不同营养水平下沉水植物的抑藻效应

控制水体的营养盐浓度,尤其是磷浓度,可以控制藻类水华的发生.然而,经济成本很高.相对藻类而言,沉水植物对水体营养盐升高敏感性更低,且沉水植物的存在可以改变藻类的群落结构和生长速率.为探讨沉水植物在营养盐与蓝藻水华控制关系中的作用,本研究探讨了有无水生植物存在下,不同营养盐浓度(磷浓度分别为0.025、0.05、0.1 mg·L~(-1),对应地表水Ⅲ～Ⅴ类)下蓝藻水华暴发(chlorophyll-a10μg·L~(-1))的频率、强度和持续时间.结果表明,初始藻浓度为5μg·L~(-1)和10μg·L~(-1)情况下,3种磷浓度下都会发生水华,磷浓度的升高会导致蓝藻水华暴发的强度和持续时间增加.然而,在加入水生植物金鱼藻后,初始藻浓度为5μg·L~(-1)的条件下,没有形成水华.初始藻浓度为10μg·L~(-1)的条件下,各处理组在实验初始时会形成短暂水华,之后,各处理组的叶绿素a浓度均低于10μg·L~(-1),显示蓝藻生长受到抑制.因此,沉水植物存在情况下,在营养盐较高的水体,蓝藻水华也不会发生.     

Assessing water quality in the Ceyhan River basin (Turkey) with the use of aquatic macrophytes

As a major biotic component of many lotic ecosystems, macrophytes consist a major component of running waters are often used as indicators within the European Water Framework Directive (WFD) to establish ecological quality. In this study, we investigated macrophyte community structure (e.g. composition, abundance and diversity) in Ceyhan River Basin located in the Southeastern Anatolian Region in Turkey. Data was collected during 2014–2015 from river sites located throughout the basin to evaluate the relationship between aquatic vegetation and river physico-chemical factors. The ecological status of the river basin was also calculated based on Macrophyte Biological Index for River (IBMR). In total, 33 macrophyta taxa were observed. According to their biological classification (life form), filamentous algae (FA), free floating (FF), floating leaved (FL) and submersed (S) macrophytes reached their maximum abundance value in summer, while emergent (E) macrophytes were at their maximum abundance in both summer and autumn. The ecological status of the Ceyhan River basin ranged from moderate to bad. The values found are reasonably comparable to IBMR scores recorded in rivers of other Mediterranean countries. IBMR index may be suitable to some extent to establish a basis for ecological quality assessment in Turkish River systems.     

巢湖东部沉积硅藻组合记录的水环境变化

对巢湖东部湖心31 cm深的沉积岩芯进行放射性核素定年和化石硅藻分析,根据硅藻属种组合的变化反演了近150 a来巢湖东部水环境变化历史. 结果表明,巢湖东部水环境变化经历了2个主要阶段:①1827—2000年以Aulacoseira granulata占优势,但1970年其含量(以数量所占比例计)出现一明显谷值(22.4%),同期附生和底栖类硅藻频繁出现,反映了水动力条件减弱后又增强的趋势;该阶段水生植被较为发育,水体维持中营养状态.②2000年至今,以A. granulata和耐营养属种(A. alpigena、Cyclostephanos dubius)为优势组合,附生和底栖类硅藻含量显著减少,表明生活污水的大量排放导致湖区急剧富营养化; Hill多样性指数在2000年后显著下降,表明在该阶段水生生态系统发生退化.      

大型水生植物对骆马湖氮磷元素及磷酸酶活性的影响

在骆马湖中选择有大型水生植物生长区域及无草对照区,测定主要水质指标,采集沉积物柱状样,分层测定沉积物氮磷元素含量及磷酸酶活性,探讨大型水生植物对骆马湖生态系统中氮磷元素及磷酸酶活性影响特征,结果表明：（1）大型水生植物生长区上覆水透明度明显高于对照(CK),是对照(CK)19倍;但有草区凯氏氮(KN)、可溶性氮(DN)含量低于对照(CK),方差分析表明二者差异极显著(〖WTBX〗p〖WTBZ〗≤001);（2）大型水生植物生长能降低磷酸酶的活性,有草区不同深度沉积物酸（碱）磷酸酶活性总体小于对照(CK),但沉积物表层磷酸酶活性最强;（3）有草区不同深度沉积物TP含量低于对照(CK),但有草区表层沉积物凯氏氮(KN)含量高于对照(CK ).     

Algae mediate submerged macrophyte response to nutrient and dissolved inorganic carbon loading: A mesocosm study on different species

Nutrient and dissolved inorganic carbon are two important factors that influence the development and species composition of submerged macrophyte communities in shallow lake ecosystems. Yet little is known about their potential interactive effects on the submerged macrophytes and competition outcome of macrophyte–phytoplankton. We performed a mesocosm experiment to investigate the growth and photosynthetic performance of three submerged macrophytes in relation to phytoplankton/epiphyton with nutrient and bicarbonate enrichment. During the experimental period (42 d), increase in nutrient loading in water column resulted in a substantial burst of phytoplankton and epiphyton growth and increased light attenuation. When combined with nutrient loading, bicarbonate enrichment also resulted in a heavily phytoplankton- and epiphyton-dominated state, although bicarbonate enrichment per se does not cause the phytoplankton and epiphyton growth. However, increase in nutrient loading in water column had significant negative impact on individual performances (growth and photosynthesis) of the three submerged macrophytes and bicarbonate enrichment increased the effect of eutrophication on two dissected-leaf macrophytes (M. spicatum and E. nuttallii). Furthermore, our results also suggest that species-specific photosynthetic performances occurred when submerged macrophytes in an environment with high abundance of phytoplankton/epiphyton. This study highlighted that increase in nutrient loading and bicarbonate in water column is likely to interactively impact both abiotic and biotic properties of a freshwater ecosystem. The interactions of these two factors could select macrophyte species that are able to resist the shading from phytoplankton/epiphyton, making these species more dominant in natural freshwater ecosystems.     

夏季漓江不同底质类型和沉水植物对底栖动物分布的影响

2012年8月对漓江流域的河床底质、沉水植物、底栖动物和相关环境因子进行了调查,共采集了8个区域,底质类型分为淤泥、卵石、砾石3种底质,植物类型分为无水草(No plant)、亚洲苦草(Vallisneria spiralis)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、亚洲苦草+轮叶黑藻(Vallisneria spiralis+Hydrilla verticillata)4种类型,共采集大型底栖动物42种,隶属6纲34属,采用物种相似性、密度和生物量、功能摄食类型、多样性指数等参数,利用CLUSTER、NMDS和单因素方差(One-way ANOVA)分析方法,研究底栖动物在不同区域的差异.不同底质中的底栖动物物种组成、密度、生物量、功能摄食类型相对丰度、Shannon-Wiener指数和Margalef物种丰富度指数都有明显差异,尤其是淤泥底质差异显著(p0.05);在相同底质中,沉水植物的存在使底栖动物物种相似度、生物量、滤食者相对丰度有一定增加,总密度有一定程度的减小;在卵石底质中,轮叶黑藻中的底栖动物总生物量、功能摄食类型相对丰度和亚洲苦草中差异较大;在砾石底质中,亚洲苦草和亚洲苦草+轮叶黑藻中的底栖动物参数差异很小.通过冗余分析(RDA)能较好的解释差异的产生,底质类型对底栖动物分布的影响比沉水植物类型大,而且两者有较强的交互作用.     

沉水植物苦草的营养成分分析与综合利用

沉水植物苦草的营养成分分析结果表明,其蛋白质含量为218.4 g.kg-1,脂肪含量为51.4 g.kg-1,多糖含量为37.6 g.kg-1,灰分含量为265.7 g.kg-1;氨基酸总量为147.6 g.kg-1(色氨酸未测),必需氨基酸为55.0g.kg-1;含有K、Ca、Cu、Fe、Zn、Mn、Na、A l、Ba等多种矿质元素,其中K、Ca、Fe、Na含量分别高达60.5、10.9、16.3、12.7 g.kg-1。可见苦草是一种优质的营养资源,具有很高的开发价值。在此基础上,进一步探讨了苦草的资源化利用方式和应用前景。     

太湖沉积物铁形态分布特征及磷铁相关性分析

通过对太湖藻型湖区、草藻过渡型湖区、草型湖区柱状沉积物进行铁的形态分级分析沉积物中不同提取态磷铁含量,获得不同形态铁的空间分布特征.结果表明:沉积物总铁含量藻型湖区31.57mg/g(SD=8.51) >过渡型湖区30.34mg/g(SD=11.97) >草型湖区25.25mg/g(SD=4.59),不同湖区沉积物中铁形态的含量依次为可还原(晶型)铁氧化物Fe_ox2 >碳酸盐铁Fe_carb >易还原(无定形)铁氧化物Fe_ox1 >低活性硅酸铁Fe_prs >磁铁矿Fe_mag >可吸附性Fe(Ⅱ),Fe_carb、Fe_ox1、Fe_ox2,3种铁形态属于高活性铁Fe(Ⅲ),含量为7.79,6.16,8.18mg/g,分别占总铁含量的28.56%,21.54%,29.53%,表明高活性铁(Ⅲ)是沉积物中最主要的铁形态;沉积物中各提取态磷含量大小比较为NH₂OH·HCl-P >MgCl₂-P >NaAc-P >Na₂S₂O₄-P >浓HCl-P >(NH₄)₂C₂O₄-P,含量较高的MgCl₂-P(0.067mg/g)、NaAc-P(0.061mg/g)、NH₂OH·HCl-P(0.068mg/g),分别占总提取磷的35.28%、31.97%和22.55%,是沉积物铁分级提取态磷中最主要的形态.磷-铁相关性分析表明,二者之间呈显著的正相关(P<0.05),进一步从铁形态分级角度证实铁是沉积物內源磷释放的关键因子.     

表面流人工湿地中水生植被的净化效应与组合系统净化效果

以无植物空白系统为对照,通过批量盆栽试验探讨了表面流人工湿地中不同类型水生植被(苦草(沉水植物)、水葫芦(浮水植物)、芦苇(挺水植物))的引人对富营养化水体不同污染物净化效果的影响;根据不同污染物去除的阶段性特征设计了分段式表面流人工湿地(好氧塘-水葫芦湿地一苦草湿地),并通过示范工程探讨了富营养河流的原位净化效果.研究表明,批量盆栽试验中,与无植物空白系统相比,芦苇的引入显著增加了表面流人工湿地的蒸发蒸腾量(为无植物空白系统的1.5倍),而水葫芦和苦草的引入则显著降低了表面流人工湿地的蒸发蒸腾量(分别为无植物空白系统的80%和30%);3种水生植物的引入均显著促进了CODcr、TN、NH 4-N的去除(与无植物空白系统相比),其中水葫芦系统具有最好的CODcr和TN去除效果(起始CODcr和TN水平分别为35.8 mg·L-1和6.86 mg˙L-1时,去除率分别为58.91%、76.67%),而苦草的引入则显著地促进了水体中氧化态氮的形成与积累.分段式表面流人工湿地的原位净化研究表明,水力负荷为6.2cm.d-1时,分段式表面流人工湿地对CODcr的净化效果较好,水力负荷过高会影响分段式表面流人工湿地的净化效果.     

硝氮胁迫对不同沉水植物生理生长的影响

沉水植物是水生生态系统的初级生产者,对调控生态系统能量的循环和传递,维持水生态系统的结构和功能。都有极为重要的作用。为了解硝态氮浓度对不同种类沉水植物生理生长的综合影响,实验采用6种浓度的硝态氮对苦草和黑藻进行胁迫处理,在实验开始后的6、24h测定植株抗氧化物酶（SOD、POD、CAT）的活性;并于实验处理7d后考察植株的叶绿素含量和各项生长指标。结果表明,缺氮条件下苦草和黑藻的SOD、POD反应强烈,40mg／L下苦草和黑藻的SOD、CAT酶活性几乎无变化;从处理时间上看,苦草总体表现为各浓度处理的SOD、CAT随胁迫时间增加活性上升,POD活性下降;黑藻生理活性表现则相反。胁迫处理7d后,苦草5mg／L处理下生物量积累最大,1～20mg／L内黑藻生物量积累没有差异,苦草的叶绿素、鲜重增量生长指标总体远低于黑藻。研究表明,10mg／L是苦草能够耐受的最高硝态氮浓度．黑藻在1～20mg／L内均能较好生长;黑藻较苦草对硝态氮胁迫具有更大的耐受性。