環(huán)境對(duì)菹草生長(zhǎng)和繁殖的影響及菹草對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水凈化能力的研究

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1、摘要水生態(tài)系統(tǒng)退化失調(diào)是目前世界的一大生態(tài)災(zāi)難，受損水生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)恢復(fù)業(yè)已成為當(dāng)今世界環(huán)境科學(xué)的一大研究熱點(diǎn)。沉水植被如同水下森林，對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定起至關(guān)重要作用。因此重建沉水植被便是水域生態(tài)系統(tǒng)得以修復(fù)的關(guān)鍵。菹革乃常見(jiàn)的沉水植物，它生存范圍廣，適應(yīng)能力強(qiáng)，具有多種利用價(jià)值和生態(tài)功能。本研究以重慶地區(qū)常見(jiàn)的沉水植物～菹草為對(duì)象，旨在探討菹草凈化富營(yíng)養(yǎng)化水的機(jī)理，摸清菹草在富營(yíng)養(yǎng)化水體(湖、庫(kù)、塘)中消失的原因與其適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，尋求水庫(kù)、湖泊管理的有效手段和已富營(yíng)養(yǎng)化湖泊、水庫(kù)生態(tài)恢復(fù)治理的措施。首先分別在水族缸和

2、室外圍隔中驗(yàn)證了菹草凈化富營(yíng)養(yǎng)化水的效果；接著對(duì)光照、水溫和pH等重要的環(huán)境因子對(duì)菹草光合作用的影響及著生藻類(lèi)與菹草生長(zhǎng)的相關(guān)性作了研究；然后初步研究了對(duì)菹草種群繁衍起主要作用的鱗枝的產(chǎn)生與萌發(fā)條件，并在此基礎(chǔ)上對(duì)富營(yíng)養(yǎng)水體中恢復(fù)重建菹草為主的沉水植物群落的可行性作了初步分析×經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，得到如下結(jié)果。＼＼菹草對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水(有效氮3．347mg／L，總磷O．682m【∥L)中的NH4+-N、N03--N、N02一-N和TP都有較強(qiáng)的吸收能力，其中對(duì)NI-I,+．N的吸收先于N03-．N；水中營(yíng)養(yǎng)物濃度越高，菹草對(duì)水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收速

3、度越快；試驗(yàn)15d時(shí)，菹草對(duì)水中有效氮和總磷的累積去除率分別為89．8．91．7％和73．9．79．9％。野外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)有菹草的圍隔水質(zhì)較對(duì)照圍隔有明顯改善，即有效氮、總磷和浮游植物葉綠素a的含量顯著下降(P

4、量、毛產(chǎn)氧量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：水溫為IO一35℃時(shí)，菹草頂枝光合作用凈產(chǎn)氧量、毛產(chǎn)氧量都與溫度呈曲線(xiàn)相關(guān)(yN=一0．0038x2+O．1452x一0．6192，r2=0．9854：YG一0．0038x2+0．1789x一0．8225，rz=0．9829)：20℃附近菹草光合作用產(chǎn)氧量最高，適宜的生長(zhǎng)溫度為15-25℃。在光照強(qiáng)度為0．12X104—9．62X104lX的范圍內(nèi)，菹草頂枝的凈產(chǎn)氧量和毛產(chǎn)氧量與光照亦呈曲線(xiàn)相關(guān)(YN=O．0282∥+0．3093x+0．0218，，=0．9790；yG=0．0343x2+0．36

5、95x+0．2389，，=0．9835)，光照為5．43X104lx時(shí)菹草光合作用的產(chǎn)氧量最高，適宜的光照為2．6—5．5X104lx。pH為5—11的范圍內(nèi)，菹草頂枝的凈產(chǎn)氧量、毛產(chǎn)氧量與pH值呈線(xiàn)型負(fù)相關(guān)(yN=一O．2864X+2．7549，r2=0．9667；Y6=一0．2512x+2．8653，，=0．9563)，表明菹草生長(zhǎng)喜中性偏酸的環(huán)境，堿性條件下缺乏C02和HC03一將限制其生長(zhǎng)。池塘中菹草著生藻類(lèi)包括硅藻門(mén)、綠藻門(mén)、藍(lán)藻門(mén)、裸藻門(mén)、黃藻門(mén)和隱藻門(mén)的種類(lèi)，共50屬68種；常見(jiàn)優(yōu)勢(shì)種以硅藻門(mén)和綠藻門(mén)的種類(lèi)為主。菹草

6、整個(gè)生活史中，著生藻類(lèi)的平均著生密度以硅藻門(mén)最大(29．90×103ind．／cm2)，其次為綠藻f'-](16．87×103ind．／cm2)和藍(lán)藻門(mén)(13．52X103ind．／cm2)：就平均生物量而苦，硅藻門(mén)(0．0702mg／L)較其它藻類(lèi)高得多。著生藻類(lèi)生長(zhǎng)與菹草生長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)，即菹草生長(zhǎng)率高時(shí)(3-4月)，著生藻類(lèi)的密度和生物量較小，菹草生長(zhǎng)緩慢(11—2月)或衰亡(6-7月)時(shí)，著生藻類(lèi)的密度和生物量較大。用L9(341正交表研究光照(強(qiáng)、中、弱)、pH(高、中、低)和營(yíng)養(yǎng)鹽(高、低)影響菹草鱗枝形成的試驗(yàn)結(jié)果顯示：

7、高pH(10—11)、強(qiáng)光照(>104Ix)和低營(yíng)養(yǎng)(自來(lái)水)條件下，菹草產(chǎn)生鱗枝最多最快，其中pH的影響程度相對(duì)強(qiáng)些。水溫低于26℃時(shí)，菹草生長(zhǎng)正常；超過(guò)26℃時(shí)，隨著溫度升高，菹草產(chǎn)生鱗枝的速度越快，數(shù)目越多。采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，研究水溫(22℃、28℃、34℃、40℃)、光照(900—620001x、200-250001x、95·100001x、30-38001x、5·5001x)，pH(3、5、7、9、10)和營(yíng)養(yǎng)水平對(duì)池塘中的當(dāng)年離體鱗枝萌發(fā)的影響。結(jié)果表明：菹草首批鱗枝離體后沒(méi)有休眠期，水溫低于34℃條件下，只要見(jiàn)光

8、就會(huì)萌發(fā)；pH5．9的范圍內(nèi)，鱗技能正常萌發(fā)；營(yíng)養(yǎng)鹽的豐歉不會(huì)成為鱗枝萌發(fā)的限制因子。。整個(gè)試驗(yàn)表明：菹草能有效去除水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，改善水質(zhì)，是治理富營(yíng)養(yǎng)化水體的重要植物品種。菹草光合作用受環(huán)境因子影響顯著，夏季淺水體中閑只照強(qiáng)烈、水溫和pH偏高