水生植物分解过程中生态化学计量学特征研究

为揭示水生植物分解过程中的生态化学计量学特征,选取沉水植物苦草(Vallisneria natans)和马来眼子菜(Potamogeton malaianus)以及漂浮植物浮萍(Lemna minor),分别置于温室(处理组A、B)和池塘中(处理组C),实验时间为5周,每隔1周随机从各重复组中取1份样品,测定干物质重和总氮(TN)、总碳(TC)、总磷(TP)含量,分析其残存干物质的分解过程。结果表明,在整个分解过程中,3种植物的C/N为7.43~10.06,低于全球水平22.5,C/P为43.09~91.77,明显高于全球水平23.2,说明同一种植物在相同的同化C能力前提下,对N的利用效率较高,对P的利用率较低;N/P为4.71~9.24,小于14,说明植物主要受N的限制。沉水植物苦草和马来眼子菜的C/N在温室和自然条件下规律一致,而漂浮植物浮萍则变化较大,说明沉水植物分解C和N的速率一致且不受环境影响,而漂浮植物浮萍分解C和N受环境影响较大;苦草和浮萍残存干物质C/N在开始有一个快速增长期,说明这2种植物N的释放速率超过C;3种植物残存干物质的C/P和N/P都在第1周快速增长且各处理变化较大,说明3种植物P分解速率都在1周内超过C和N,且受环境影响较大。研究结果将对水生态修复过程中是否移除残存水生植物提供理论依据。     

东湖通道工程对沿线水域水生植物的影响

东湖通道是武汉市在建的交通路网工程,穿越东湖风景区,其中约5 km 为湖底隧道。通过研究施工围堰对沿线水域水生植物的影响,可为湖泊管理提供应对措施。于2014年3月和5月通道工程施工期间,在其沿线的典型水域如封闭区域、半封闭区域、敞水湖湾、敞水迎风岸带和新形成的堤岸外共设置16个采样点,调查水生植物的种类、生物量和水质参数等。结果表明,水生植物群落结构受水温的影响,3月采样时平均水温为13．7℃,未发现挺水植物,采集到菹草（Potamogeton crispus）、穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）和五刺金鱼藻（Ceratophyl-lum oryzetorum）3种沉水植物以及荇菜（Nymphoides peltatum）1种浮叶植物,可见少量的漂浮植物浮萍（Lemna mi-nor）,其中沉水植物菹草为绝对优势种;5月的平均水温为24．8℃,除上述 3种沉水植物外,还采集到了苦草（Val-lisneria natans）,但菹草的优势地位明显下降,另外采集到了荇菜和菱（Trapa bicornis）2种浮叶植物,荇菜的相对生物量和优势度最高,也可见少量的浮萍。在相对封闭的水域,因受风浪的影响较小,这些区域相对于迎风岸带具有较高的水生植物覆盖度和生物量,水体的营养盐浓度也相对较高,总氮（TN）和总磷（TP）浓度的高低与水生植物生物量多少的变化趋势一致。通道施工形成的新岸堤外,只有部分位点分布有水生植物,其原因可能是因为目前这些位点缺乏种源、水体较深、透明度低等。由于通道围堰施工增加了沿线的封闭水体,使得水生植被的覆盖度和生物量大幅度提高,通道施工对其沿线水生植物的影响是正面的;施工期间对水生植物没有产生不利影响,但在工程竣工后拆除围堰时,须防止悬浮物和机械扰动对现有植被的破坏。     

水生青饲料植物栽培技术

根据吸收营养盐途径的不同，可将水生青饲料植物分作两大类：一是主要从水体中吸收营养盐的水生青饲料植物，如紫背浮萍、绿萍、凤眼莲（水葫芦）、槐叶萍、芜萍等；二是主要从底泥中吸收营养盐的水生青饲料植物，如亚洲苦草、马来眼子菜、菹草等。他们的栽培技术有同有异，这里仅就水生青饲料植物栽培的一般要求及操作作一介绍。１培育池的条件１．１面积漂浮性青饲料对培育池的面积有一定要求，若面积太大，风浪大，对植株产生不良影响；若面积太小，水质又不稳定，也不利于植株的生长和繁殖。漂浮性青饲料的不同种类，对面积的要求也不同…     

苦草-附着生物复合系统对水体磺胺降解的贡献评估

磺胺类抗生素（Sulfonamides，SAs）在医药和养殖领域的广泛使用，造成自然水体中残留量不断增加，对水生态系统造成严重危害。为此，本研究选择沉水植物苦草（Vallisneria natans）作为实验物种，设置P-V-（无附着生物，无苦草）、P+V-（有附着生物，无苦草）、P-V+（无附着生物，有苦草）、P+V+（有附着生物，有苦草）四种处理，开展静态模拟试验，探讨了沉水植物-附着生物复合系统对磺胺（Sulfonamide，SN）降解效果及各自的贡献。结果表明：在降解水中SN的过程中，P+V+处理组SN浓度由25 mg·L-1降至5.4 mg·L-1，其SN去除率为78.4%，P+V+处理组SN降解效果最好；实验13d时苦草的贡献率为94.34%，发挥着主要作用，附着生物的贡献率为5.66%，起到次要作用；丛毛单胞菌科、细胞弧菌科和腐螺旋菌科为P+V+处理组附着生物的优势类群。本研究结果有助于了解苦草-附着生物复合体对SN降解效果以及苦草和附着生物对SN降解的贡献，对后期研究附着生物的定植演替规律和群落结构特征以及应用“沉水植物-附着生物复合系统”来治理抗生素污染水体提供理论支撑。     

冬季苦草分解速率及营养盐释放规律研究

采用分解网袋法研究了冬季苦草腐败分解速率及其氮、磷损失规律。结果表明：苦草腐败释放的磷大部分被底泥吸附,少量进入水体;释放到水体中的氨氮（NH4＋-N）、亚硝态氮（NO2--N）和硝态氮（NO3--N）数量也较少;底泥减缓了苦草干重损失速度,而加快了TN和TP损失速率;苦草分解过程中磷的释放速率比氮快;苦草腐败分解具有阶段性,前36d分解迅速,以后分解速率显著下降。     

水草在池塘养蟹中的作用

河蟹是一种杂食性很强的水生甲壳动物,喜食多种水生植物。从植物学角度可将这些植物分为五大类,即挺水植物、沉水植物、浮叶植物、浮水植物和浮游植物。挺水植物其植株基部或下部沉没水中,上部挺出水面,如芦苇、水莎草、水芹等;沉水植物其植株全部沉没于水中(开花期花和少部分茎叶挺出水面),如各种眼子菜、狸藻、苦草     

克氏原螯虾对3种不同生长型沉水植物清水态系统的影响

原产美国南部和墨西哥东北部的克氏原螯虾（Procambarus clarkii）是目前全球入侵最广的小龙虾,也是对淡水生态系统最具破坏性的物种之一,研究克氏原螯虾对以沉水植物为初级生产力的清水态系统的影响,有助于认识其入侵浅水湖泊带来的生态风险。本文通过受控实验,研究了克氏原螯虾对三种生长型沉水植物轮叶黑藻（Hydrilla verticillata,直立型）、穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum,冠层型）和密刺苦草（Vallisneria denseserrulata,莲座型）的影响以及不同植物培养系统理化因子的响应变化,结果表明直立型轮叶黑藻和莲座型密刺苦草的生物量降低大于冠层型穗花狐尾藻;克氏原螯虾进入后均导致三种生长型沉水植物清水态系统的总悬浮物浓度、叶绿素a和营养盐显著增高,其中实验结束时密刺苦草组、穗花狐尾藻组和轮叶黑藻组的总悬浮物浓度均值在实验组比对照组分别增加了41.4、11.3和29.7 mg/L,总磷分别增加了0.056、0.024和0.032 mg/L。研究表明克氏原螯虾进入3种生长型沉水植物草型清水态系统后均会导致水体悬浮物浓度和营养盐增加,也会通过直接牧食或扰动破坏降低沉水植物生物量,最终影响草型清水态系统的稳定性。     

洱海底泥经红壤改性对水质与水生植物的影响

鉴于湖泊内源污染不断加重，出现了较多以铝（Al）、铁（Fe）、钙（Ca）、镧（La）盐等化学材料为主的湖泊底质环境改善方法，但大规模应用受长期控磷效率、生物毒性和使用成本等因素限制。2014年8月至2015年7月，在洱海近岸水域设置围隔开展原位试验，采用洱海本地无污染红壤对底质进行浅层覆盖改性，探究此方法对水质及沉水植物的影响。试验设置3个不同处理组，分别为对照组（Control）、红壤覆盖组(S)以及红壤覆盖+沉水植物组(MS)，每组处理4个重复，逐月监测各围隔内水质和沉水植物生长情况。结果表明，采用红壤对底泥进行改性，可以短期提高水体的透明度，为沉水植物生长创造良好条件，促进移栽沉水植物的生长与建群，在某些时段可以改善水质（透明度最高达2.2 m），但红壤覆盖措施并没有长期显著降低水体中的总氮、总磷和藻类的含量(P>0.05)。全年水生植物物种保持在7种左右，群落主要由黑藻（Hydrilla verticillat）、篦齿眼子菜（Potamogeton pectinatus）、单果眼子菜（P. acutifolius）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）、狐尾藻（Myriophyllum spicatum）、苦草（Vallisneria natans）和微齿眼子菜（P. maackianus）组成，生物量也在不断增加，最高达18000 g/m2，群落稳定后优势种为黑藻。研究结果可以为富营养化湖泊生态修复短期水质危机处理提供借鉴，为沉水植物群落恢复提供可探索的方向。     

三角帆蚌对蓝藻的滤食作用及其对沉水植物生长的影响

双壳贝类是淡水生态系统常见的滤食性动物,以浮游植物和有机物悬浮颗粒为食,其作用可能降低蓝藻浓度,从而促进沉水植物生长。通过构建4组（草＋蓝藻、草＋蓝藻＋低生物量蚌、草＋蓝藻＋高生物量蚌、草）室外微型生态系统,研究了湖泊下风区常见蓝藻堆积浓度下,三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）的滤食作用对蓝藻水华和沉水植物苦草（Vallisneria natans）生长的影响。结果表明：（1）蓝藻对苦草的生长具有显著抑制作用,草藻组和草组的相对生长率分别为-7.65mg/g·d和7.19mg/g·d;（2）     

喀斯特山区花溪河大型水生植物资源的初步研究

花溪河地处喀斯特山区贵州省贵阳市郊,该河流水质清澈,大型水生植物丰富,水生生态保持较好.20年9～10月,对花溪河的水生植物群落及其物种多样性进行了初步调查.结果显示:花溪河中有水生植物11科15种,其中苦草(Vallisneria spiralis)、马来眼子菜(Potamogeton,malaianus)、水车前(Ottelia alismoides)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、五针金鱼藻(Ceratophyllurn oryzetorum)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)和石菖蒲(Acorus gramineus)为优势种群.就优势种生物量而言,苦草达到370.50 g/m2、马来眼子菜达到478.00g/m2、水车前达到191.10 g/m2.茂盛的大型水生植物使花溪河的水生生态保持在良好的水平.     

沉水植物对中华绒螯蟹生长和非特异性免疫力的影响

从东太湖采集伊乐藻(Elodea canadensis)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、轮叶黑藻(Hydrilla verticilla-ta)、苦草(Vallisneria natans)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)5种沉水植物分别制成干粉。在基础饲料中添加15%的干粉形成5种不同的配合饲料,分别饲喂体重为(9.37±0.15)g的中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)60 d,分析沉水植物对中华绒螯蟹生长和非特异性免疫力的影响。结果显示:马来眼子菜组的中华绒螯蟹平均增重率显著低于对照组(P<0.05),饲料系数显著高于对照组(P<0.05),其余4种沉水植物组的平均增重率和饲料系数与对照组无显著差异(P>0.05);各组成活率、肥满度及肝体比差异不显著(P>0.05)。沉水植物各组的蟹血清超氧化物歧化酶活力显著高于对照组(P<0.05);与对照组相比,轮叶黑藻组、伊乐藻组和苦草组的中华绒螯蟹血清溶菌酶活性显著升高(P<0.05),金鱼藻组和马来眼子菜组则差异不显著(P>0.05);除马来眼子菜组降低外,其余4种沉水植物组中华绒螯蟹对嗜水气单胞菌的抵抗力强于对照组。因此,除马来眼子菜以外的4种沉水植物对中华绒螯蟹的生长性能无明显的促进作用,但可在一定程度上提高其非特异性免疫力。     

盐龙湖沉水植物群落变化规律及其驱动因子研究

为探究沉水植物群落现状及其变化规律,2015年10月至2019年10月对江苏省盐龙湖沉水植物进行连续跟踪调查,并分析沉水植物生长和分布的主要驱动因子。结果表明,调查期间共记录沉水植物15种,隶属于1门、6科;其中2015-2019年沉水植物出现种类数分别为13、12、9、11、12种。从优势种变化来看,沉水植物优势种整体经过穗状狐尾藻（Myriophyllum spicatum）→金鱼藻（Ceratophyllum demersum）→马来眼子菜（Potamogeton malaianus）→穗状狐尾藻的变化过程。从覆盖度和生物量变化看,盐龙湖沉水植物的覆盖度和生物量均呈现先下降、后上升的变化趋势,其中2016-2017年沉水植物退化显著,但随着生态修复措施的进行,2018-2019年沉水植物群落逐渐恢复。相关分析表明,沉水植物生物量与透明度显著正相关（P <0.05）,与浊度、草食性鱼类生物量和水深呈显著负相关（P<0.05）;限制沉水植物生长的生态因子依次为透明度、浊度、草食性鱼类生物量和水深。水体透明度和浊度的改善、草食性鱼类的控制和水位调节是实现盐龙湖沉水植物恢复的主要方向及对策。     

桂林寨底地下河沉水植物群落结构调查及影响因子分析

为研究岩溶地下河沉水植物分布、群落组成及生境对群落结构的影响,2013年7-8月,对寨底地下河沉水植物分布及群落多样性进行了调查,并结合全年水质监测数据,分析了生境对沉水植物群落多样性分布的影响。结果表明,寨底地下河出口共有沉水植物4科、6属、8种;优势种为苦草(Vallisneria natans)、靖西海菜花(Ottelia acuminata var.jingxiensis)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)和黑藻(Hydrilla verticillata),优势度分别为33.87%、23.10%、19.06%和12.50%,其中苦草为第一优势种。河道基质是制约沉水植物多样性分布的重要因素,砂石基质处沉水植物为种类单一的海菜花群落;泥沙混合处沉水物种组成比较丰富,海菜花、黑藻、竹叶眼子菜、苦草等形成共优势群落。岩溶水高Ca2+和HCO-3环境为沉水植物光合作用提供了丰富的矿物质元素及光合作用碳源。研究结果可为寨底地下河岩溶水生生态系统中沉水植物碳汇效应提供理论支持。     

太湖原位围隔中水深对苦草生长的影响

2015年6月15日至7月27日,在太湖北部湖湾原位围隔中,通过盆栽试验方法,利用不锈钢架,采用湖泥培养的苦草(Vallisneria natans),进行为期45 d的原位试验。试验共设置3个水深梯度,分别为1.0 m、1.5 m和2.0 m,依次记为D_1、D_2、D_3;将试验架顶部固定在围隔的浮体上,通过上下浮动保持试验水深,观测苦草在不同水深梯度下生长指标的变化,分析水深对苦草生长的影响,探究苦草在太湖北部湖湾生长的适宜水深。结果表明,不同水深围隔间的总氮、总磷浓度和蓝藻数量不存在显著差异(P0.05)。水深是影响苦草生长的关键因子,不同水深梯度下苦草的成活率、分蘖数和平均叶长等指标均存在一定差异。苦草的成活率随水深增加明显降低,1.0 m水深苦草的成活率与其他2组差异显著(P0.05),试验第7天,3个水深处理组苦草的成活率分别为91%、30%和27%;第28天,3组成活率依次降至64%、9%和5%。试验前期,苦草的平均叶片长度随水深增加而减小,试验后期D_1组苦草叶片出现断裂现象,试验第14~28天,D_1组苦草平均叶长由10.3 cm缩短到4.46 cm,缩减了57%。1.0 m水深苦草有分蘖出现,1.5 m和2.0 m均未出现分蘖现象。1.0 m以内湖滨带较适合太湖北部湖湾苦草的恢复重建,但需借助消浪桩和软围隔等措施降低风浪和蓝藻水华对沉水植物生长的影响。     

洪泽湖水生植物被现状及过去50多年的变化特征研究

2007～2008年对洪泽湖水生植物的种群、分布、生物量等进行了1次全湖调查和4次补充调查。结果表明,洪泽湖现有水生植物15科25种,马来眼子菜、芦苇、荇菜为优势种;共有5个主要的植被类型,分别是芦苇群丛、荇菜群丛、马来眼子菜群丛、荇菜+马来眼子菜群丛、荇菜+苦草群丛;植物在整个水域的分布表现为沿湖岸向湖心3.5km范围内呈明显带状分布格局,但在此范围外的水域,分布格局呈不规则的斑块状;水生植物生物量和多样性与TN呈负相关关系。从1953年三河闸建成以来,水生植物种类减少,种群开始向单一化发展,某些对水质敏感的种类逐渐减少甚至消失;1993～2008年,洪泽湖水生植被面积减少375.16km2;水利工程修建、营养负荷增加和围网养殖过度发展是导致水生植物种群变化的最主要因素。     

菹草对小球藻和卵囊藻的形态化感效应研究

研究生态修复过程中沉水植物对藻类的影响,为水生态修复提供理论依据。选用常见沉水植物菹草(Potamogeton crispus)研磨液为培养液,对常见绿藻普通小球藻(Chlorella vulgaris)和卵囊藻(Oocystis sp.)开展室内模拟试验培养,通过绿藻生长和形态特征的变化,了解新鲜菹草是否对普通小球藻和卵囊藻存在一定的化感效应。研究结果表明,菹草对普通小球藻和卵囊藻的生长均未呈现显著抑制效应;普通小球藻对菹草具有形态响应,一次性添加的菹草研磨液在试验初期显著促进普通小球藻群体的形成,随着时间的推移,群体普通小球藻逐渐裂开转化为小群体或者是单细胞;试验结果还表明,菹草对卵囊藻形态无显著影响。     

三种高原常见沉水植物对不同浓度铵氮的生理响应机制研究

选取在高原湖泊中广泛分布([NH_4⁺] < 3mg/L)但在高浓度铵氮水体([NH_4⁺] > 15mg/L)中无法存活的苦草(Vallisneria natans)、大茨藻(Najas marina)和穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)3种沉水植物为研究对象。在实验室模拟条件下,比较研究了不同浓度铵氮(0、0.1、3、15和50mg/L)对3种沉水植物的影响,初步探讨了其在湖泊铵氮浓度升高和铵氮浓度更高的黑臭河道中退化的原因。结果表明,当水体铵氮浓度超过15mg/L时,植物体内叶绿素和蛋白含量呈下降趋势,而游离氨基酸的含量呈上升趋势,碳氮平衡被打破;植物叶绿素荧光显著降低,说明植物在浓度达到15mg/L时,无法正常进行光合作用。以上研究说明,当水体浓度达到15mg/L时,在湖泊中广泛分布的沉水植物物种无法存活,而碳氮平衡的破坏导致植物光合能力下降是影响其存活的主要因素。本研究从机理层面初步揭示了以上湖泊广布物种在高铵氮水体中消失的原因,为利用沉水植物修复高浓度铵氮污染水体提供理论指导。     

不同浓度氨氮对5种沉水植物生长的影响

通过试验研究,筛选出能够耐受高浓度氨氮的沉水植物,构建有效的生态系统并改善湖泊水质,对黑臭水体治理具有现实意义。探讨了苦草(Vallisneria natans)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、黑藻(Hydrilla verticillata)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和小茨藻(Najas minor)5种沉水植物对氨氮的耐受性,每种沉水植物均设置氨氮浓度为0、4、8、12、16 mg/L共计5个梯度,研究其生长情况和生理指标的变化。结果显示,在4～16 mg/L氨氮持续胁迫至第14天时,苦草叶绿素和可溶性蛋白的生成受到抑制作用逐渐加大,4、8、12、16 mg/L氨氮试验组中的叶绿素含量与对照组相比,第14天比第7天分别减少44%、57%、16%和39%,可溶性蛋白含量分别减少62%、24%、29%和49%,而MDA含量在第14天分别显著降低为第7天的35%、7%、65%和41%,表明苦草未受到不可逆伤害。在4 mg/L氨氮持续胁迫下,第14天时,穗花狐尾藻和黑藻的MDA含量分别显著增加为第7天的207%和178%,小茨藻植株死亡,而金鱼藻的叶绿素和可溶性蛋白均未有显著变化,且MDA含量显著减少为第7天的80%,表明只有金鱼藻未受到氨氮的不可逆毒害。在8～16 mg/L氨氮持续胁迫下,穗花狐尾藻、黑藻、小茨藻和金鱼藻的植株则全部死亡。研究表明,氨氮浓度≤4 mg/L时,苦草和金鱼藻能够生长;氨氮浓度≤16 mg/L时,苦草能维持较长时间的生存。从耐氨氮和黑臭水体治理过程水质特征考虑,苦草可作为黑臭水体治理中水生态系统构建的先锋沉水植物。     

沉水植物苦草对沉积物各形态磷时空分布的影响

监测苦草生长过程中根系及沉积物中磷含量和形态的时空变化,探讨苦草根系在生长过程中对沉积物磷时空分布的影响。聚乙烯塑料桶中铺设沉积物为暴发水华水体的底泥,厚度10cm,干重4 821.00g,底泥铺设完毕后缓慢注入100L水(TP 0.02mg/L)。试验桶种植2g苦草休眠芽。沉积物样品磷形态分析采用国际通用的SMT法,在采集沉积物同时采集苦草样品,测定根系生长情况及根系在沉积物中的分布。结果表明:苦草在生长过程中能降低沉积物各层总磷(TP)、NaOH提取磷(NaOH-P)、HCl提取磷(HCl-P)、无机磷(IP)和有机磷(OP)的含量,沉积物各形态磷含量的下降速率为:NaOH-PHCl-PIP=OP;随着苦草根系的生长,在苦草根系分布区沉积物中各形态磷的含量明显低于非根系分布区。苦草根系通过对环境因子氧化还原电位和pH的改变从而影响根系周围沉积物磷的含量,沉积物中各形态磷含量随着苦草根系面积的增加而减小。     

贵州草海重污染区生态修复水质效果评估

对比分析贵州草海重污染湖区沉水植物生态修复区与对照区沉积物内源磷释放通量,探讨外源负荷得到有效控制后草海重污染区沉水植物生态修复效果,为草海综合污染治理与生态恢复提供一定的数据支撑和科学依据。2018年在草海修复区内和对照区各布设3个采样点, 10月至次年10月每个月分别对修复区和对照区水质开展连续跟踪监测。利用薄膜梯度扩散技术（DGT）对比分析了修复区和对照区内源磷释放通量,综合评估了草海重污染区生态修复效果。结果表明,沉水植物修复工程实施一年后,修复区水体氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和溶解活性磷（SRP）浓度分别降低为对照区的65%、42%和67%。修复区沉水植物生长茂盛,水体DO含量稳定在8 mg/L以上,透明度显著提高,水质明显改善,CODMn 、NH3-N、TP浓度分别降低至5.7、0.39 、0.05 mg/L,达到地表水Ⅲ类标准。生态修复工程对内源磷释放量削减30% 以上,修复区内源磷贡献率38%,远低于对照区（74%）。当草海流域外源污染得到有效控制后,沉水植物生态系统恢复成为重污染区内源污染控制与水环境修复有效的手段。