湖泊富营养化被认为是沉水植物衰退的重要原因,然而对其中蕴含的机制尚不清楚。目前的研究主要集中在高氨氮、低光等单因子或两因子胁迫实验上,关于富营养化水体衍生物质—硫化物对沉水植物的研究较少。本研究以典型沉水植物—刺苦草(Vallisneria spinulosa)为例,分析不同浓度硫化物对刺苦草生长与生理的影响;为了进一步阐明富营养化湖泊中沉水植物退化所蕴含的机制,利用正交实验设计室外模拟实验,探究硫化物、高氨氮、低光三因素对刺苦草生长和生理的急性与慢性复合影响,得到的主要结论如下:1.当硫化物浓度低于0.05 mmol/L时,有利于刺苦草生物量的累积,而高于0.10mmol/L的硫化物则不利于其生物量的累积,且随着硫化物浓度增加生物量逐渐下降;高于0.20mmol/L硫化物使刺苦草植株变短,对其生长发育造成影响。高于0.50 mmol的硫化物长期处理超过了刺苦草的耐受范围,使其膜脂过氧化程度加深,抗氧化系统遭到破坏,抗逆性下降甚至死亡。基于MRM方法的靶向能量代谢组学分析表明,投加硫化物会通过抑制能量代谢途径从而影响刺苦草能量代谢产物ATP(三磷酸腺苷)的含量及其产生的主要途径。另外,刺苦草在高浓度(0.50～1.00mmol/L)硫化物处理下出现根部发黑腐烂、叶片脱绿甚至逐渐枯萎死亡等中毒症状。这与富营养化湖区生态修复工程实践失败所发现的症状相似。2.急性胁迫试验表明,低光、高氨氮与硫化物均对刺苦草的生长、生理生化有影响,且硫化物是主要驱动因子。高于0.10 mmol/L硫化物会抑制叶绿素的合成从而阻碍光合作用的进行,2 mmol/L硫化物会严重阻碍刺苦草光合作用的进行并破坏其抗氧化系统,导致植物抗逆性降低。刺苦草长期处于2.00mmol/L硫化物、5%光照强度以及0.50 mg/L氨氮的环境下,可能会因光合作用受阻而缺少物质和能量,且抗逆性严重下降而难以生存。3.32d的慢性试验发现,2.00 mmol/L硫化物下刺苦草出现根系发黑腐烂、叶片脱绿甚至枯萎脱落的现象,该浓度的硫化物会抑制刺苦草的光合作用,降低其生物量,并导致其SOD(超氧化物歧化酶)活性、MDA(丙二醛)含量、GSH(还原型谷胱甘肽)含量、总蛋白质含量以及细胞色素c氧化酶活性均急剧下降,使其出现叶片变黄、根系逐渐发黑腐烂直至整个植株枯萎死亡等现象。刺苦草在0.10 mmol/L硫化物浓度、100%光强、2.00mg/L氨氮浓度环境下生长良好且生物量累积最多;在0.10mmol/L硫化物、5%光强、1.00mg/L氨氮的条件下叶绿素含量最多;而2.00mmol/L硫化物、4.00mg/L氨氮、5%光照强度的条件不利于其生物量的累积。以上研究为进一步阐明我国富营养化浅水湖泊沉水植物大面积衰退的机制提供了新的研究视角和研究基础。