大型水生植物对富营养化湖水净化效果的试验研究

研究了大型水生植物对太湖梅梁湾富营养化湖水的净化效果。结果表明,沉水植物马来眼子菜、苦草、轮叶黑藻和浮叶植物荇菜、菱等5种水生植物对水体的总氮、总磷、硝态氮和正磷酸盐都有较好的去除效果,去除率在60%以上,且以马来眼子菜和苦草的效果最好,去除率在80%以上。     

几种水生植物去污能力比较研究

在人工模拟条件下,利用室内试验箱培育,研究了挺水植物芦苇、慈姑和浮叶植物睡莲、荇菜对人工配置污水的净化效果。结果表明,4种水生植物均能有效吸收污水中过剩的氮、磷营养物质,经过20d植物处理,对水体中氮素去除率表现为芦苇(77.25%)慈姑(76.16%)荇菜(75.13%)睡莲(71.69%),对磷素去除率表现为芦苇(78.97%)慈姑(75.76%)荇菜(75.23%)睡莲(73.09%);4种水生植物对污水中的氮磷去除效果均比较明显,在相同条件下脱氮除磷效果最好的是挺水植物芦苇。     

漂浮和沉水植物降解过程中氮磷的释放规律

将浮萍(Lemna minor)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)烘干植物体悬挂在水柱中,定期检测残存干物质和总氮(TN)、总磷(TP)含量,研究漂浮植物和沉水植物降解速率的差异。试验条件分别是原位池塘、有沉积物温室和无沉积物温室等3种降解条件。结果表明:马来眼子菜干物质降解速率略高于浮萍,2种植物的分解都是在原位池塘的条件下快于温室条件下。马来眼子菜TN的降解速率在有沉积物温室和原位池塘的条件下高于浮萍,但TP的降解速率却在所有处理条件下低于浮萍。2种植物分解1周后,氮磷比(N/P)均上升,说明TP的降解速率高于TN,1周后则波动不大。由此可见,无论是漂浮植物还是沉水植物,磷的分解速率在1周之内最快,漂浮植物浮萍TP的降解速率高于沉水植物马来眼子菜。由结果可知,与沉水植物马来眼子菜相比,漂浮植物浮萍释放到水体的TP更多。     

五种挺水植物腐解过程及其对湿地水质的影响

为研究5种挺水植物腐解对湿地水质的影响,通过为期60 d室内模拟试验,选取5种挺水植物海寿花、白菖蒲、美人蕉、再力花和风车草,研究其腐解过程及对水质的影响。结果表明:5种挺水植物腐解速率趋势相似,初期(0～6 d)快速分解,随后缓慢分解,试验结束时,5种植物质量损失率大小依次为菖蒲(69.40%)美人蕉(68.42%)海寿花(46.72%)风车草(34.33%)再力花(33.73%)。在整个试验周期内,植物残体TN窄幅波动,植物残体TP在试验初期(0～6 d)快速下降,随后窄幅波动。不同种类植物腐解过程对水质的影响存在差异,但均在试验初期引起水质较大变化。水体pH和DO在试验初期快速下降,随后缓慢上升,试验结束时均低于初始值,其中水体pH与植物腐解速率呈显著负相关(P0.01)。不同处理组水体TP和无机氮(NH_4~+-N、NO_3~--N和NO_2~--N)含量变化也存在一定差异,水体TP与pH负相关,但仅有菖蒲组和风车草组具有显著性(P0.01)。研究表明:挺水植物腐解对湿地水质的影响具有时效性,应在植物衰亡初期进行有计划地收割,避免引起水质剧烈波动。     

不同组培方式马来眼子菜对水质净化效果研究

为研究开放式组织培养方式的可行性与应用价值,采用传统组织培养与开放式组织培养马来眼子菜(Potamogeton malaianus),通过围隔试验比较两种方式下培养的马来眼子菜对水质的净化效果。结果表明:不同培养方式的马来眼子菜对水中DO(溶解氧)、TN(总氮)、TP(总磷)、NH_3-N(氨氮)、COD和Chl.a(叶绿素a浓度)无显著性差异,对水质净化效果差异基本相同。并且相对空白对照,马来眼子莱在其生长季节表现出较好的水质净化效果,因此开放式组织培养方式具较好的应用前景。     

渤公岛水生植物-微生物系统水质净化效应研究

目前,由氮、磷等营养盐所引起的湖泊富营养化已成为世界性的环境问题。如何有效利用水生植物-微生物系统去除氮、磷具有非常重要的意义。本实验通过对渤公岛某河段水质和细菌总数的监测,以及对其水生植物荇菜、菹草、着生藻的盖度的统计,来分析其水质动态变化规律,以及水质参数、细菌总数、水生植物盖度之间的相关关系。实验分析得出：总磷（TP）是细菌生长的限制因子。水生植物荇菜吸收氨氮（NH4＋-N）的效果比较好,而且促进了细菌的生长;菹草生长时对水体中TP的吸收效果比较好。同时,大量收割衰老菹草也是降低水体营养水平的重要手段。因而研究荇菜、菹草对水体污染的改善作用显得尤为重要,也具有现实的应用价值。而着生藻在生长时可以大量吸收氮、磷等营养盐,但也抑制了微生物的生长,不利于营养盐的分解,抑制了其它水生植物的吸收。因而利用水生植物和藻类富集氮、磷是治理、调节和抑制湖泊富营养化的有效途径。     

不同沉水植物对水质净化效能的研究

以苦草、黑藻、马来眼子菜和常绿苦草4种沉水植物为研究对象,考察其对水质的净化效果。结果表明:供试沉水植物对水体中的主要污染物均有一定的净化效果;但各品种之间存在较大差异,其中常绿苦草的综合净化效能最强,对TN、TP和CODMn的净化率分别为65.1%、57.7%和17.3%,马来眼子菜次之,黑藻相对较差。     

富营养化水体中水生植物的生态和生理生化效应

    以穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum Linn.)、盾叶天胡荽(HydrocotyLe vuLgaris Linn.)、水龙(Jussiaea repens Linn.)和荇菜(Nymphoides peltatum (Gmel.) O.Kuntze.)4种水生植物为试验材料,利用人工模拟方法,研究冬季富营养化水体对这4种植物生长、生理和保护酶活性的影响以及水生植物的生态效应.结果表明,穗花狐尾藻生长健壮,其他3种植物在试验后期有较轻的冻害现象.4种植物对富营养化水体中的COD和BOD5去除效果显著,至20 d时,穗花狐尾藻、盾叶天胡荽、水龙和荇菜对COD和BOD5的去除率分别达到79.86%、77.50%、75.58%、72.56%和77.40%、76.41%、78.23%、73.45%;至试验结束时水中的总氮和总磷去除率分别达80.39%、46.45%、48.01%、45.59%和69.80%、52.12%、50.85%、34.29%;在培养20 d内浊度逐渐下降.除穗花狐尾藻外,其他3种植物在培养25 d时COD、BOD5和浊度又略有升高.4种植物叶绿素a和叶绿素b含量在试验前期增加显著,叶绿素a/b在大部分时间内与处理前差异不显著.4种植物的可溶性蛋白质含量显著上升,MDA含量减少,CAT、POD和SOD活性在试验前植物体内活性极低,但在富营养化水体中极显著提高.随着水质的改善,4种植物的大部分生化指标逐渐接近开始试验前的水平,这表明富营养化水体有利于水生植物的生长,并提高植物的抗性.     

宁夏引黄灌区农田排水沟渠水生植物物种多样性

为探索宁夏引黄灌区农田排水沟水生植物物种组成和多样性,采用样方调查法在灌区农田选取典型支沟、斗沟和农沟,并在每条沟渠布设上、中、下游断面,断面上设置样方大小进行退水沟渠水生植物物种种类、数量、多度、盖度调查。结果表明：宁夏引黄灌区排水沟水生植物由11个科,13个属,20个种组成,其中,芦苇、藨草、水莎草、香蒲、龙须眼子菜和浮叶眼子菜是分布较广的优势种。群落垂直分层明显,但以芦苇及其伴生种组成的挺水群落多见。灌区农田排水沟各层次植物种类分布和多样性指数差异较大,表现为农沟>斗沟>支沟。水位和流速是影响沟渠水生植物形态及分布的主要因素。农沟中水流速度较慢,生长环境稳定,有利于多种植物的繁殖,为科学合理布局优势物种富集农田排水中的养分,以达到控制农田非点源污染目的提供了可能。     

太湖大型水生植物分布特征及其对湖泊营养盐的影响

运用野外调查方法,于2004年5月和9月,对太湖32个点的水生植物进行了环湖调查,发现沉水植物主要有:马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、伊乐藻(Elodea nuttallii)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、苦草(Vallisneria natans)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)等;浮叶植物主要有:善菜(Nymphoides peltatum)、金银莲花(Nymphoides indica)和野菱(Trapaquadrispinosa)等;进一步分析了大型水生植物对太湖湖水和沉积物的营养盐的影响.结果表明,太湖大型水生植物生长与分布对其水体中N、P营养盐有显著影响.有草区上覆水中TP含量(5月、9月分别为0.067、0.050mg·L1)和沉积物中TP含量(5月为0.399 mg·g-1)显著低于无草区(水体分别为0.133、0.129 mg·L-1;沉积物为0.513 mg·g-1);有草区沉积物中的氮(0.010 mg·g-1)和有机质(分别为7.402、6.502 mg·g-1)要高于对照(氮0.007 mg·g-1;有机质5月、9月分别为5.755、5.455 mg·g-1).方差分析结果差异显著,表明太湖大型水生植物对富营养化湖水和沉积物营养盐具有一定的调控作用.     

太湖近岸带草藻残体分解对水质的影响

为探究蓝藻(Cyanobacteria)、芦苇(Phragmites australis)残体及其混合分解过程对水质的影响,在实验室进行了模拟实验,共设置B、C、D三个处理组,分别加入2 g蓝藻、2 g芦苇及蓝藻、芦苇各2 g,监测其分解过程中水体溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)、总氮(TN)和总磷(TP)等理化指标变化情况。结果表明:加入草藻残体后,水体DO和Eh迅速下降。蓝藻-芦苇混合分解组一直处于厌氧状态,水体Eh值最终稳定在-150 m V左右,水体具极强还原性;同时,厌氧强还原条件又加速了草藻残体分解过程,促进了营养盐向上覆水的释放,B、C、D组TN含量分别于实验第2 d、第7 d和第2 d达到峰值,是初始值的5倍、2倍和6倍,水体无机氮以NH+4-N为主;厌氧环境下,间隙水中磷酸盐向上覆水迁移转化以及沉积物中Fe-P的还原释放,使水体TP和Fe2+浓度升高,TP平均增长速率分别为0.38、0.10、0.52 mg·L~(-1)·d~(-1),Fe2+最高浓度达到1.62 mg·L~(-1)。研究表明,蓝藻和芦苇在分解过程中会向水体中释放大量营养盐,引发"湖泛"或"黑水团"现象,加剧水体富营养化。因此,应当密切关注芦苇丛及近岸带漕沟等区域,避免引发水质快速恶化等问题。     

六氯苯胁迫对干湿交替运行人工湿地典型植物根系分泌物的影响

构建人工湿地微宇宙根箱,对六氯苯(Hexachlorobenzene,HCB)胁迫下不同水分条件的人工湿地典型植物——芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha angustifolia)土壤中根系分泌物总糖、蛋白质和氨基酸进行检测,分析两种湿地植物根系分泌物在干湿交替下的变化特征。结果表明:芦苇和香蒲具有明显的根际效应(R/S1),根系分泌物含量变幅为根际土近根际土远根际土,且氨基酸∶蛋白质∶总糖含量的比值为2.9∶3.9∶3.3;香蒲根系分泌物含量高于芦苇,两者差异不显著(P0.05);排水(Water draining,WD)条件较淹水(Water flooding,WF)条件能显著增加芦苇和香蒲的根系分泌物(P0.05)。干湿交替更有利于促进芦苇和香蒲根系分泌物的增加及HCB降解,能促进水生植物形成较好的根际环境,进而影响湿地系统对HCB的去除效果。     

基于水生植物分区的湖泊DOM与重金属离子的结合特性研究

以乌梁素海龙须眼子菜、芦苇和穗花狐尾藻3类优势种主要分布区上覆水中的溶解性有机质(Dissolved organic matter, DOM)为研究对象,开展了湖泊不同植物类型区上覆水中DOM与Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的结合特性研究。结果表明,与穗花狐尾藻区相比,芦苇区和龙须眼子菜区上覆水中DOM的芳香度高、分子量低,与重金属的结合率较高,且以Cu²⁺为最;芦苇区上覆水中DOM与重金属离子的饱和结合量、羟基与羧基峰面积特征揭示,该区上覆水中DOM含有更多可与重金属离子发生结合反应的活性基团;穗花狐尾藻区上覆水中DOM的多脂肪族化合物与分子量较高的特征,影响了与重金属离子的结合特性。来源于不同植物类型区上覆水的DOM在分子量、脂肪性及官能团等结构特征方面的差异是其与重金属离子结合特性的影响因素。     

洪泽湖湿地不同植物作用下沉积物细菌群落结构

为研究植物类型对水体沉积物细菌群落结构的影响,以洪泽湖湿地荷花、茭草和芦苇3种植物区沉积物样品为研究对象,采用高通量测序技术分析其细菌群落组成。结果显示:3种植物区的沉积物样品分别获得1494、1503、1600个Operational Taxonomic Unit(OTU)。门的水平上,主要有变形菌门(Proteobacteria),绿弯菌门(Chloroflexi),酸杆菌门(Acidobacteria),硝化螺旋菌门(Nitrospirae),拟杆菌门(Bacteroidetes),厚壁菌门(Firmicutes)。属的水平上,硝化螺旋菌属(Nitrospira),亚硝化单胞菌属(Nitrosomonadaceae)为优势菌属,它们具有硝化作用。芦苇区和茭草区沉积物细菌群落结构较为相似。荷花区沉积物总有机碳和总氮的含量明显低于芦苇区和茭草区,细菌群落组成也存在较大的差异,其中具有较强反硝化能力的嗜甲基菌(Methylotenera)、芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)、乳球菌(Lactococcus)相对丰度高出芦苇区和茭草区的10倍以上。研究表明,植物类型影响沉积物有机碳和氮的含量,继而影响沉积物细菌群落结构。与芦苇或茭草相比,荷花区沉积物具有更强的反硝化潜力,有利于降低水体富营养化风险。     

4种水生植物对兽用抗生素去除效果比较

【目的】降低生活污水和畜禽养殖废水中兽药抗生素残留污染,为植物修复和人工湿地筛选较优去除兽用抗生素植物。【方法】选择4种常见水生植物(皇竹草Pennisetum hydridum、风车草Cyperus alternifolius、美人蕉Canna indica和梭鱼草Pontderia cordata)和3种常用兽药抗生素(阿莫西林、氟苯尼考和盐酸多西环素)构建水培试验体系,研究不同水生植物对水体环境中抗生素耐受性及去除效果。【结果】水培14 d后,4种供试植物对水体环境中的3种抗生素都有一定的去除能力,并且表现出抗生素低、中质量浓度(0～100μg/L)对植株株高和叶绿素含量具有促进作用,均高于对照;高质量浓度(大于100μg/L)则抑制生长,植株株高和叶绿素含量显著小于对照处理。100μg/L抗生素胁迫14 d后,各植株的去除效率最高,其中,对阿莫西林、氟苯尼考和盐酸多西环素去除效率最好的供试植物种类分别为皇竹草、美人蕉和美人蕉,去除效率分别为55.0%、56.2%和48.3%。【结论】在去除水体环境中的兽用抗生素时,本研究中4类植物对抗生素去除效率为美人蕉皇竹草梭鱼草、风车草。     

29种水生植物对农村生活污水净化能力研究

为筛选出对农村散户生活污水出水净化效果好的水生植物,以29种常见水生植物为材料,对模拟农村生活污水出水进行净化能力比较,并将不同植物对污染物的去除能力进行聚类分析。结果表明,有植物处理对污染物的去除率明显高于无植物对照,水力停留时间（HRT）对净化效果具有显著影响,水生植物在早期对污染物净化速率快。有植物处理对TN（总氮）的净化率比无植物对照组提高6.21%~26.66%,对NH₃-N（氨氮）、TP（总磷）、COD_Cr（化学需氧量）、SS（悬浮固体）的净化率分别提高7.03%~23.92%、17.40%~28.13%、7.47%~18.62%、8.90%~13.00%。其中凤眼莲在试验前期对TN、NH₃-N、TP净化具有一定优势,但试验后期对污染物净化能力与其他植物基本无差异,芦苇和香蒲在试验后期对TP净化效果较好。根据筛选指标的平均隶属函数值对29种植物进行聚类分析,可将植物分为高、中、低净化能力植物三大类：高净化能力植物为芦苇、凤眼莲、香蒲、花叶芦竹、美人蕉;中等净化能力植物为旱伞草、马蹄莲、大薸、睡莲、槐叶萍、伊乐藻、满江红、水葱、苦草、菖蒲、金鱼藻、千屈菜、荷花、萍蓬草、梭鱼草、茭草、狐尾藻、再力花、菹草、轮叶黑藻、德国鸢尾、芡实、黄菖蒲;低净化能力植物为菱。研究表明,挺水植物芦苇、香蒲、花叶芦竹、美人蕉,浮叶植物睡莲,漂浮植物凤眼莲,沉水植物伊乐藻、苦草对农村生活污水出水具有较高的净化能力,适合用于农村散户生活污水的植物修复治理中。凤眼莲属于外来入侵物种,在工程应用中需要采取一定控养措施,防止其对原有生态系统造成危害。     

煤矸山周围土壤和乡土植物的重金属含量研究

通过对焦作市大马矿煤矸山进行野外调查采样,检测其周围土壤中重金属(Cu、Zn、Pb、Cr)含量并分析周围自然生长的乡土植物对重金属(Cu、Zn)吸收累积的特性。结果表明,矿区周围土壤主要受Zn污染和Cu污染。花椒和芦苇具有较强的Cu吸收能力并且芦苇地下部分Cu富集系数大于1,苦荬菜和酸模的Cu转运系数大于1。而17种乡土植物的Zn富集系数均未超出1,仅有刺儿菜的Zn转运系数大于1。     

环境因素对入侵植物控制效率影响的研究综述

在对入侵植物进行控制与管理时,环境因素对控制效率有一定的影响。文章介绍了生境特征影响入侵植物控制以及生态系统恢复效率的方式与机制;同时,论述了入侵区域社会、经济发展差异等人文环境对入侵植物控制效率的影响。并以入侵植物互花米草和土著种芦苇为例,阐述了控制效率与自然环境的关系。     

鄱阳湖湿地景观恢复的物种选择及其对环境因子的响应

湿地是重要的生态系统,对人类和野生生物都具有极其重要的价值。由于自然因素的变化和人类活动的干扰,湿地退化严重。近年来,湿地恢复已成为世界环境问题改善的重要工具之一。选择适用的湿地植物是退化湿地恢复的关键途径。本文以鄱阳湖湿地为研究对象,通过专家赋值、野外调查、定位观测等方法,筛选了苦草、野菱、芦苇、苔草等25种鄱阳湖常见植物作为湿地景观恢复的优先物种。对苦草、黑藻、菹草、菖蒲、芦苇等5种植物对环境因子的响应进行观测。结果表明,苦草在清水环境130-140cm处的生长最好;黑藻在清水环境中100-110cm处的生长最好;菹草在不同水深(50-160cm)下都能够生长,菹草高度随水深增加而增加;菖蒲具有一定的耐淹能力(< 80cm),但完全淹水(水深100-120cm)明显影响到菖蒲根状茎萌发、幼苗生长和生物量的积累;芦苇根状茎萌发对水深要求严格,土壤要湿润且透气性良好才是芦苇萌发的最好条件,芦苇根状茎萌发前淹水超过20 cm其萌发将会受到明显抑制,淹水超过30 cm则无法萌发。通过对沉水植物的透明度研究表明,植物对水质的透明度都有一定的要求,透明度较好更利于湿地植物的生长发育。