5种沉水植物死亡分解过程中氮磷营养物质的释放

实验测定了上海地区5种常见沉水植物的营养成分含量以及这5 种沉植物在好氧(D0＞3.5 mg/L)和低氧(D0＜3.5 mg/L)状态下分解释放TN.TP和有机物(以CODMn表示)等营养物质的动态过程,并对营养物质释放强度和营养成分含量之间的相关性进行了分析.结果表明(1)5种沉水植物中.金鱼藻的氮和磷含量最高.分别为(4.07±0.22)%和(0.99±0.0g)%.(2)好氧状态下,TN和有机物的释放强度大于低氧状态,而2种状态下,TP的释放没有显著差异.(3)沉水植物对磷的释放较氮快,一般需10 d左右;而TN和有机物的释放分别需要28～30 d和20 d左右.(4)在好氧状态下,亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和可溶性总磷酸盐的平均释放强度与植物氨含量呈显著正相关(P＜0.05);氨氮的平均释放强度同沉水植物磷含量呈显著正相关(P＜0.05);在低氧状态下.亚硝酸盐氮和氮含量、硝酸盐氮和磷含量分别呈显著正相关(P＜0.05);有机物的平均释放强度与沉水植物磷含量呈极显著负相关(P＜0.01).     

温度对沉水植物腐解释放DOM及微生物群落多样性的影响

在5,10,20,35℃下研究了黑藻和马来眼子菜腐解过程中DOM的特性、细菌和真菌群落结构多样性的变化.结果表明,腐解结束时5,10,20,35℃下黑藻的干物质剩余量分别为初始干物质质量的59.13%、43.91%、32.61%和29.57%,马来眼子菜的干物质剩余量分别为初始干物质质量的69.13%、51.3%、30.87%和29.57%.升高温度一定程度上促进了植物有机碳和全氮释放,对全磷无明显影响（P>0.05）.采用平行因子分析法得到黑藻中含有2种类腐殖酸组分C1、C2和1种类蛋白质组分C3,马来眼子菜中含有3种类腐殖酸组分C1、C2和C3.温度升高使得腐解水体中DO和电导率的变化程度加剧,总体上4种温度下2种植物腐解水体中DO均呈现先下降后上升的趋势.通过高通量测序得到腐解前期（0~16d）参与黑藻和马来眼子菜腐解的主要细菌分别为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）;腐解中后期（16~68d）参与黑藻和马来眼子菜腐解的细菌分别以厚壁菌门（Phylum Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）为主,温度对细菌群落结构无明显影响,而参与2种植物腐解的真菌均以子囊菌（Ascomycetes）最为活跃.     

贡湖生态修复区水质净化模拟与净化能力

利用三维水质模型,对藻类生长以及沉水植物（穗花狐尾藻、菹草、苦草）的生长和分布进行模拟,探讨春、夏不同季节情况下,贡湖生态修复区对流域内流入的氮、磷污染负荷的净化效果,旨在进一步定量地揭示沉水植物对富营养化水体净化的重要作用.结果表明贡湖生态修复区夏季（7~9月）出水口IV类水水质达标率略优于春季（3~5月）,主要体现在春季氮、磷污染负荷流入,刺激藻类生长,叶绿素a浓度较高;夏季沉水植物生长旺盛,能够与藻类竞争营养盐,从而抑制藻类生长.考虑氮磷污染物流入湖体的后续效应,180d内春季贡湖生态修复区总氮、总磷平均稀释净化效率分别为74.76%和71.00%,180d内夏季贡湖生态修复区总氮、总磷平均稀释净化效率分别为73.20%和64.65%.修复区最大净化能力估算结果为加强生态修复区的管理,保障清水还湖水质提供了参考依据.     

氧化胁迫对沉水植物黑藻抗冷力的影响

以3种不同质量浓度的H2O2分别对沉水植物黑藻做3种不同程度的氧化胁迫预处理,再经冷胁迫后测定黑藻顶枝的膜脂过氧化程度(MDA含量)、细胞抗氧化酶(SOD,CAT)活性.结果发现低浓度氧化胁迫预处理(0.06mmol/L的H2O2浸泡4或6 h预处理组)的黑藻经冷胁迫处理后,成活率不降低,其膜脂过氧化程度和细胞抗氧化酶的活性还有提高;而经中、高浓度氧化胁迫预处理(0.60mmol/L的H2O2浸泡6和12 h预处理组或1.00mmol/L的H2O2浸泡4,6和12 h预处理组)后的黑藻在冷胁迫处理后的结果则相反.因此,沉水植物黑藻对氧化胁迫感知并做出反应的机制(氧化应激机制),在其对低温反应和适应过程中起着很重要的调节作用.建议早春时节在进行水生植物恢复过程中可采用适宜浓度的H2O2预处理植株,以提高植株的适应性和保持成活率,进一步提高水生植物恢复的效率和效果.     

氨胁迫下沉水植物抗氧化酶系统研究进展

论文综述了不同浓度、不同形态氨及不同胁迫时间对沉水植物抗氧化酶系统的影响,分析了抗氧化酶系统各指标对氨胁迫的表征,结果表明:(1)抗氧化酶各指标绝对数值可重复性不强,抗氧化酶指标对氨浓度的响应规律才能揭示沉水植物的氨胁迫本质;(2)氨胁迫程度大小不仅与氨浓度有关,而且与胁迫时间有关,沉水植物能适应高浓度氨的短期胁迫;(3)抗氧化酶系统各指标比生长指标更为敏感,且抗氧化酶系统各指标对氨胁迫的表征能力随氨浓度及物种的不同而不同;(4)同工酶分析、外源性酶对抗氧化酶系统的刺激-响应研究以及ρ(NH_4~+)/ρ(NH_3)变化对沉水植物的影响及基于抗氧化酶系统的急性氨胁迫预警,均值得进一步研究和探索。     

生物操纵理论在浅水湖泊治理应用中的现状与展望

水域富营养化现象已经成为中国及世界范围内一个较为突出的环境问题.利用生物操纵法在水体富营养化防治和浅水湖泊的生态修复中具有较为广泛的探索应用,也取得一定的治理成效.文章综述了生物操纵的产生和发展,分析生物操纵(biomanipulation)和非经典生物操纵(non-traditional biomanipulation)理论的原理、应用条件及局限性,并从沉水植物、虑食性鱼类和双壳贝类的作用和应用现状分析和探讨了各生态位生物在单一生物操纵下的适用条件及实际应用中遇到的问题.最后对生物操纵技术组合技术进行合理展望,以期为中国富营养化湖泊治理和修复工作提供参考.     

徐州九里湖沉水植物对富营养化湖泊的生态改善作用

为探究沉水植物对富营养化湖泊的生态改善作用，于2021年9月—2022年8月对徐州九里湖有、无沉水植物区的水质、沉积物磷形态、浮游植物群落分别进行监测。结果表明，九里湖沉水植物能够增加水体的透明度（SD）和溶解氧（DO），对总氮（TN）有一定程度的削减作用，对总磷（TP）、氨氮（NH₃-N）和浊度（TUB）的改善效果最明显，能够有效降低九里湖的富营养化水平。九里湖沉积物中无机磷（IP）对TP含量的贡献最大，占比为64.2%～93.2%。IP当中的盐酸提取磷（HCl-P）占绝对优势。有沉水植物区沉积物中TP和有机磷（OP）含量整体略高于无沉水植物区，说明沉水植物对上覆水中的磷元素沉降有一定的促进作用。九里湖全年共监测到浮游植物7门63属93种，群落密度为2.94×10⁶～7.0×10⁷个/L。除水温较低的1—4月外，蓝藻门中的假鱼腥藻（Pseudanahaena sp.）是其中的优势种。低温情况下，浮游植物密度整体大幅降低，但是绿藻门和硅藻门占比明显提升。沉水植物对浮游植物生长具有很好的抑制作用。香农-维纳（Shannon Wiener）多样性指数结果表明，沉水植物对浮游植物多样性有降低作用。     

5种植物沉床系统对富营养化水体修复效果研究

以狐尾藻、马来眼子菜、金鱼藻、伊乐藻和苦草5种沉水植物为试验材料,构建以沉水植物为核心的人工沉床,探讨富营养化水体中沉水植物的生长状况和沉水植物沉床系统对氮、磷和COD_(Mn)的净化效果。结果表明:5种沉水植物在富营养水体中生长良好,生物量明显增加,以金鱼藻生物量最大。5种沉水植物沉床系统对富营养化水体中的TP、TN和NH_4~+-N去除率较高,均值分别为70.16%、79.60%、79.82%,而对COD_(Mn)的去除率较低,平均为39.74%;其中金鱼藻沉床系统对富营养化水体中的TP、TN、氨氮、COD_(Mn)去除率均最高,分别为79.76%、85.23%、85.81%和46.16%。因此,金鱼藻沉床系统对富营养化水体修复效果最好,同时金鱼藻也是该沉床系统的优选植物。     

水盾草在江苏省重要湿地的入侵与分布现状

水盾草为原产南北美洲的沉水植物,目前已在我国归化.于2009年在江苏省内40个湿地进行了超过700个样点的调查.结果表明,水盾草目前已广泛分布于江苏省大部地区,定居纬度最北至33°41′N,并在大多数入侵群落成为优势种;与2003年相比,其入侵范围和入侵程度均有较大增长.在水盾草所处的植物群落,共调查到沉水植物17种和漂浮植物11种,其中,沉水植物轮叶黑藻、苦草和金鱼藻,漂浮植物槐叶萍、浮萍、满江红和荇菜与水盾草的种间相遇度均在50%以上,表明水盾草易于入侵有以上植物存在的河道.分析表明,水盾草在江苏省的入侵主要由人为扩散引起,然后顺流扩散.由于水盾草潜在人为扩散可能性依旧很大,且江苏省全域均适宜水盾草扩散,应加以高度重视和有效管理,否则水盾草极有可能在数年内扩散至全省.     

菹草和伊乐藻对水-沉积物界面磷迁移转化的影响

冬季沉水植物普遍凋亡,死亡残体易造成湖泊二次污染.为探究冬季耐寒性沉水植物对水-沉积物界面各形态磷迁移转化的影响,选取根系特征不同的冬季耐寒性沉水植物菹草（Potamogeton crispus L.）和伊乐藻（Elodea nuttallii）作为研究对象,测定其冬季生长期间上覆水、间隙水和沉积物中各形态磷的含量,并监测环境因子的变化.结果表明:①菹草、伊乐藻组生长期间水-沉积物界面各形态磷含量总体呈下降趋势,并在一定时期维持较低水平,菹草对沉积物和间隙水磷的吸收效果优于伊乐藻,而伊乐藻对上覆水磷的影响大于菹草.②试验第30天后,菹草、伊乐藻组上覆水和间隙水各形态磷质量浓度均显著低于对照组（P < 0.05）,上覆水中ρ（TP）最低值分别为0.057和0.041 mg/L,间隙水中ρ（DTP）（DTP表示溶解性总磷）分别维持在0.270~0.505、0.384~0.507 mg/L之间.③试验结束时,菹草组沉积物中w（TP）、w（IP）（IP表示无机磷）和w（NaOH-P）（NaOH-P表示NaOH提取态磷）分别低至643.68、415.79和120.17 mg/kg,分别下降了16.54%、18.37%和35.82%,伊乐藻组分别低至700.39、457.87和145.29 mg/kg,分别下降了10.24%、11.17%和24.67%;菹草、伊乐藻植株体内TP质量分别增加了588.94和464.59 mg.研究显示,菹草、伊乐藻在生长期间均能有效吸收磷,同时改变了pH、E_h等环境因子,从而影响磷在水-沉积物界面的迁移及磷形态的转变.