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藻华聚集的环境效应:对漂浮植物水葫芦光合作用的影响
引用本文:包先明,顾东祥,吴婷婷,石祖良,刘国锋,韩士群,周庆. 藻华聚集的环境效应:对漂浮植物水葫芦光合作用的影响[J]. 环境科学, 2015, 36(6): 2070-2076
作者姓名:包先明  顾东祥  吴婷婷  石祖良  刘国锋  韩士群  周庆
作者单位:淮北师范大学生命科学学院, 淮北 235000;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014;南京理工大学化工学院, 南京 210094;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014;中国水产科学研究院淡水渔业研究中心, 农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室, 无锡 214081;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014;江苏省农业科学院农业资源与环境研究所, 南京 210014
基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(41101525);江苏省自主创新基金项目(CX(12)5057);国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07103-005)
摘    要:利用适应性强、生物量大的水生植物来净化污染水体,已成为目前水体生态修复的一种快捷有效的方法.然而,在夏季蓝藻水华严重聚集的水体,藻华聚集后对水生植物的生理生态影响及其环境效应,尚缺乏系统研究.本研究以水葫芦为代表,模拟在高温阶段(水温WT25℃)、水华严重聚集时,对水葫芦的光合作用的影响进行研究,以揭示蓝藻水华聚集后造成的浅水生态系统中水生植物消亡的深层机制,并为减轻藻华聚集对水生植物的不良影响、充分发挥水生植物的水体净化功能提供理论依据.结果表明,藻华聚集会很快消耗掉水生植物根区内的溶氧,呈现缺氧状态(DO0.2 mg·L-1);植物根区内ORP出现明显下降现象,实验进行1 d后低于-100 m V,实验结束时达-200 m V,水体呈现强还原环境.与对照相比,根区内p H值低0.7个单位.藻华细胞在死亡、分解后释放大量的无机营养盐于水体中,植物根区内的NH+4-N含量比对照实验中高102倍;较高的NH+4-N含量(平均为45.6 mg·L-1)加之缺氧的协迫作用,导致植物机体受到破坏,植物的光合作用能力严重下降.叶片的平均净光合速率仅为对照的0.6倍,实验结束时其光合速率Pn为3.96μmol·(m2·s)-1,而同期对照实验的叶片净光合速率Pn为22.0μmol·(m2·s)-1;叶片蒸腾速率仅为对照的0.55倍,至实验结束时其蒸腾速率为1.38 mmol·(m2·s)-1,同期对照实验的叶片蒸腾速率为7.61 mmol·(m2·s)-1,表明藻华长期的聚集对植物产生了不可逆的伤害作用.在实际生产中,要避免蓝藻的严重堆积和快速消亡,以减轻藻华暴发对植物的伤害,充分发挥植物的水体净化功能.

关 键 词:藻华聚集  漂浮植物  水葫芦  环境效应  光合作用
收稿时间:2014-09-29
修稿时间:2015-01-09

Environmental Effects of Algae Bloom Cluster: Impact on the Floating Plant Water Hyacinth Photosynthesis
BAO Xian-ming,GU Dong-xiang,WU Ting-ting,SHI Zu-liang,LIU Guo-feng,HAN Shi-qun and ZHOU Qing. Environmental Effects of Algae Bloom Cluster: Impact on the Floating Plant Water Hyacinth Photosynthesis[J]. Chinese Journal of Environmental Science, 2015, 36(6): 2070-2076
Authors:BAO Xian-ming  GU Dong-xiang  WU Ting-ting  SHI Zu-liang  LIU Guo-feng  HAN Shi-qun  ZHOU Qing
Affiliation:College of Life Science, Huaibei Normal University, Huaibei 235000, China;Institute of Agricultural Resource and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Science, Nanjing 210014, China;College of Chemical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China;Institute of Agricultural Resource and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Science, Nanjing 210014, China;Key Laboratory of Freshwater Fisheries and Germplasm Resources Utilization, Ministry of Agriculture, Freshwater Fisheries Research Center, Chinese Academy of Fishery Sciences, Wuxi 214081, China;Institute of Agricultural Resource and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Science, Nanjing 210014, China;Institute of Agricultural Resource and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Science, Nanjing 210014, China
Abstract:
Keywords:algae bloom cluster  floating plant  water hyacinth  environmental effects  photosynthesis
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