3种沉水植物去除水体中氮磷能力研究

研究了3种沉水植物对不同质量浓度富营养化水体的净化能力,结果表明,轮叶黑藻、金鱼藻和狐尾藻对水体中的氮、磷都有很好的净化效果,对总氮去除能力从大到小依次为轮叶黑藻>金鱼藻>狐尾藻,对总磷去除能力从大到小依次为轮叶黑藻>狐尾藻>金鱼藻。实验表明,沉水植物是富营养化水体水生态系统重建的关键,在水体生态修复中,轮叶黑藻是一种很好的水体净化沉水植物。     

修复白洋淀镉污染水体的沉水植物筛选试验

为了筛选出适宜修复白洋淀镉(Cd)污染水体的沉水植物,该研究通过室内模拟试验,分析了四种沉水植物黑藻、狐尾藻、金鱼藻和菹草对Cd的耐受性及对底泥Cd的富集和迁移能力。结果表明:(1)通过毒性测试研究,Cd对黑藻、狐尾藻、金鱼藻及菹草的4 d-EC₅₀(半数抑制浓度)分别为0.51、0.81、0.03、0.12 mg·L^-1,狐尾藻对Cd的耐性最强,黑藻次之,金鱼藻对Cd的耐性最低; 四种沉水植物对Cd的最大富集量分别为27.89、15.28、22.54、32.74 g·kg^-1,菹草对Cd的富集能力最强,黑藻次之,狐尾藻对Cd的富集能力最低。(2)通过Cd污染底泥修复研究,黑藻、狐尾藻和菹草体内Cd富集量整体表现为根>叶片和茎(P<0.05); 地上部、根对Cd的富集能力分别表现为黑藻>菹草>狐尾藻,菹草>黑藻>狐尾藻; 三种沉水植物对Cd的迁移能力则表现为黑藻>狐尾藻>菹草。总之,黑藻对底泥中Cd富集和迁移能力均较强,且耐性较高,是最适合修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物。     

洪湖5种优势沉水植物光合荧光特性比较研究

利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM),原位观测洪湖5种优势沉水植物——苦草[Vallisneria natans(Lour.)Hara]、黑藻[Hydrilla verticillata(L.f.)Royle]、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum L.)、菹草(Potamogeton crispus L.)和马来眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)的量子产量及快速光曲线。结果显示:5种沉水植物苦草、黑藻、狐尾藻、菹草和马来眼子菜最大量子产量(Fv/Fm)分别为0.603、0.723、0.751、0.778和0.646。各物种的开放PSⅡ反应中心原初光能捕获效率(Fv′/Fm′)的大小依次为菹草狐尾藻黑藻马来眼子菜苦草,且除黑藻与狐尾藻间差异不显著外,其他物种间差异均显著;各物种光能利用能力(α)的大小依次为菹草黑藻狐尾藻马来眼子菜苦草,且除黑藻与狐尾藻间差异不显著外,其他物种间差异均显著;各物种无光抑制的最大潜在相对电子传递速率(rETRm)的大小依次为菹草狐尾藻黑藻马来眼子菜苦草,且各物种间差异显著;半饱和光强(Ek)的大小依次为狐尾藻菹草黑藻苦草马来眼子菜,且除狐尾藻与菹草间差异不显著外,其他物种间差异均显著。研究表明:洪湖5种优势沉水植物中,菹草和狐尾藻较耐强光,光合速率较高,而苦草则有较强的耐弱光能力。     

水体无机碳条件对常见沉水植物生长和生理的影响

为了解水华引起的水体无机碳变化对沉水植物生长的影响,对8种沉水植物:金鱼藻、穗花狐尾藻、篦齿眼子菜、光叶眼子菜、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草和黑藻在不同无机碳浓度下的生物量、株高、叶绿素以及光合和呼吸速率进行了比较研究.结果表明8种沉水植物均能利用HCO3-作为光合无机碳源,在1.5 mmoL/L外源HCO3-浓度下能促进金鱼藻、菹草和伊乐藻的生长,提高其光合速率;在2.5 mmol/L外源HCO3-浓度下能促进狐尾藻、光叶眼子菜、黑藻、微齿眼子菜和蓖齿眼子菜的生长,提高其光合速率.在CO32-为优势碳源时,8种沉水植物表现出不同的适应性,发现微齿眼子菜、篦齿眼子菜和黑藻在整个实验范围内生长未受抑制,且在不同浓度下表现生长和光合速率的促进,说明这三种沉水植物对[HCO3-]/[CO32-]比值和pH具有较广适应范围.而当CO32-成为优势碳源时,金鱼藻和伊乐藻的生长受到抑制,狐尾藻、菹草和光叶眼子菜均死亡,表明[HCO3-]/[CO32-]比值和pH是这5种沉水植物生长的重要限制因子.     

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)。     

5种沉水植物无性繁殖和定居能力的比较研究

 竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、苦草(Vallisneria spiralis)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、黑藻(Hydrilla verticillata)是长江中下游湖泊主要的沉水植物。在栽培条件下,它们的无性繁殖速率(单位时间内新增个体数)大小顺序为黑藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>苦草>穗花狐尾藻。同时采用抛掷实验的方法观察研究了这5种沉水植物及其无性繁殖体的存活和生根情况;完整植株存活率为黑藻>穗花狐尾藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>苦草,无性繁殖体部分存活率为黑藻>苦草>穗花狐尾藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜。生根能力和其存活时间长短相关,而且生根能力与存活率大小基本一致。在实验中,只有穗花狐尾藻的断枝存活率和生根能力存在差异,故无性繁殖体生根能力为黑藻>苦草>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>穗花狐尾藻。     

5种沉水植物的光合特征

以碘量法测定水中溶解氧的变化作为衡量沉水植物光合作用和呼吸作用变化的指标 ,研究了狐尾藻、金鱼藻、苦草、菹草和黑藻光合作用对光照的响应 ,比较了它们的光合能力及光合特征。不同光照强度下 ,供试材料的光合速率高低排列各不相同。 5种沉水植物的光合作用都表现出强光抑制现象 ,不同种类在高光强下光合速率下降的程度差异较大。狐尾藻等植株的下部可形成没有叶片的茎 (非光合茎 )。这些茎不进行光合作用或光合作用很弱 ,其暗呼吸也只是光合部分的一半左右。具有非光合茎的种类可在较深的水体中生存。 5种沉水植物中 ,苦草对光的需求最低 ,适于在低光照条件的水下生长 ,不耐强光 ;狐尾藻和金鱼藻对光的需求最高 ,在上层有较强的竞争能力 ;菹草和黑藻对光的需求介于中间 ,最大光合产量出现在中层 ,可在水体中层形成优势。     

梁子湖六种沉水植物种群数量和生物量周年动态

研究了梁子湖子湖之一满江湖的六种沉水植物种群数量和生物量在1997.3-1998.3的月动态。结果表明:满江湖沉水植物群落中,优势种为黄丝草、金鱼藻和穗状狐尾藻;六种沉水植物种群最大密度、最大单位面积生物量出现的月份各不相同,但两者变化的趋势一致。黄丝草、穗状狐尾藻种群为增长型种群,金鱼藻、苦草、黑藻种群稳定发展,菹草种群有衰退的趋势。沉水植物群落的最大生物量达到4676g/m2(鲜重,10月),总水草的最大密度为1865枝/m2(11月).根据1997年3-12月植物生长期内的数据,拟合出了六种沉水植物和总水草的生长模型方程。       

光倒刺对水绵、轮叶黑藻、金鱼藻的摄食选择性及对水质影响

为探究生物操纵光倒刺鲃(Spinibarbus hollandi) 控制大型丝状藻水绵藻华的有效性及安全性, 研究了不同密度下(0、26、52、104 g/m3)光倒刺鲃对试验环境中水绵、轮叶黑藻、金鱼藻的摄食状况及对水质的影响, 通过显微观察初步分析该鱼对水绵的摄食消化机制, 进一步探究该鱼对摄食生物不同生长期的摄食偏好。结果表明:光倒刺鲃在低密度(26 g/m3)下, 可高强度摄食水绵, 且对3种水生植物的摄食选择性为:水绵轮叶黑藻金鱼藻; 光倒刺鲃对两种生长时期的水绵均大量摄食, 且喜食危害较大的成熟水绵, 而对轮叶黑藻幼嫩叶片无显著摄食; 其对水绵的消化机制与咽喉齿的机械破碎密切有关; 在鱼-草共生条件下, 各处理组营养盐出现先增后降的趋势, 低密度组(26 g/m3)21d后, NH3-N、NO3--N、PO4--P均低于其初始水平; 光倒刺鲃难以对浮游微藻产生滤食作用及前期营养盐上升, 导致各处理组中叶绿素a较对照组(0 g/m3)均显著上升。预期在轮叶黑藻、金鱼藻等沉水植物为主的人工湖泊城市水景及水产养殖中, 较低密度投放该鱼, 可有效控制水绵泛滥, 并兼顾水质, 但在浮游微藻易暴发的水域中, 不适于单一运用该鱼。       

春季不同程度低水位对四种沉水植物生理的影响

为了解不同沉水植物对春季低水位的生理响应, 在2014年春季开展为期3个月的控制实验, 研究不同程度的春季低水位, 包括极低水位(水深18 cm)、较低水位(36 cm)和低水位(54 cm)对3种乡土沉水植物微齿眼子菜、穗花狐尾藻和菹草的最大光化学量子产量(Fv/Fm)、总叶绿素含量和可溶性糖含量的影响, 并与外来种伊乐藻作对比。结果显示, 随着水位的降低, 微齿眼子菜、菹草和伊乐藻Fv/Fm显著升高, 而穗花狐尾藻的Fv/Fm无显著变化; 在3种水位下伊乐藻的Fv/Fm都明显高于其他3种植物。微齿眼子菜和菹草总叶绿素含量也随着水位降低有升高趋势, 而穗花狐尾藻和伊乐藻的总叶绿素含量随水位没有显著变化。所有水位下微齿眼子菜总叶绿素含量最高, 穗花狐尾藻最低, 菹草只在低水位下显著低于伊乐藻。微齿眼子菜、菹草和伊乐藻的可溶性糖含量随着水位的降低而下降, 穗花狐尾藻的可溶性糖含量随着水位的降低有升高趋势。在低水位和较低水位下穗花狐尾藻和菹草的可溶性糖含量分别是所有植物中的最小和最大, 但在极低水位下4种沉水植物的可溶性糖含量无明显差异。以上结果表明, 春季极低水位对微齿眼子菜、伊乐藻和菹草不产生胁迫,但对穗花狐尾藻产生了胁迫; 伊乐藻潜在光合能力强于乡土种, 在春季浅水区具备较强的入侵性。     

梁子湖优势沉水植物冬季种子库的初步研究

初步研究了梁子湖6种优势沉水植物如黄丝草、金鱼藻、菹草、黑藻、苦草和穗状狐尾藻等在冬季的广义种子库（种子、芽苞、断枝等）,包括它们的繁殖特性、种子在小、结构及萌发时的衰减曲线等问题,主要结果为：（1）在梁子湖不同区域内,种子库大小不相同,满江湖、前江大湖、中湖和管理局网围内种子库分别为714.4粒／m^2、107.5粒／m^2、331.9粒／m^2和159.3粒／m^2。种子库的大小受到现实的种群数量、投鱼强度、人类干扰等因素的影响。（2）黄丝草、金鱼藻、菹草种九的种子库占有明显优势,全湖平均分别为198.8粒／m^2、91.7粒／m^2和21.4粒／m^2。（3）每一种植物种群广义种子库的构成和比例具有差异,金鱼藻、菹草、苦草、黑藻四种植物种子库中,无性繁殖体占有主要的地位;黄丝草、穗状狐尾藻两种植物种子库中,种子占有很大的比例,上述六种植物均可用种子和无性繁殖体来产生幼苗,补充到肿群中去。（4）种子库一般存在冬季休眠（菹草为夏眠）,春季种子库萌发,尤其在3月和4月是种子库萌发的高峰期。     

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.     

几种常见沉水植物对砷富集的研究进展

常见的沉水植物(苦草、狐尾藻、金鱼藻、黑藻)对水体中的砷(As)有着较强的富集能力,研究沉水植物对As的富集特征对利用沉水植物控制水体As污染及保护人体健康有着重要意义。沉水植物对As的富集能力与水环境中As的浓度、形态、共存离子如磷酸盐、Zn离子等因素相关,其对As的耐受性及富集能力可以通过合适的化学、生物方法得到增强,从而提高沉水植物对含As污水的修复能力。但由于植物基因多样性及水环境因素复杂性,沉水植物对As的运输和解毒机制,以及沉水植物后期的处理和管理技术,仍是今后该领域需要重点关注的问题。     

不同基质中水鳖对共存的穗花狐尾藻和金鱼藻的影响

研究设置了营养水平不同的3种基质,在有或无浮水植物水鳖共存的情况下,混合种植营养吸收方式不同的两种沉水植物（仅从水中吸收营养的金鱼藻和从水和基质都能吸收营养的穗花狐尾藻）,探讨在不同的基质中浮水植物对沉水植物的影响。结果显示:实验中水鳖的存在均未对共存的两种沉水植物的生长产生抑制作用。当水鳖覆盖水面时,与无根的金鱼藻竞争光照和水体营养,促使其增加分枝数和茎长,并增加叶生物量的分配,最终导致水鳖的共存促进了金鱼藻的生物量积累。但与金鱼藻不同,有根的穗花狐尾藻可通过基质吸收营养,与共存的水鳖之间只存在光照竞争,使穗花狐尾藻仅以改变植株形态来适应浮水植物的表层覆盖,生物量积累并未发生显著变化。与沙处理相比,水鳖在营养水平较高的泥处理和泥沙混合处理中生长更旺盛,基质没有显著影响沉水植物的生物量和分株数。因此,在退化湿地生态系统中恢复水生植物时,为了提高群落的物种多样性,可以将沉水植物与少量的浮水植物组合配置,少量的浮水植物不会对沉水植物的生长带来负面影响。     

洪湖主要沉水植物群落的定量分析Ⅲ.金鱼藻+菹草+穗花狐尾藻群落

金鱼藻＋菹草＋穗花狐尾藻群落是洪湖生物量最大的沉水植被类型,在不同的地段存在较大的变化,种类组成复杂,金鱼藻和菹草在不同有季节交替成为群落的优势种。水流是影响不同种群水平分布的主要因素。从水面到水底,植被郁闭度逐步降低。各种对之间不存在显著的联结关系,水流作用及各有关种营养繁殖体的散布方式使得某些种对的生物量分布在一定时期出现显著的相关关系。     

洱海底泥特性对七种沉水植物生长的影响

为研究洱海底泥特性对沉水植物生长的影响,采用不同比例洱海底泥与湖岸土壤掺混形成五种基质,并分别移栽苦草、黑藻、微齿眼子菜、马来眼子菜、光叶眼子菜、穿叶眼子菜和狐尾藻,进行为期70d的室外生长实验,结果表明不同基质对几种植物的影响具种间差异。（1）在基质为50%深层底泥+50%湖岸土壤（碳、氮、磷含量分别为31.59、0.334和0.095 mg/g）时,苦草、马来眼子菜和光叶眼子菜的株高最大;基质为100%深层底泥（碳、氮、磷含量分别为37.88、0.803和0.149 mg/g）时,黑藻、微齿眼子菜、穿叶眼子菜和狐尾藻的株高最大;（2）基质为100%深层底泥时,苦草、黑藻、微齿眼子菜、马来眼子菜和光叶眼子菜生物量增加最多且相对生长速率最大;基质为100%浅层底泥（碳、氮、磷含量分别为77.37、5.691和0.136 mg/g）时,穿叶眼子菜生物量增加最多,相对生长速率最大;狐尾藻在基质为50%浅层底泥+50%深层底泥（碳、氮、磷含量分别为49.27、2.005和0.131 mg/g）时生物量增加最多,相对生长速率最大;（3）基质为100%湖岸土壤（碳、氮、磷含量分别为22.06、0.327和0.231 mg/g）时,7种沉水植物均生长缓慢,生物量增加较少。综上所述,中营养底泥（碳、氮、磷含量分别为31.59-49.27、0.334-2.005和0.095-0.131 mg/g）更适合沉水植物生长,底泥中过高或过低营养都不利于沉水植物生长。