学模型来估算凤眼莲面积。在太湖竺山湾凤眼莲放养试验表明：从2009年8月4日到10月15日,凤眼莲面积从54 250.34 m2增加到135 525.66 m2,建立的估计凤眼莲面积的Logistic模型的环境容量k s为2 697 210.03,面积增长率rs为0.012 4,对试验数据的拟合优度检验R 2为0.975 3,F检验为78.93,均方根误差RMSE为2 705.55,表明该模型准确模拟了凤眼莲生长的动力学特征。     

松嫩草地羊草克隆构型特征在不同种群密度下的可塑性

对不同密度羊草(Leymuschinensis)种群的克隆构型特征进行了调查,比较在资源水平相对一致时,羊草克隆构型特征,如根茎节间长度、间隔子长度、分枝距离和分枝角度,对种群密度变化的可塑性.结果表明:随着种群密度增加,羊草根茎节间长度和间隔子长度逐渐减小,分枝角度增大,且分枝角度在不同密度间差异显著.分枝角度的频率分布格局在不同密度间也存在显著差异,种群密度高时,羊草根茎具有更多的大分枝角.此外,羊草根茎节间长度、间隔子长度和分枝角度与其种群密度具有较强的冥函数关系.羊草根茎克隆特征在不同密度间具有较强的可塑性,当种群密度低时,羊草克隆特征更趋于“游击型”;随着种群密度的增加,其“游击型”特征减弱. 图2表2参19     

富营养化水体生态修复技术中凤眼莲与磷素的互作机制

为进一步完善富营养水体生态修复技术体系,提升除磷效能,从磷素对水体富营养化进程的贡献展开分析,指出磷素是制约浮游藻类生长的关键因素,并分析了凤眼莲Eichhornia crassipes与磷素的互相作用机制,即磷素对凤眼莲植株生理性状具有影响,而凤眼莲对磷的吸收同化作用又促成了除磷目标。研究显示:随着水中可获取磷浓度的升高,凤眼莲吸收的磷素更多地分配在茎叶部分。水体磷浓度过高,将激发凤眼莲对磷素的超累积性;水环境中磷素缺乏,凸显出凤眼莲的根部形态可塑性。水体氮磷浓度比(N/P)为2.5~5时凤眼莲可获得最大生物产量。凤眼莲对可溶性反应磷具有极优的净化效果;在藻华爆发期间,凤眼莲能通过密集根系捕获飘移的蓝藻,并吸收利用藻细胞衰亡所释放的磷素。在工程实践中,需统筹考量磷去除效果与去除速率,在高污染负荷的情况下,应优先考虑去除速率;当水再生作为饮用水源时,应优先考虑去除效果。凤眼莲生态修复工程设计须遵循先后次序:(1)最终水质目标;(2)生物产量;(3)植株品质。最终水质目标及营养去除与营养负荷水平密切相关。在大型湖泊和水库实践应用中,须先控制外源磷负荷,再逐步削减内源磷负荷。利用凤眼莲深度净化污水处理厂尾水,或在高负荷的入河、湖口处种养凤眼莲,可减轻外源磷负荷;在蓝藻积累和衰亡的背风区域种养凤眼莲,以吸收蓝藻释放的营养,从而减轻内源磷负荷。     

污染水体生态治理工程中凤眼莲对水质变化的生长响应

在三级串联凤眼莲(Eichhornia crassipes)净化塘深度处理生活污水处理厂尾水的生态工程中,通过监测各级净化塘内凤眼莲的生物量、株高、根长、植株氮磷含量等指标变化,分析各指标与水体总氮(TN)和总磷(TP)质量浓度的相关性,探讨凤眼莲对水质变化的生长响应,以期为表观判断水质改善效果和明确凤眼莲在污染水体生态修复工程的适宜规模配置提供理论依据。结果表明:净化塘水体氮磷浓度显著影响凤眼莲生长,且与植株相关生长指标具有显著相关性(P0.05);一级、二级和三级净化塘内水体TN和TP质量浓度依次降低,凤眼莲生物量及茎叶生物量、生长速率、株高、叶片SPAD值、凤眼莲茎叶和根系的氮磷含量均逐级减小,而根系生物量、根冠比和根长均逐级增加;凤眼莲茎叶生物量及其所含氮磷量均高于根系,故茎叶富集水体氮磷能力强于根系;当水体TN平均质量浓度分别为7.94、4.03和2.79 mg·L~(-1),TP平均质量浓度分别为0.22、0.15和0.12 mg·L~(-1)时,凤眼莲单位面积平均生物量分别为23.09、16.73和12.87 kg·m~(-2),累积富集氮量分别为27.44、17.59和11.04 g·m~(-2),磷量分别为2.57、1.53和0.93 g·m~(-2)。综合分析,凤眼莲生物量及其分布格局、株高、根长等生长特征表现出的差异显示了其在不同水质条件下的响应策略,水体中较高的氮磷浓度更有利于促进凤眼莲生长发育及增强其富集氮磷能力。在该研究的条件下生活污水尾水的深度净化工程,仍可承载更高的尾水处理量和污染负荷量,同时通过减少生态工程的规模配置也可确保出水水质。     

不同盖度凤眼莲对2种水流模式下水体净化效果比较

研究凤眼莲（Eichhornia crassipes）盖度对不同水流模式下的净化效果,分别对生长有凤眼莲的流动和静止水体进行长期监测,结果表明：流动水体中,随凤眼莲盖度增加,水体TN、TP、BOD5去除率均有提高,其中以盖度〉80%最为显著,去除率分别为44.35%、45.46%、56.98%。静止水体中,随凤眼莲盖度增加,水体DO显著降低;凤眼莲对TN、NH4＋-N、NO3-N、NO2-N有显著吸收作用,尤其以盖度〈50%时效果较好,较对照水体分别低出36.60%、88.84%、36.74%、79.39%,远高于其他盖度时期;当盖度〉50%时,虽有一定的吸收作用,但吸收率较低;有凤眼莲水体TP含量显著上升,而PO43--P含量有所降低,尤其当盖度低于95%时,凤眼莲对水体PO43-P吸收显著,一旦盖度达100%,凤眼莲对PO43--P吸收作用减弱。故利用凤眼莲对污染水体进行生态修复时,要区别水体性质,控制其盖度。     

生境破碎化对星叶草繁殖成功的影响

生境破碎化会导致种群变小、密度降低,影响植物的繁殖成功,威胁植物种群的生存和维持,因此了解种群大小和密度对植物生殖成功的影响对物种保护具有重要的指导意义.本研究探讨了王朗自然保护区珍稀濒危植物星叶草35个种群的大小和密度对其繁殖成功的影响以及2个种群中最近邻体距离和局部密度(0.1 m半径的个体数)对其繁殖成功的影响.结果显示:星叶草种群面积和密度对个体果实(种子)数和结实(结籽)率没有影响(P0.05).个体果实数不受最近邻体距离的影响(P=0.447),但个体结实率随最近邻体距离的增加而增加(P=0.032).个体果实数(P=0.001)和结实率(P0.001)均与0.1 m半径范围的个体数成负相关.本研究表明,星叶草的繁殖成功随个体局部密度的增加而下降,生境破碎化对星叶草繁殖成功的影响可能取决于取样的尺度.     

论凤眼莲的是非功过

凤眼莲在城市河湖的污染与净化中的是非功过争议很大,双方意见均有部分正确,但各有片面性。凤眼莲耐污能力、净化能力强;生产力高,生产量大;从环境中吸收、转化的污染物种类多、量大;本身有一定的利用和经济价值.它本是水体中营养盐、有机质等污染物的迁移转化和输出链网中一个重要环节。目前一些地方水体中凤眼莲因未及时收获、输出水体,失控而过度发展、排斥其他多种生物的生存和发展,而成为外来入侵种,其残体留存水体中造成二次污染。决定它功过是非的关键是能否及时从其生长水体中收获和输出,防止他们疯长蔓延。而合理利用凤眼莲是促进它们的收获与输出一项条件.如能抓住这一关键,就可解决这一争论.发挥凤眼莲净化水体,变废为宝,化害为利.兼收生态环境和经济效益。     

海洋纤毛虫——巨大拟阿脑虫的实验生态研究Ⅲ.pH对种群生长的影响

就水环境中pH对巨大拟阿脑虫Paranophys magna（纤毛门,盾纤目）种群生长的影响及后者的应答与适应进行了探讨,结果表明,虫体生存的pH阈值约为5－9．6,最适范围为7.0-9.0;pH对巨大拟阿脑虫的种群生长有显著影响,种群自然增长率及种群所达最大种群密度均随pH的不同而明显改变。     

植物种群的自然稀疏法则

自然稀疏法则描述在对数座标系上种群密度按植物平均重的-3/2乘方减少的过程。它是单纯同龄植物种群中普遍存在的生物学法则。本文介绍了该法则的基本内容,讨论了立地条件和光照对它的影响,从理论上证明了在森林种群中该法则的乘方应大于-3/2的绝对值,给出了自然稀疏时期与种群生长早期的联系。论文最后指出了影响自然稀疏进程的生物学及生态学因子。     

海洋纤毛虫—巨大拟阿脑虫的实验生态学研究Ⅲ.pH对种群生长的影响

就水环境中的pH对巨大拟阿脑虫Paranophys magna（纤毛门, 盾纤目）种群生长的影响及后者的应答与适应进行了探讨. 结果表明, 虫体生存的pH阈值约为5～9.6, 最适范围为7.0～9.0; pH对巨大拟阿脑虫的种群生长有显著影响, 种群自然增长率及种群所达最大种群密度均随pH的不同而明显改变. 图8 表1 参9     

凤眼莲与喜旱莲子草净化造纸废水的效果研究

本文对凤眼莲与喜旱莲子草对废纸再生纸浆废水的净化效果作了初步探讨。实验表明,水生植物凤眼莲与喜旱莲子草对废水CODcr具较好的净化效果,且能有效地增加废水溶解氧,但对色度和木质素去除不明显。此外,废水中的硫化物对该两种水生植物具较强的毒性。     

放牧对短花针茅荒漠草原建群种与土壤团聚体特征的影响

以内蒙古农业大学苏尼特右旗荒漠草原的放牧调控实验为平台,通过分析荒漠草原建群种种群结构及土壤团聚体特征,揭示放牧调控下荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)与沉积土壤的潜在联系。结果显示:(1)短花针茅幼龄与成年植株密度显著大于幼苗、老龄前期、老龄期密度;各年龄短花针茅种群密度、生物量均呈现重度放牧处理最高、适度放牧次之、重度放牧最低的规律;(2)短花针茅荒漠草原土壤团聚体分布受团聚体粒径及其与放牧强度的交互作用影响(P0.05);同一放牧处理中,100~250μm植物沉积团聚体含量最高,50μm与50~100μm团聚体含量次之、500μm团聚体含量最小;而裸地土壤团聚体以50μm团聚体含量最高;(3)50μm裸地土壤团聚体含量与50μm植物沉积土壤团聚体含量呈正相关(P0.05),而50μm植物沉积土壤团聚体含量与各年龄短花针茅种群密度、生物量呈负相关,各100μm植物沉积土壤团聚体含量与各年龄短花针茅种群密度、生物量呈正相关。研究认为,放牧降低了各年龄短花针茅种群密度和生物量,削弱了荒漠草地抵抗风蚀和沉降风沙的能力,降低了短花针茅改善基部土壤结构的生态功能,这可能是放牧草地退化过程的重要机制之一。     

不同重金属混合液对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)实验种群增长的影响

为探究重金属复合污染对轮虫种群增长的影响,以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试生物,采用析因设计方法设置ρ(Cu2+)为0.001和0.01 mg·L~(-1)、ρ(Zn2+)为0.01和0.1 mg·L~(-1)、ρ(Cd2+)为0.01和0.1mg·L~(-1)、ρ(Cr6+)为0.01和0.1 mg·L~(-1)和ρ(Mn2+)为0.1和1 mg·L~(-1)不同组合的混合液,利用轮虫群体累积培养方法,研究暴露于不同重金属混合液中的轮虫18 d实验种群增长的变化情况,探讨不同处理组对轮虫种群增长率和轮虫最大种群密度的影响。结果显示,重金属混合液组成成分浓度的变化显著影响其对轮虫的毒性,高浓度重金属混合液均显著降低轮虫种群增长率和轮虫最大种群密度。每种重金属离子和其他4种重金属混合液浓度的交互作用均显著影响轮虫种群增长率;Zn2+和其他4种重金属混合液浓度的交互作用显著影响轮虫最大种群密度。轮虫种群增长率对重金属混合物中各组成成分之间的交互作用更加敏感,适合用来监测重金属复合污染对轮虫种群的长期、慢性毒性影响。     

植物对养殖废水中总磷的去除效果研究

为了了解三种常见植物对养殖废水中总磷(TP)的去除能力,通过模拟实验系统地研究了芦苇、凤眼莲、蕹菜对养殖废水中TP的去除效果.结果表明:三种供试植物对养殖废水中TP的去除效果大小为:芦苇-凤眼莲植物组合芦苇-蕹菜植物组合凤眼莲蕹菜芦苇.在处理15 d后,供试的三种植物对养殖废水中总磷的去除率在58%~91.25%之间,而对照组为37%~62.5%,供试植物对养殖废水中总磷有较强的去除效果.图5,表3,参9.     

应用流式细胞技术研究种群初始状态对藻类毒性效应的影响

应用流式细胞技术研究种群初始状态的变化及外源种群介入对藻类毒性效应的影响.结果表明:初始细胞密度的增加可以降低Cu2 的毒性效应.当微囊藻初始细胞密度从103上升到105cells·ml-1时,24h Cu2 处理后微囊藻酯酶活性的EC50值从4.4μg·l-1上升到37μg·l-1.而外源种群(栅藻、小球藻)的介入也可降低Cu2 对微囊藻的毒性效应.     

荒漠草地短花针茅种群年龄对放牧调控的响应机制

种群结构是植物种群生态学研究的内容之一,对阐明草地生态系统种群特征、更新和稳定性具有重要意义。以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗荒漠草原的长期放牧控制实验为平台,通过研究荒漠草原建群种短花针茅(Stipa breviflora)种群年龄结构,试图揭示荒漠草地放牧调控下植物响应机制。结果表明:(1)重度放牧处理使各年龄段短花针茅密度与生物量降低,放牧对A4~A9阶段(21 mm基径≤111 mm)短花针茅影响较明显,密度与生物量基本呈不放牧处理最高、适度放牧处理次之、重度放牧最低的规律;A1阶段(基径≤4mm)短花针茅密度与生物量较低,A3阶段(11 mm基径≤21 mm)、A4阶段(21 mm基径≤31 mm)、A5阶段(31 mm基径≤41 mm)阶段数值较高;(2)短花针茅种群密度与生物量表现出不同的回归关系模式,重度放牧处理短花针茅密度与生物量呈正相关关系,不放牧处理为线性关系,适度放牧则为单峰曲线;仅重度放牧各年龄阶段密度与生物量表现为单峰曲线;(3)短花针茅种子第3天开始发芽,第10天各处理种子发芽率达到50%以上,分别于第3~6、9~11天出现发芽高峰,之后发芽趋于平缓;(4)重度放牧处理下短花针茅稳定性最高,适度放牧处理次之,不放牧处理最低。研究认为,短花针茅种群采取提高产种数及缓慢萌发的方式弥补放牧草地幼苗的高损失,并通过调控各年龄段短花针茅数量维持种群稳定性以来完成其生活史。     

藻华聚集的环境效应:对凤眼莲生态学性状的影响

化肥的过量使用,工业、生活污水的直排以及农业径流等多种因素,导致当前中国的主要河流、湖泊等均出现了因氮磷过量累积而造成的水体富营养化现象;而伴随该现象发生的是周期性水体蓝藻水华,对水生态环境以及当地居民生活、社会生产活动等造成了严重的不良影响。而在各种治理蓝藻水华和水体富营养化的措施中,原位种养水生植物因具有生态、环保和投入少等优点而成为首选措施。然而,在水生植物种植过程中,蓝藻大量聚集后将会对植物的生态性状产生何种影响,需要深入研究。通过研究藻华聚集后对水生植物的生理生态的影响,有助于揭示藻华规模性爆发引起水生植物消亡的深层机制和更好地发挥植物的水体生态修复功能。以凤眼莲为研究对象,探究不同蓝藻水华聚集下对凤眼莲生态学性状的影响及植物的应答响应。结果表明:藻华聚集后2 h内植物根区水体溶氧会被耗尽,Eh降至-200 m V,形成厌氧、强还原环境从而对凤眼莲产生胁迫作用;植物叶片、根系中N、P及可溶性糖含量上升,K含量下降,表明凤眼莲对环境胁迫有较强的应答响应;添加60 g·L~(-1)处理的根系活力持续增强,添加120 g·L~(-1)处理的根系活力在胁迫的前3 d增加、随后呈快速下降的变化趋势;植物根系长度、生物量和根系/茎叶比值呈持续下降趋势,表明在超过了凤眼莲的抗逆能力后,就开始出现根活性降低、生物量下降、K~+含量下降等对逆境胁迫的应答现象,植物的新陈代谢受阻,植物开始死亡,表明藻华聚集后水体生态环境恶化,对凤眼莲产生的重度胁迫是导致植物死亡的主要原因。