硅酸盐矿物麦饭石对沉水植物生理生态的影响

沉水植物的稳定生长是重建健康湖泊生态系统重要环节, 底质条件是沉水植物生长的关键因素。研究通过观测沉水植物生理生态的变化来探讨麦饭石对其影响及作用机理。研究结果表明, 与湖泥组相比, 麦饭石可明显促进沉水植物苦草生长, 覆盖1 cm厚度麦饭石的苦草植株高度、单株生物量优于湖泥组(P<0.05); 改性麦饭石组的苦草株高、单株生物量高于麦饭石原石组(P<0.05)。麦饭石组中两种植物苦草和轮叶黑藻的光合色素、根系活力、丙二醛、过氧化物酶活等指标在一定程度上均优于湖泥组。检测发现麦饭石中含有丰富的植物生长所需的常量和微量元素, 可以明显促进沉水植物生长。可见麦饭石有益于沉水植物生长, 可进一步作为底质改良材料应用于湖泊生态修复工程。     

氮、磷对热带浅水湖泊惠州西湖蓝藻的控制

湖泊富营养化常导致蓝藻生物量的增加,水质恶化.于2011年2月至12月对热带浅水湖泊惠州西湖六个湖区的蓝藻群落结构进行研究,以了解其时空变化特征及主要影响因素.结果表明,以沉水植物为优势的元妙观湖区与南南湖蓝藻无明显的优势种;平湖蓝藻优势种为银灰平裂藻(Merismopedia glauca)和湖丝藻(Limnothrix sp.),南丰湖、北丰湖和北南湖的主要优势种均为银灰平裂藻(Merismopedia glauca).平湖、南丰湖、北丰湖和北南湖蓝藻丰度及生物量存在显著的季节变化.相关分析显示惠州西湖夏季蓝藻生物量受氮、磷盐控制.冬季温度的影响,蓝藻生物量与氮、磷的相关性不显著.     

沉水植物生态化学计量学特征的区域差异以及生态修复的影响

为深入了解沉水植物生态化学计量学特征在西南高原地区和长江中下游平原地区湖泊中的差异, 以及生态修复的影响, 于2010年—2016年的夏季(6—9月)调查了36个湖泊的沉水植物。结果表明: (1)高原湖泊沉水植物群落的碳(C)含量显著高于平原湖泊, 氮(N)含量显著低于平原湖泊, 磷(P)含量高于平原湖泊但差异不显著; 高原湖泊沉水植物群落的C/N和C/P的比值显著高于平原湖泊, N/P显著低于平原湖泊; 在平原湖泊和高原湖泊共有的金鱼藻、苦草、穗花狐尾藻、微齿眼子菜和伊乐藻中, 仅有伊乐藻的N含量和金鱼藻的P含量与群落的差异性不一致。(2)在长江中下游平原地区生态修复后的水域中, 沉水植物群落的C和P含量显著高于未修复区, N含量低于未修复区但差异不显著; 修复区沉水植物群落的C/P和N/P显著低于未修复区, C/N显著高于未修复区; 修复区和未修复区共有的金鱼藻、苦草、穗花狐尾藻和竹叶眼子菜的C和P含量都跟群落的差异性一致。以上结果说明, 在清澈的水体中, 沉水植物的C和P含量高而N含量低; 湖泊富营养化会导致沉水植物N含量升高。因此, 在湖泊生态修复过程中, 应注重提高水体的透明度, 这将会提高沉水植物中C和P的含量, 从而有利于促进沉水植被区成为湖泊的C和P库。     

4种沉水植物对富营养化水体氮磷的去除能力

沉水植物常用于水质净化与生态修复工程.本实验通过室内模拟与测定,分析比较4种常见沉水植物在6个种植密度梯度(0.5g·L^-1～3g·L^-1)下对世博后滩公园生态水系氮、磷污染物的去除率.30d模拟实验结果表明,4种沉水植物对水体中过量氮、磷均有较高的去除率,在种植密度为3g·L^-1时,轮叶黑藻(HydriHa verticillata)对TN去除率最高达到6%,马来眼子菜(Potamogeton malaianus)对TP的去除率最高为88%.在种植密度为0.5g·L^-1～3g·L^-1的范围内时,各沉水植物实验组随种植密度的增大,对氮、磷的去除率升高.     

五种沉水植物对富营养化水体的净化效果

为达到净化水质的目的,采用移栽沉水植物控制富营养化水体中营养盐含量和浮游藻类生物量。本研究在夏季藻类密度较高的富营养化水体中移栽5种长江中下游流域常见沉水植物,比较不同沉水植物去除营养盐和控制藻类总量的能力。研究结果:5种沉水植物对水体总氮含量去除率的大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>苦草>微齿眼子菜>菹草,对总磷去除率大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>微齿眼子菜>苦草>菹草;竹叶眼子菜控制水体中藻类总量的效果最佳,苦草、微齿眼子菜及菹草次之,黑藻对水体总磷和浮游植物的去除效果均极显著(p≤0.01),而对总氮含量的作用影响不明显(p=0.209)。综合营养盐吸收作用和藻类控制效果来看,竹叶眼子菜在整个实验过程中生长状态良好并达到较为稳定的净化作用,是夏季治理浅型富营养化静水水体的理想物种之一。     

在太湖中栽种沉水植物能使水变清吗？

浅水湖泊富营养化修复是环境科学领域的前沿研究.在富营养化的太湖中栽种沉水植物能使水变清,进而"向后跃变"为"草型湖泊"吗?回答是几乎不可能.原因在于藻类和沉水植物之间存在着竞争.在湖泊中决定沉水植物能否生长的关键是水体的光照条件.在富营养化的湖泊中,藻类对沉水植物有明显的"遮光效应",从而降低了它的竞争能力.另一种情况,枝角类的消失或者数量减少对藻类有利."下行效应"在浅水湖泊中可能更为重要,因此浅水湖泊中滤食性鱼类对浮游动物的捕食控制可能更强,导致枝角类几乎不可能通过牧食控制藻类的生长.在这样的状况下,沉水植物的恢复几乎是不可能的.如果沉水植物再遭受其它的损害或者恶劣的天气,就会突然一下子全部消失.因此在富营养化的湖泊中栽种沉水植物的成活率是很低的.这与浅水湖泊二种替代性稳定状态概念是相一致的.     

太湖五里湖生态修复示范区水质改善效果分析

鱼类清除和沉水植被恢复常是富营养化浅水湖泊生态系统修复的重要手段。为探讨这种生态系统修复方式对亚热带富营养化浅水湖泊太湖五里湖水质的改善效果,论文研究了五里湖生态修复区与未进行任何修复的对照湖区为期6个月(2010年7～12月)的水质监测数据。数据分析结果表明,生态修复区总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素-a(Chl-a)以及悬浮质(TSS)浓度显著降低,分别比对照区低43.4%、48.3%、65.5%和78.9%,透明度则明显升高,约为对照区的3倍。本研究表明以鱼类清除和沉水植被恢复为主要手段的生态系统修复措施能够有效改善亚热带富营养化浅水湖泊水体的水质。     

淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落结构和季节动态

深入了解煤矿塌陷湖泊生态系统的结构与功能,有助于开展淮北煤矿塌陷水域的生态保护和资源的可持续利用。该文从2005年3月至2007年2月,研究了淮北采煤塌陷区两个小型湖泊(南湖和乾隆湖)浮游植物的群落结构和季节动态。结果表明:乾隆湖中总氮和总磷的浓度均高于南湖。蓝藻和绿藻均为南湖和乾隆湖的优势类群,其总和分别约占两湖泊年平均总浮游植物生物量的69.8%和63.3%,且南湖浮游植物生物量明显低于乾隆湖。另外,南湖夏季出现了以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为主的蓝藻水华,而富营养湖泊中常见的微囊藻属(Microcystis)和水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)等蓝藻种类在乾隆湖中没有被观察到。除营养盐、温度外,鱼类和硬度水质可能是影响淮北采煤塌陷区小型湖泊浮游植物群落演替和生物量季节变化的重要原因。     

两种沉水植物对间隙水磷浓度的影响

为研究两种根系特征的沉水植物在生长过程中对间隙水中磷浓度的影响,选取根系较多的沉水植物苦草和根系相对较少的沉水植物黑藻作为实验材料,监测底泥中间隙水各形态磷含量及环境因子的变化,探讨不同根系特征沉水植物对间隙水中磷的影响。结果表明:黑藻和苦草实验组沉积物间隙水中各形态磷的浓度均呈不同程度的降低,黑藻和苦草对于稳定水质,减少底泥中磷向水中转移具有明显的效果;沉水植物不同,底泥间隙水中溶解性总磷(DTP)和溶解性活性磷(SRP)存在明显差异。实验结束时黑藻组和苦草组间隙水中DTP的浓度分别为0.24,0.01 mg/L,SRP的浓度分别为0.22 mg/L,0.004 mg/L。间隙水中磷的形态主要以DTP和SRP为主,溶解性有机磷(DOP)的含量相对较低。沉水植物对间隙水中磷的吸收是降低间隙水中磷含量的重要原因,苦草的吸收能力大于黑藻。沉水植物根系通过降低底泥p H值,提高氧化还原电位(Eh)的方式抑制了底泥中磷的释放。     

3种种植方式下沉水植物恢复效果研究

恢复沉水植物是受污染水体生态修复与重建的有效措施之一,人工快速大面积恢复沉水植物的方法是关键。选取杭州西湖西进区域茅家埠和浴鹄湾近岸水域,分别采用扦插法、沉栽法和播种法对沉水植物菹草、苦草和黑藻进行种植。研究表明：运用沉栽法种植的菹草存活率比用播种法种植的存活率高71.1%;运用扦插法种植的苦草比沉栽法和播种法的存活率分别高84.3%和87.8%;运用扦插法种植的黑藻比用播种法种植的存活率高69%;3种种植方式下最终的单株植物生物量间无显著差异。     

连续可调式沉水植物网床对河道水质的修复

在太湖贡湖水源保护区陆域的一条长约200 m的污染河道内构建了一系列连续可调式沉水植物网床,形成了以菊花草、苦草、伊乐藻、轮叶黑藻和菹草等沉水植物构成的水生植物群落;跟踪监测了总氮(TN)、铵态氮(NH4 +-N)、亚硝态氮(NO2--N)、硝态氮(NO3--N)、总磷(TP)和磷酸盐(PO43--P)等水质指标,分析沉水植物网床引导沉水植被恢复对污染河道的水质修复效果.结果表明:沉水植被网床构建后,水体透明度显著升高,由修复前的0.5m提高到1.7 ～1.8 m;在沉水植被网床构建后的第5天和第20天,TN和TP的削减率分别为35.6％、66.3％和29.4％、63.2％;5个月后,修复河道水体内NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、PO43--p和TP的浓度比对照组显著降低,削减率分别达到92.4％、76.8％、72.7％、73.9％、90.5％和92.0％.由连续可调式沉水植被网床引导恢复的水生植物群落可用于河道,特别是陆域浅水污染水体的生态修复.     

常熟新建水源地湖泊轮叶黑藻和穗状狐尾藻的生长差异及对水环境的影响

为了探明沉水植物群落构建对新建水源地湖泊水环境的作用效果,于2019年5—11月在常熟新建应急水源地湖泊比较研究了轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)两种沉水植物在人工栽种条件下的生长及对水质和叶绿素a(Chl.a)的影响。结果表明:两种沉水植物在试验湖泊均可正常生长,二者的生物量在5月至9月均呈上升趋势,但轮叶黑藻在5—7月处于快速生长期,而穗状狐尾藻在7—9月处于快速生长期;轮叶黑藻的衰亡期较穗状狐尾藻早,且衰亡过程持续时间短, 11月轮叶黑藻完全衰亡,而穗状狐尾藻仍处于衰亡中期。两种沉水植物在生长期均可有效降低水体Chl.a浓度,对藻类生长起到抑制作用,但是在衰亡期会造成水体营养水平上升, Chl.a浓度升高。由总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、Chl.a、溶解氧(DO)和透明度(SD)计算综合隶属函数值表明在两种沉水植物生长的高峰期,沉水植物组的水质状况优于对照组,衰亡期水质趋于恶化。Pearson相关分析表明轮叶黑藻生物量与Chl.a存在显著负相关关系,轮叶...     

再生水补给河道内芦苇的光谱特征及其对水体氮和磷含量的响应

再生水是城市景观河湖的重要补给水源, 然而再生水中含量较高的氮和磷营养盐会引起水体富营养化, 破坏水生态平衡。以再生水补给的潮白河为研究区, 运用高光谱技术分析了挺水植物芦苇(Phragmites australis)叶片的光谱特征, 并结合水质数据, 通过拟合模型, 探究了芦苇对再生水中氮和磷的响应关系。结果表明, 各采样点水体的总氮(TN)和总磷(TP)含量分别介于1.85-18.16 mg·L^-1及0.01-0.36 mg·L^-1之间, 叶绿素a (Chl a)和溶解氧(DO)含量的范围分别为0.60-47.45 μg·L^-1与4.24-11.4 mg·L^-1。水体富营养化较为严重, 但仍处于富氧环境。多重方差分析表明, 不同采样点之间水体的TN、TP和Chl a含量差异显著(P<0.05)。由光谱反射率及反射率一阶导数曲线可知, 水体TN含量越高, 叶片光谱在可见光区的反射率越小, 红边位置也越向波长长的方向移动(即红移)。相关分析表明, 水体TN和TP含量与吸光度值log(1/R)在可见光区的相关性较强, 且TN与log(1/R)的相关系数高于TP。芦苇叶片光谱可在一定程度上区分水体TN含量差异, 但TP对光谱特征的影响模式不明显。光谱指数与水体TN含量之间的拟合模型中, 基于光化学指数(PRI)、修正叶绿素吸收指数(MCARI)和导数叶绿素指数(DCI)的模型能够解释水体TN含量变化的62.4%-70.9% (P<0.05), 可用于再生水氮含量的定量监测。该研究证明了植物光谱技术在水体富营养化监测上的可行性, 为保障再生水修复河道水质和生态安全提供了科学依据。     

Spectral Characteristics of Phragmites australis and Its Response to Riverine Nitrogen and Phosphorus Contents in River Reaches Restored by Reclaimed Water

再生水是城市景观河湖的重要补给水源, 然而再生水中含量较高的氮和磷营养盐会引起水体富营养化, 破坏水生态平衡。以再生水补给的潮白河为研究区, 运用高光谱技术分析了挺水植物芦苇(Phragmites australis)叶片的光谱特征, 并结合水质数据, 通过拟合模型, 探究了芦苇对再生水中氮和磷的响应关系。结果表明, 各采样点水体的总氮(TN)和总磷(TP)含量分别介于1.85-18.16 mg·L^-1及0.01-0.36 mg·L^-1之间, 叶绿素a (Chl a)和溶解氧(DO)含量的范围分别为0.60-47.45 μg·L^-1与4.24-11.4 mg·L^-1。水体富营养化较为严重, 但仍处于富氧环境。多重方差分析表明, 不同采样点之间水体的TN、TP和Chl a含量差异显著(P<0.05)。由光谱反射率及反射率一阶导数曲线可知, 水体TN含量越高, 叶片光谱在可见光区的反射率越小, 红边位置也越向波长长的方向移动(即红移)。相关分析表明, 水体TN和TP含量与吸光度值log(1/R)在可见光区的相关性较强, 且TN与log(1/R)的相关系数高于TP。芦苇叶片光谱可在一定程度上区分水体TN含量差异, 但TP对光谱特征的影响模式不明显。光谱指数与水体TN含量之间的拟合模型中, 基于光化学指数(PRI)、修正叶绿素吸收指数(MCARI)和导数叶绿素指数(DCI)的模型能够解释水体TN含量变化的62.4%-70.9% (P<0.05), 可用于再生水氮含量的定量监测。该研究证明了植物光谱技术在水体富营养化监测上的可行性, 为保障再生水修复河道水质和生态安全提供了科学依据。     

草鱼对不同种类沉水植物的摄食研究

文章研究了草鱼对轮叶黑藻、苦草、菹草、金鱼藻和穗花狐尾藻等不同种类沉水植物的摄食作用, 探讨了不同规格(35, 45, 55, 65, 75 和85 g)和密度(1.20, 2.40, 3.60 和4.80 g/L)的草鱼对沉水植物的摄食选择性及摄食率。结果表明: 草鱼对沉水植物摄食优先选择次序为: 轮叶黑藻 苦草 菹草 金鱼藻 穗花狐尾藻;对不同规格的草鱼而言, 在有轮叶黑藻的情况下, 草鱼会对轮叶黑藻优先摄食, 且摄食率大于苦草、穗花狐尾藻和金鱼藻, 同时小规格草鱼的日均摄食率大于大规格草鱼;对不同放养密度的草鱼而言, 在有轮叶黑藻的情况下, 草鱼对食物的摄食竞争作用明显, 当水质恶化时, 草鱼的摄食率随着密度的增大而减小。       

不同基质对四种沉水植物生长的影响

通过模拟试验,研究了太湖五里湖主要3种基质类型(沙石、生土、湖泥)对4种沉水植物(苦草、马来眼子菜、金鱼藻、轮叶黑藻)生长的影响. 结果表明,生长于沙石、生土、湖泥上的苦草和马来眼子菜平均生物量分别为72.37、126.25、134.10 g和40.0、72.10、90.70 g,而金鱼藻和轮叶黑藻平均生物量分别为0.27、6.58、73.64 g和0.17、3.26、84.42 g,说明湖泥较适合这四种沉水植物生长. 苦草和马来眼子菜对相对贫瘠的生土有较强的适应性,而金鱼藻和轮叶黑藻不适宜在生土中生长. 生长在沙石上的4种沉水植物的生物量和株高最低,其中金鱼藻和轮叶黑藻于试验期间死亡.苦草的根系活力(TTC)低于马来眼子菜,生长在沙石、生土、湖泥中苦草的根系活力分别为0、(0.16±0.05) mg·g^-1·h^-1和(0.36±0.33) mg·g^-1·h^-1,而马来眼子菜则分别为(2.68±0.34) mg·g^-1·h^-1、(2.30±0.77) mg·g^-1·h^-1、(5.24±0.67) mg·g^-1·h^-1. 叶绿素、质膜透性和丙二醛(MDA)的测定结果进一步证明了以上结论.此外,苦草、马来眼子菜和轮叶黑藻对基质有较强的沁氧能力,其大小顺序为苦草＞马来眼子菜＞轮叶黑藻.     

碱蓬对不同盐度富营养化模拟海水的净化效应及其生长特性

研究了碱蓬﹝Suaeda glauca (Bunge) Bunge﹞对不同盐度(质量浓度8、16和24 g·L-1NaCl)富营养化模拟海水中总氮( TN)和总磷( TP)的净化效果,并对碱蓬生长及其不同部位TN和TP的含量和积累量进行了研究。结果表明：碱蓬在质量浓度8、16和24 g·L-1 NaCl富营养化模拟海水中均生长良好。随处理时间的延长,种植碱蓬后不同盐度富营养化模拟海水中TN和TP浓度均逐渐降低,TN和TP去除率均逐渐升高,其中在质量浓度16 g·L-1 NaCl富营养化模拟海水中TN和TP去除率最高。处理25 d,在质量浓度16 g·L-1 NaCl富营养化模拟海水中碱蓬单株鲜质量、单株干质量和株高的增量以及平均须根长均最大,单株总干质量最高,均显著高于其他2个处理组;质量浓度16 g·L-1 NaCl富营养化模拟海水中碱蓬单株叶、茎和根中的TN和TP积累量明显高于其他2个处理组,而单株种子中的TN和TP积累量则随着NaCl质量浓度提高而降低。研究结果显示：作为在滨海盐渍化土壤中生长的一年生优势物种,碱蓬可以有效地对有一定盐度的富营养化水体进行生物修复,具有对滩涂养殖废水进行生物改良和修复的潜力。     

太湖常见浮叶植物和沉水植物的光合荧光特性比较

利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM),原位观测太湖常见的水生植物菱、荇菜、苦草、黑藻的最大光化学量子产量(F_v/F_m)及在暗适应和光适应条件下的快速光曲线.结果表明:浮叶植物菱和荇菜光系统Ⅱ的潜在最大光合作用能力高于沉水植物苦草和黑藻,其最大量子产量分别为0.837、0.831、0.684和0.764;菱和荇菜的最大电子传递速率、半饱和光强分别高于沉水植物苦草和黑藻,且在光适应条件下尤为显著.