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湖泊富营养化是目前我国所面临的重要环境问题,而磷是湖泊富营养化主要限制性营养元素。在外源磷输入得到控制的情况下,当湖泊生态系统环境条件发生改变时,磷仍可以从湖泊内源沉积物中释放到水环境中,导致湖泊富营养化现象仍未得到有效的改善。湿地植物占据着浅水湖泊中的重要界面,通过茎叶和根系吸附水体和沉积物中磷营养盐以及改变周边环境因素影响湖泊沉积物迁移转化。
本研究通过采集富磷地质背景区域巢湖原位底泥,选择长江中下游湖滨带常见的湿地植物菖蒲和陌上菅作为研究对象模拟湿地生态系统,探讨菖蒲生长过程中根际微环境对沉积物中各形态磷垂直分布的影响机理,并研究在人工胁迫下陌上菅对沉积物、水体中磷含量的影响,以期为同类富营养化湖泊生态修复提供理论指导。主要研究结论如下:
1、湿地植物菖蒲由于生长吸收以及根系固定等作用,不同程度的影响了上覆水中TP、SRP含量。实验结束后,上覆水中TP、SRP含量有一定程度的降低,与初始值比分别下降了43.75%,46.78%。而对照组,由于沉积物中磷的直接释放,上覆水TP、SRP含量显著升高(P<0.05),与初始值相比分别上升了58.33%,105%。
2、实验结束后,菖蒲组沉积物中TP、NaOH-P、OP含量在表层5cm处变化幅度最大,与初始值相比分别降低了94.08mg/kg、58.30mg/kg、56.19mg/kg,分别下降了12.60%,27.90%,23.42%。IP的含量分别在表层2cm处,下降幅度最大,与初始值相比下降了35.40mg/kg,下降了7.20%。
3、研究表明,菖蒲通过自身的生长吸收以及改变周围环境因子,直接或间接地影响了沉积物各形态磷的垂直分布,其中,对沉积物中NaOH-P、OP的降低效果最明显。
4、在模拟实验中,刈割有利于促进陌上菅新芽生长能力、株高生长以及生物量累积。其中,中度刈割(留茬35cm)比轻度刈割(留茬60cm)、重度刈割(留茬25cm)促进效果好。实验结束时,C2(留茬35cm)新芽高度、株高增长量和单株累积生物量最大,分别为122.8、37.2cm、56.86g。
5、刈割组陌上菅比不刈割组对沉积物TP、NaOH-P以及上覆水中TP、SRP去除效果要好,且随着刈割强度的不同,对TP、SRP的去除效果也有所差异。其中,C1(留茬25cm)组对沉积物TP去除效果最好,达到了13.86%,C2组对沉积物NaOH-P、水体中TP、SRP的去除效果最好,分别为38.41%、66.67%,79.41%。
6、刈割明显能促进陌上菅的再生生长能力,并能显著提高陌上菅对沉积物TP、NaOH-P和水体中TP、SRP的去除效果。在一定的范围内,随着刈割强度的增加,去除效果呈增加趋势。
本研究通过采集富磷地质背景区域巢湖原位底泥,选择长江中下游湖滨带常见的湿地植物菖蒲和陌上菅作为研究对象模拟湿地生态系统,探讨菖蒲生长过程中根际微环境对沉积物中各形态磷垂直分布的影响机理,并研究在人工胁迫下陌上菅对沉积物、水体中磷含量的影响,以期为同类富营养化湖泊生态修复提供理论指导。主要研究结论如下:
1、湿地植物菖蒲由于生长吸收以及根系固定等作用,不同程度的影响了上覆水中TP、SRP含量。实验结束后,上覆水中TP、SRP含量有一定程度的降低,与初始值比分别下降了43.75%,46.78%。而对照组,由于沉积物中磷的直接释放,上覆水TP、SRP含量显著升高(P<0.05),与初始值相比分别上升了58.33%,105%。
2、实验结束后,菖蒲组沉积物中TP、NaOH-P、OP含量在表层5cm处变化幅度最大,与初始值相比分别降低了94.08mg/kg、58.30mg/kg、56.19mg/kg,分别下降了12.60%,27.90%,23.42%。IP的含量分别在表层2cm处,下降幅度最大,与初始值相比下降了35.40mg/kg,下降了7.20%。
3、研究表明,菖蒲通过自身的生长吸收以及改变周围环境因子,直接或间接地影响了沉积物各形态磷的垂直分布,其中,对沉积物中NaOH-P、OP的降低效果最明显。
4、在模拟实验中,刈割有利于促进陌上菅新芽生长能力、株高生长以及生物量累积。其中,中度刈割(留茬35cm)比轻度刈割(留茬60cm)、重度刈割(留茬25cm)促进效果好。实验结束时,C2(留茬35cm)新芽高度、株高增长量和单株累积生物量最大,分别为122.8、37.2cm、56.86g。
5、刈割组陌上菅比不刈割组对沉积物TP、NaOH-P以及上覆水中TP、SRP去除效果要好,且随着刈割强度的不同,对TP、SRP的去除效果也有所差异。其中,C1(留茬25cm)组对沉积物TP去除效果最好,达到了13.86%,C2组对沉积物NaOH-P、水体中TP、SRP的去除效果最好,分别为38.41%、66.67%,79.41%。
6、刈割明显能促进陌上菅的再生生长能力,并能显著提高陌上菅对沉积物TP、NaOH-P和水体中TP、SRP的去除效果。在一定的范围内,随着刈割强度的增加,去除效果呈增加趋势。