富营养底质对沉水植物的胁迫研究Ⅰ.乙酸对伊乐藻和菹草萌发与幼芽生长的影响

湖泊底质中有机物的厌氧代谢产生多种有机酸,其中主要成分是乙酸。研究了暴露于不同浓度的乙酸溶液后伊乐藻（Elodea nuttallii）和菹草（Potamogeton crispus）无性繁殖体的萌发和幼芽的生长状况。1mmol／L的乙酸能显著抑制伊乐藻幼芽的生长（P〈0．05）,但对其繁殖体的萌发无明显影响。在4mmol／L的乙酸影响下,菹草幼芽仍有明显的生长;菹草繁殖体的萌发受到显著抑制（P〈0．05）,但在随后的培养中可全部萌发。4mmol／L以上的乙酸暴露3d或6d导致伊乐藻全部死亡,8mmol／L的乙酸处理6d或16mmol／L的乙酸处理3d或6d导致菹草全部死亡。研究表明厌氧底质中的乙酸可能是阻碍沉水植物生长的重要因素之一,菹草比伊乐藻能耐受较高强度的乙酸胁迫,更适合作为先锋物种用于富营养化湖泊中的沉水植物恢复。     

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。     

天鹅洲故道水生态研究进展

20世纪90年代初, 湖北长江天鹅洲故道水质良好, 鱼类资源丰富, 被认为是建立长江豚类半自然保护区和四大家鱼种质资源生态库的理想场所, 而对之开展了水生态研究, 之后由于成功实现了长江江豚的迁地保护而受到越来越多的关注。学者们从水质和沉积物等环境因素, 浮游植物、浮游动物、底栖动物和高等水生植物等生物因素, 水体初级生产力、渔产潜力和鱼类等资源因素多角度开展了天鹅洲故道水生态研究。天鹅洲故道水质呈恶化趋势。浮游植物数量增加了2个数量级, 且从单细胞个体转变为多细胞群体, 同时带有胶被的蓝藻在种类和密度上占有绝对优势; 浮游动物优势种呈小型化趋势; 底栖动物密度有所下降; 高等水生植物呈逐渐衰退趋势。鱼类资源量呈下降趋势。根据水质化学和生物学评价结果, 结合天鹅洲故道受人类活动的影响, 本文指出故道与长江阻隔、渔业活动和环境污染是天鹅洲故道水生态面临的主要问题, 其通过水质、饵料和栖息地等方面影响长江江豚的可持续性生存。同时, 提出5个方面的建议: 首先, 实施通江工程, 恢复故道水文特征, 提高故道理化环境异质性; 其次, 控制外源和内源营养负荷, 提高故道水体水质; 然后, 持续监测水质、沉积物和水生生物状况, 建立故道水生态数据库; 再次, 实施生态修复工程, 提高水生生物多样性; 最后, 规范渔业活动, 优化故道渔业资源, 为保护天鹅洲故道水环境质量和水生态健康, 维持江豚可持续生存提供依据。     

投加酞酸酯的构建湿地基质微生物活性的研究

在复合垂直流构建湿地系统的源水中连续投加酞酸酯达一年之久,并对该系统基质中的微生物数量、酶活性(脲酶、磷酸酶、脱氢酶)以及呼吸作用强度等各项指标进行了测定。结果表明下行流池微生物活性明显高于上行流池;实验系统中酞酸酯对微生物的生长没有表现出抑制作用,相反促进真菌类微生物的生长,其中真菌数量是对照系统的4．6—5．5倍;实验系统中酶活与呼吸作用强度也比对照系统高出1．0—5．9倍;分别投加长链和短链酞酸酯的实验系统之间微生物数量差别不显。从湿地生物膜的研究结果来看,生物膜量为1—6mg／g,生物膜的酶活性在基质酶活中所占比重很大,达到70％以上,生物膜的脱氢酶甚至比基质酶活高出10倍以上,说明生物膜是湿地基质微生物的主要活性部分。     

人工湿地系统对污水磷的净化效果

建立以亚热带湿生、水生植物为主的十二套下流行一上流－上行流人工湿地系统作为处理城镇生活污水的对策。以其中四套研究其在不同的水力负荷及气候条件下对污水中磷的去除效果。人工湿地系统随处理运行时间的推移趋于稳定,对污水中的总磷、无机磷显示较好的净化效率,平均去除率在冬季达到４０％以上,夏季达到６０％以上,出水达到国家地面水Ⅲ级标准。水生植物在系统中起到明显作用,有植物系统的除磷效率及稳定性均高于无植物对照,其中２号茭白－石菖蒲系统的效果最好,总磷平均去除率为６５％。４号9蔗－苔草系统在高水力负荷下的净效果优于２号。水力负荷的增加对系统的净效果没有明显影响。     

两种不同株铜绿微囊藻培养液对大型溞的毒性效应研究

为了探讨铜绿微囊藻对浮游甲壳动物溞类的毒害效应,试验选取了两种不同株系（产毒和非产毒）的藻种,采取利用其培养液的方法,以研究铜绿微囊藻在生长过程中向水体中释放的毒素或类毒素物质对溞类的效应以及比较不同株系间效应的差异性。研究结果表明：（1）试验所选铜绿微囊藻产毒和非产毒株系的培养液均能对大型溞（Daphnia magna）的生长繁殖构成影响,表现为低剂量起促进效应,高剂量起抑制效应;（2）铜绿微囊藻产毒株较非产毒株更能影响大型溞的存活;（3）铜绿微囊藻产毒和非产毒株对大型溞的生长影响差异不大,但对其繁殖却存在明显不同,表现为株系942的抑制效应更强。可以初步推断,在以产毒株铜绿微囊藻为优势种形成“水华”的环境下,大型浮游甲壳动物溞类数量和生物量减少的主要原因可能是由于毒素对溞类较高的致死效应;而以非产毒株形成优势群体的水体里,其主要原因可能并非毒素的效应,而是由于其他原因,如藻类群体的形成阻碍摄食,缺乏必需脂肪酸等。     

植物生长调节剂的研究及应用进展

植物生长调节剂是合成植物激素, 其可以调节植物的代谢和生理功能, 并且已广泛用于农业、林业和其他领域。而植物生长调节剂本身存在的毒副作用所引起的安全问题也不容忽视, 在使用调节剂时应保证其安全性和有效性。文章概述了植物生长调节剂的种类、作用功效、国内外植物生长剂的研究和应用情况及在使用中存在的问题, 分析了调节剂药效的影响因素, 就植物生长调节剂的进一步应用提出了建议, 进行了展望, 并对其应用于生态修复领域的可行性进行了分析。植物生长调节剂在使用时应注意: (1)适时适量; (2)多种药型谨慎搭配, 科学调控植物生长剂的使用; (3)植物生长调节剂不能随意与农药搭配以避免不良反应的发生。     

外源脱落酸对湿地植物美人蕉抗寒性的影响

低温时植物枯萎导致人工湿地运行效率降低, 研究将脱落酸应用于湿地植物, 以期提高其抗寒性。采用0、5、10、15、20和25 mg/L的脱落酸(ABA)对美人蕉(Canna indica L.)幼苗叶面进行喷施并进行阶段性降温培养, 评价各组在0℃时的抗寒性, 筛选出最适ABA处理浓度。结果表明: 在低温条件下, 经过适宜浓度外源脱落酸预处理组的丙二醛(MDA)、相对电导率显著性低于对照组; 脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量显著高于对照组, 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性也有所提高。综合以上指标, 认为15 mg/L脱落酸处理为最佳。随后将其应用于人工湿地, 对其冬季净化效果进行评估。结果发现, 15 mg/L脱落酸预处理可使人工湿地的冬季TP、TN和COD去除率显著高于对照组(P<0.05)。由此可见, 一定浓度的脱落酸预处理能够有效提高美人蕉的抗寒性, 并提高人工湿地冬季净化效果。     

沉水植物化感作用对西湖湿地浮游植物群落的影响

通过微宇宙实验,在控制光照和营养盐浓度的条件下分别研究了苦草(Vallisneria spiralis)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的化感作用对采集于杭州西湖湖西湿地的藻类密度、叶绿素a浓度、群落结构、多样性指数等的影响。其结果表明,3种沉水植物对微宇宙系统中的藻类都具有明显影响,藻类密度与叶绿素a浓度受到显著抑制,3个草-藻研究系统中藻类群落结构都发生了变化。在实验末期苦草组、金鱼藻组和穗花狐尾藻组中藻类总生物量(以细胞密度计)分别较初始值降低了37.06%、78.37%和83.40%。栅藻对3种沉水植物的化感作用敏感性较弱。藻类生物多样性方面,穗花狐尾藻系统中最高,其次是金鱼藻组,最后是苦草组,其Shannon-Wiener指数(H)分别为2.76、2.06和0.72,穗花狐尾藻组中H的显著高于苦草组(P0.05)。     

苦草和黑藻对模拟西湖水体中CODMn及TN和NO3-N的去除力分析

研究了苦草〔Vallisneria natans(Lour.)Hara〕和黑藻〔Hydrilla verticillata(L.f.)Royle〕对模拟西湖富营养化水体中CODMn、TN和NO3-N的去除力及其动力学模型,并对实验期间(30 d)2种植物的株高及单株鲜质量的变化进行了分析。结果表明:种植30 d内,苦草和黑藻对水体中CODMn、TN和NO3-N的去除率均表现出前期较小、中期急剧增加、后期缓慢变化的趋势,且3项指标的去除过程均符合一级动力学模型。种植20～25 d后,苦草和黑藻对水体中CODMn、TN和NO3-N的去除效果均最佳;其中,苦草对CODMn、TN和NO3-N的最高去除率分别为66.7%、71.4%和68.2%,去除动力学方程分别为CCODMn=6.96e(-0.030t)、CTN=7.29e(-0.048t)和CNO3-N=5.12e(-0.046t),降解系数分别为0.030、0.048和0.046;黑藻对CODMn、TN和NO3-N的最高去除率分别为55.0%、61.4%和69.0%,去除动力学方程分别为CCODMn=6.91e(-0.043t)、CTN=6.55e(-0.033t)和CNO3-N=4.69e(-0.046t),降解系数分别为0.043、0.033和0.046。种植30 d后,苦草和黑藻的株高和单株鲜质量均明显增加,其中,苦草平均株高和平均单株鲜质量分别增加了53.0%和170.5%;黑藻平均株高和平均单株鲜质量分别增加了120.0%和216.7%。研究结果说明:苦草和黑藻在模拟西湖水体中均能够正常生长,且对富营养化水体有较好的净化作用,可用于水环境改善和水生态修复。