太阳辐射减弱对浮游与底栖藻类竞争的影响

为了解辐射减弱对浮游藻类和底栖藻类竞争的影响,构建了浅水生态系统,设置遮光组和不遮光的对照组两种处理,通过测定水中氮、磷营养盐、浮游藻类生物量及底栖藻类生物量等指标,分析遮光时浮游藻类和底栖藻类生长变化,研究辐射减弱对浮游与底栖藻类竞争的影响。结果表明,遮光条件下,水体浮游藻类Chl a降低15%,DO浓度平均增加9%,TN、TP浓度分别增加30%和24%时,底栖藻类Chl a增加48%。说明辐射减弱虽可显著降低水体光照强度和浮游藻类生物量,但可提高水体中氮、磷营养盐浓度,促进底栖藻类生物量增加。因此,在辐射减弱背景下,不利于浮游藻类生长,而有利于底栖藻类竞争。     

鲫(Carassius auratus)对沉水植物占优水体水质的影响

水体富营养化已成为当今世界广泛存在的水环境问题。杂食性鱼类分布广、食性杂,对水生态系统影响深远,可能会加重水体富营养化。以鲫(Carassius auratus)为对象,于室外构建了以沉水植物苦草（Vallisneria denseserrulata）为主要初级生产者的中型水生态系统,设置鲫鱼组与无鱼的对照组,通过测定水中氮、磷营养盐、浮游植物、透明度、溶解氧、pH等指标以研究杂食性鱼类对以苦草为主要初级生产者水体水质的影响。结果表明：鲫虽未显著改变水中的总氮、氨氮含量,但显著增加了总磷含量,提高了浮游植物生物量,降低了水体透明度和溶解氧浓度,从而恶化水质;因此,在以沉水植物为主要初级生产者的水体中,减少或去除鲫等杂食性鱼类,有利于降低水中总磷含量,减少浮游植物生物量,提高水体透明度、从而保护或改善水质。     

不同基质对苦草净化水质效果的影响

[目的]研究3种不同基质对苦草净化水质效果的影响程度.[方法]通过静态模拟试验,对苦草在不同基质材料（磨石、碎石和鹅卵石）下净化水体中的NH3-N、TP、CODMn和改善水体DO的效果及其生物量变化进行研究.[结果]采用磨石时,苦草对水体中NH3-N、TP、CODMn的去除效果较好,去除率分别达到了94.45％、94.31％和68.97％.在试验第18天和第35天时,基质组的水体中DO浓度均高于对照组.其中,第18天时苦草＋磨石的水体中DO浓度较高,最高达到了14.04 mg/L;第35 d天时苦草＋鹅卵石的水体中DO浓度较高,可达到13.52 mg/L,明显高于苦草对照组的12.72 mg/L.各基质组的生物量也均高于对照组,其中鹅卵石组生物量增量最大,达到了4.841 g,其次是磨石,最后是碎石.[结论]该研究表明基质是影响沉水植物的环境因素之一,能一定程度地提高沉水植物的净水效果.     

不同浓度氨氮对4种沉水植物的生长影响比较研究

选取轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）、苦草（Vallisneria natans）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）、小茨藻（Najas minor）4种沉水植物为研究对象,在实验室静态模拟条件下,通过定期测定植物生物量、叶绿素、可溶性糖、过氧化物酶等指标变化,比较研究了不同浓度氨氮对4种沉水植物的生长影响。研究结果表明,本研究条件下,轮叶黑藻、苦草、金鱼藻、小茨藻的氨氮最大适宜浓度和最大耐污浓度分别为2、2、1、0.5 mg·L^-1和6、6、4、2 mg·L^-1。不同沉水植物的相对生长率均随着水体氨氮浓度的升高呈现先上升后下降的变化规律,轮叶黑藻、苦草、金鱼藻和小茨藻均在相应的氨氮最大适宜浓度时出现相对生长率最大值,其值分别为1.21、0.94、0.52和0.28。不同沉水植物在相应的氨氮最大适宜浓度范围内,试验期间植物的叶绿素和可溶性糖含量呈现上升趋势,植物的POD活性变化不大;当水体氨氮介于相应的最大适宜浓度和最大耐污浓度之间时,试验期间植物的叶绿素和可溶性糖含量变化规律不明显,植物的POD活性显著高于CK处理;当水体氨氮浓度超过相应的最大耐污浓度时,试验期间沉水植物叶绿素和可溶性糖含量呈下降趋势,植物的POD活性在7~21 d达到最大值,之后开始下降。研究表明,水体氨氮浓度是影响沉水植物生长的限制因素之一,不同沉水植物均存在相应的氨氮最大适宜浓度和最大耐污浓度,相应的低浓度氨氮能促进沉水植物生长,沉水植物均存在不同程度的抗逆能力,但过高浓度氨氮会抑制沉水植物生长,甚至导致死亡。     

沉水植物在持续氮、磷负荷条件下对上覆水营养盐含量的影响

在草型湖泊中,沉水植物能够降低水体中的营养盐含量并抑制浮游植物生长,从而维持水体清澈。但持续不断的外源污染会导致沉水植物衰退直至消失,引起水质恶化。为研究持续外源污染对草型水体水质的影响,本研究设置为期80 d的控制试验,每3 d添加1次氮、磷营养盐,比较研究有、无刺苦草系统上覆水营养盐含量的变化。结果发现,刺苦草组上覆水中各种形态氮、磷含量均低于无草组;pH值显著高于无草组(P0.05);浮游植物含量一开始低于无草组,20 d后开始升高,30 d左右高于无草组;附着藻含量一直显著低于无草组(P0.05)。说明刺苦草能够有效缓解由外源负荷持续增加导致的上覆水营养盐升高和水体酸化,抑制浮游植物和附着植物的生长,但当外源污染持续30 d后对浮游植物不再具有抑制能力。这意味着在持续不断增加外源营养盐的情况下,浮游藻类暴发的可能性增加,草型水体可能会转变成藻型水体。因此,在水生态修复过程中最好完全切断外源污染。     

6种常见沉水植物对水体的净化作用研究

[目的]探讨6种常见沉水植物对水体的净化效果。[方法]利用苦草、金鱼藻、穗状狐尾藻、菹草、轮叶黑藻、伊乐藻6种常见沉水植物,对富营养化水体进行净化,分析不同沉水植物对水体氮、磷等营养物质的去除效果和动态规律。[结果]6种沉水植物均能够在富营养化水体中生长,且均能够有效地去除水体中的氮、磷等营养盐;与其他几种沉水植物相比,苦草能够更加有效地降低水体中的总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH4+-N)浓度;试验结束时,苦草组植物生物量最大,但均集中于水体底部。[结论]6种沉水植物中,苦草更适用于富营养化水体的生态修复。     

冬季苦草与伊乐藻对贡湖水源地水质净化效果研究

2009年11月5日至25日在苏州太湖贡湖水源地入湖河道东泾河内设置了10个大型路基围隔,栽植较耐寒沉水植物苦草（Vallisneria spiralis）和伊乐藻（Elodea canadensis）,研究了其在冬季低温条件下的净水效果。结果表明:（1）栽种沉水植物的围隔内氨氮、硝酸盐氮和总氮浓度均显著低于实验前（P<0.01）,其中苦草实验组氨氮、硝酸盐氮和总氮浓度分别为实验前的78.76%、70.20%和 83.42%,伊乐藻实验组分别为实验前的81.85%、72.30%、75.55%,苦草+伊乐藻实验组分别为实验前的88.80%、78.80%、86.21%,而空白对照组与围隔外水质氮素浓度变化幅度较小,总氮浓度分别降低37.12%和15.87%;（2）苦草+伊乐藻实验组对总磷和COD_Mn的去除效率显著高于其他围隔（P<0.01）,分别为86.97%和76.16%;（3）经驯化后的苦草和伊乐藻在冬季有较好的净化水质效果且净化效果为苦草+伊乐藻>苦草>伊乐藻,为冬季湖泊生态修复中沉水植被的恢复,种类的选取及合理配置提供了理论依据。     

滴水湖水体叶绿素a与水质因子的多元分析

根据2009年1月-2009年12月间对滴水湖叶绿素a含量及pH、水温、溶解氧、透明度、总磷、总氮、高锰酸盐指数等水质因子的调查结果,分析了叶绿素a的时空分布及各站点叶绿素a含量与各水质因子的相关关系,并建立逐步回归多元线性方程。结果显示：2009年滴水湖叶绿素a含量均值为（52.97±28.32） mg/m³,变化范围为（0.5～139.5）mg/m³,4-6月出现峰值。站点Ⅲ与站点Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ的叶绿素a含量差异极显著,站点Ⅰ与站点Ⅵ的差异极显著,其他各站点之间差异不显著。各站点叶绿素a含量与水质因子关系比较复杂,在不同的监测站位,对叶绿素a含量有显著影响的水质因子各不相同,逐步回归方程的入选因子也各有差异。取对数进行相关性分析得到lg(Y_Chl.a)与lg(X_TP)呈极显著正相关,与lg(X_TN/TP)呈显著负相关,据此建立的相关方程分别为：lg(Y_Chl.a)=2.146+0.530lg(X_TP),lg(Y_Chl.a)=2.017－0.275lg(X_TN/TP),该方程较逐步回归方程在实践中更有指导意义。     

自然光照条件下苦草生长及去除氮磷能力研究

为探究苦草型清水态养殖水深的适宜控制范围,依据池塘中苦草自然分布水深,设置全日光光强的5%（L1）、15%（L2）、25%（L3）和35%（L4）4个光强梯度组（L1为适宜光强组, L2、L3和L4为强光组）,对应池塘水下深度分别为1.0~1.1、0.6~0.8、0.4~0.6和0.3~0.4倍透明度,研究自然光照周期和强度下苦草（Vallisneria natans）的生长、抗氧化和净化能力。结果显示：自然光照周期下,苦草总生物量随光照强度增强（5%~35%全日光范围）而显著增加,叶片长度最大值出现在L2组;L2、L3和L4组丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性均显著低于L1组;水中溶解氧（DO）含量和pH值L3和L4组显著高于L1组,而叶绿素a（Chl a）含量相反;各组铵态氮（NH₄⁺-N）和亚硝态氮（NO₂^--N）质量浓度分别在3、2周内快速下降到较低水平（分别<0.30、<0.02 mg/L）;除L1组外,其他组硝态氮（NO₃^--N）、总氮（TN）质量浓度随时间以不同速率持续下降,直至试验结束（分别<2.50、<3.00 mg/L）,一定程度与光照强度呈负相关;L3和L4组谷氨酸合成酶（Fd-GOGAT）和碱性磷酸酶（AKP）活性显著高于L1和L2组;各组对正磷酸盐（PO₄^3--P）和总磷（TP）去除率均达80%以上,表现出较好的去除效果。结果表明,苦草型清水态养殖水位宜控制在苦草上方约0.3~0.6倍透明度范围内。     

上海花博会沉水植物水质净化效果分析

选取矮型苦草(Vallisneria natans)、改良型刺苦草(Vallisneria spinulosa)和龙须眼子菜(Potamogeton pectinatus) 等3种沉水植物为研究对象,对由江苏昆山污水处理厂尾水配制的试验污水开展水质净化试验。试验设置5个种植密度梯度和无植物空白对照组,从去除效率和不稳指数两个方面,分析不同植物种类和种植密度对试验污水净化效果的影响。结果表明:创新性建立的去除效率和不稳指数两大指标具有较好的评价效果。两大指标分别用于评价水质净化试验前后期的水质变化趋势,相互结合可综合评价试验全周期的水生态修复效果。不同植物对试验污水中污染物的净化效果存在差异,且种植密度对净化效果也存在一定程度的影响。因此,水生态修复工程中,建议选择适宜的沉水植物种类与种植密度,并且注意监测植株生长状况,以避免植株恶性竞争对水体净化产生负面影响。     

大型溞-苦草配合处理富营养化水体的研究

生态修复实践中两种以上生物联合处理富营养化水体的技术受到广泛关注。以大型溞(Daphnia magna)、苦草(Vallisneria natans)为浮游动物、沉水植物代表,建立溞-草配合处理系统,以苦草处理为对照组,富营养化水体为空白组,研究处理过程中水质指标、底泥指标、水草生物量变化。结果表明,溞-草系统水和底泥质量指标优于苦草组,水体总氮、总磷、氨氮最终去除率分别为87%、88%、96%,最大去除率分别为70%、70%、86%;底泥总氮去除率39%,总磷去除率38%,27 d即水清见底,苦草生长率达740%。而对照组水体总氮、总磷、氨氮最终去除率分别为35%、33%、57%,最大去除率分别为35%、30%、57%,底泥总氮去除率40%,总磷去除率32%,48 d内未见底,苦草生长率为470%。因此,大型溞促进悬浮物沉降、有利于苦草生长以及稳定系统,溞-草系统配合处理富营养化水体能力大于单一的水草系统,溞-草系统能更快地提高水体透明度,苦草生长率更大,更易保持稳定,实验结果为指导生态修复工程实践提供参考。     

铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化水体中的氮磷

为探讨铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对农田退水中氮磷的去除效果,以苦草、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物和铁基生物炭海绵为材料,通过动态循环水模拟渠道的方式,研究不同净化系统对农田退水中总磷、总氮、氨氮的去除效果。结果表明：3种沉水植物均能在较高氮磷浓度农田退水中生长发育,株高及生物量有明显增长。在单一沉水植物净化系统中,金鱼藻对总磷的去除效率最高,达到29.85%,苦草对总氮的去除效率最高,为35.03%,金鱼藻对氨氮的去除效率最高,为83.09%。铁基生物炭与金鱼草协同净化系统对总磷和氨氮的去除效率最高,分别达到56.00%和91.86%,铁基生物炭与苦草协同净化系统对总氮的去除效率最高,为54.05%。研究表明,铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对氮磷的去除效果全面优于单一沉水植物净化系统。     

不同土地利用对流域土壤侵蚀和氮、磷流失的影响

水土流失是非点源污染主要的发生形式,而不同土地利用(植被覆盖)对土壤侵蚀及其氮、磷的流失起着决定性的作用。本文通过在福建省九龙江流域内选取典型小流域来研究不同植被类型与土壤侵蚀和氮、磷流失的关系。结果表明,不同植被覆盖的典型小流域降雨径流中悬浮泥沙、氮、磷的流失依次为:坡地果园>水稻田>半人工果林>天然次生林;典型小流域降雨径流流失的悬浮泥沙量、氮、磷流失量与植被覆盖度和降雨量成反比;而且氮的主要流失形态为溶解态,磷的流失形态主要为泥沙结合态。     

多营养层级淡水生态系统构建对微生物的影响

微生物是淡水生态系统的重要组成部分,其群落组成与水环境密切相关。在室内设置5个试验组,种植常绿型沉水植物苦草(Vallisneria natans)同时引入铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)和鲫(Carassius auratus)来模拟生态系统中的生物种群结构。通过构建多营养层级淡水生态系统,探究了不同水生生物对细菌群落结构的影响。结果表明,构建的几种淡水生态系统中优势细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和蓝细菌门(Cyanobacteria),螺、蚌、鱼的存在极大地减少了水体中蓝细菌门的数量,能够有效控制蓝细菌过度繁殖。细菌多样性指数(Shannon指数)在草、草-螺-蚌组中较高,而在草-螺、草-螺-蚌-鱼组中较低。冗余分析(RDA)表明,各系统间微生物群落丰度存在明显的差异,不同水生生物的引入和溶解氧含量是影响微生物群落变化的直接因素,而营养盐浓度的变化主要依赖于水生生物与微生物的共同作用,是影响微生物群落变化的间接...     

椭圆萝卜螺对3种沉水植物的牧食特性

研究椭圆萝卜螺(Radix swinhoei)对不同沉水植物的牧食特性。通过大(0.78 g/个)、中(0.28 g/个)、小(0.06 g/个)等3种规格及低(40个/L)、中(80个/L)、高(120个/L)等3个密度的椭圆萝卜螺牧食实验,研究其对伊乐藻(Elodea nuttallii)、水盾草(Cabomba caroliniana)、苦草(Vallisneria natans)等3种沉水植物的牧食率和牧食选择性。研究结果表明:椭圆萝卜螺的总牧食率与螺规格成反比,小规格的螺对沉水植物的总牧食率最高,达(219.66±47.17) mg/(g·d),中规格的螺其次,为(47.53±9.08)mg/(g·d),大规格的螺牧食率最低,仅为(20.37±14.60)mg/(g·d);低、中、高密度的椭圆萝卜螺对3种沉水植物的总牧食率无显著差异。就牧食选择性而言,椭圆萝卜螺对3种沉水植物的喜好不随螺规格的变化而变化,不同规格的椭圆萝卜螺都会优先牧食伊乐藻和苦草,不喜好水盾草;同等规格不同密度的椭圆萝卜螺均会优先牧食苦草。研究结果对生态修复工程中合理配置水生动物,完善水生态系统及提高生态系统的稳定性具有重要意义。     

苏州城区河道大型水生生物分布特征

为研究苏州城区河道大型水生生物时空分布特征,于2020年5月开始,对苏州古城区主要河道23个断面的大型水生生物及水质指标进行为期一年监测,分析其理化因子时空分布差异,并探讨与大型水生生物相关的影响因素,体现苏州河道恢复程度。结果表明,水温、pH、溶解性总固体、电导率、溶解氧、透明度与氨氮在不同月份间呈显著性差异（P<0.05）,总氮和总磷在不同月份间具有极显著性差异（P<0.01）。研究期间苏州城市河道中共检出5种沉水植物,10种大型底栖无脊椎动物,7种鱼类。其中沉水植物辛普森指数最高,结构最均匀,各断面中沧浪亭桥玛格列夫指数最高,物种最丰富。有无沉水植物分组间流速呈显著性差异,总氮、氨氮存在极显著差异。大型底栖无脊椎动物有无的河道在流速、水深、透明度和溶解氧存在极显著性差异。按是否存在鱼类对比,水质指标均无显著性差异。冗余分析（RDA）结果也表明,氨氮、水温、溶解氧和透明度是影响城区河道大型水生生物分布的主要水质指标。     

三种沉水植物对Cu、Pb复合污染底泥的修复效果

利用生态缸模拟静态水体,进行底泥重金属污染的富集试验,从富集量、生物富集系数(BSAF)和去除率等指标探究苦草(Vallisneria natans)、黑藻(Hydrilla verticillata)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)等三种常见沉水植物对Cu、Pb复合污染底泥的修复效果。结果表明:苦草、黑藻富集效果最佳的时间段为培养生长的84~105 d,金鱼藻则为63~84 d。黑藻对Cu的BSAF达到15.2,是苦草的2.9倍、金鱼藻的2.7倍,黑藻中Cu含量与底泥中重金属含量达到显著负相关(r=-0.995,P0.05),表现出对Cu较高的富集能力。从去除率与BSAF显示,三种植物对Cu的富集能力为黑藻金鱼藻苦草;对Pb的富集能力为苦草黑藻金鱼藻;其中黑藻对Cu-Pb复合污染的综合修复效果最好。三种植物的一个生长周期结束时,底泥中Cu、Pb含量与试验开始的污染底泥相比差异均达到显著水平(P0.05),Cu-Pb复合污染程度有明显下降,经修复后的Cu-Pb复合污染底泥可达到《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)的Ⅱ级标准;而黑藻富集作用可以使污染底泥中Cu含量达到《土壤环境质量标准》的Ⅰ级标准。     

不同生长阶段凤眼莲净化不同程度富营养化水体的效果研究

通过模拟实验,比较不同生长阶段凤眼莲对不同程度富营养化水体氮、磷去除效果,研究植株吸收氮、磷能力对去除水体营养盐的贡献,以及对底泥营养盐含量的影响。结果发现随着富营养化水体初始氮浓度增加,不同生长阶段凤眼莲吸收氮量占水体可溶性总氮(TDN)去除量的比例呈现明显下降趋势,但不同生长阶段凤眼莲吸收作用在净化不同浓度氮的效率和贡献方面存在一定差异。在低浓度富营养化水体中,三个生长阶段凤眼莲对水体TDN、TDP去除效果和效率的影响无显著差异。在净化中、高浓度水体氮时(TDN浓度约为7、13 mg·L-1),生长初期凤眼莲对水体TDN在实验前期的净化效率明显高于生长后期,而生长中期净化效率最慢,但在实验中、后期各生长阶段凤眼莲净化速率趋于一致。在中等氮浓度水体中(TDN浓度约为7 mg·L-1),凤眼莲吸收氮量占水体氮损失量百分比为生长后期生长中期生长初期。种植凤眼莲水体中底泥总氮、总磷含量均显著降低;凤眼莲对磷吸收量高出水体可溶性总磷(TDP)损失量,不同生长阶段凤眼莲吸收作用对消减水体磷的贡献无显著差异。综合分析说明生长初期凤眼莲通过主动吸收净化高浓度水体氮的速率最快、贡献最高,而通过凤眼莲根系调节的生物脱氮途径理论上较弱,凤眼莲不仅能够快速去除上覆水体中的磷,而且能够吸收底泥中的磷。