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恢复沉水植被是控制水体富营养化的重要措施之一,本论文主要以三种沉水植物——黑藻、苦草和金鱼藻——为研究对象,研究其在富营养化水体中对营养盐的阻截作用以及黑藻溶剂提取物对萝卜种子萌发和幼苗生长的胁迫作用。论文主要包括以下两方面的内容:
1.沉水植物对氮磷的阻截研究
本实验研究了三种沉水植物——黑藻、苦草和金鱼藻——在不同温度、光照以及底泥是否存在的条件下对水体中N、P等营养物质的作用。实验在定制的玻璃缸内进行,利用镝灯模拟光照。实验分成两个部分:首先检测沉水植物在无底泥营养液培养下对水体营养物质的吸收作用,其次检测沉水植物在模拟水生生态环境下(含底泥)对营养盐的阻截作用,比较不同温度和光照条件对沉水植物阻截作用的影响。
研究表明无论是在无底泥的营养盐培养液中还是在含底泥的模拟富营养环境中,沉水植物都可以显著降低水体中的营养盐浓度。首先沉水植物可以大量吸收水体中的营养盐,实验前后检测模拟富营养化水体中沉水植物的TP和TN含量,发现这些指标都显著提高,而对照水体中的沉水植物则无显著变化,这证明模拟富营养化环境中生长的沉水植物可以超量吸收水体中营养盐,成为这些营养盐的一个汇。其次水体中硝态氮和铵态氮的比例不同,沉水植物对营养盐的阻截作用也会显著变化,过高的铵态氮浓度能显著影响沉水植物的生长量,而且也会降低沉水植物对水体营养盐的超量吸收。另外,底泥的存在也会影响沉水植物对水体营养盐的阻截,底泥是水体中磷盐的一个重要的汇,在底泥存在时,即使未植入沉水植物,水体中的TP仍然有显著的减少。水体中的TN与TP相似,在未植入沉水植物时,也有一定程度的减少。但是,沉水植物的存在可以加速营养盐从水体中的去除。水体中的营养盐一部分被沉水植物吸收,其余的很大部分都进入了底泥。季节转换,温度的变化对沉水植物阻截磷盐影响不太显著,夏秋两次实验中,金鱼藻的TP-t回归方程的b值差别不大,说明在有金鱼藻生长时温度对TP去除的影响不大,金鱼藻的存在使水体能够始终处在一个较稳定的状态下,而无植物缸回归方程的b值有显著差别,可能是温度升高促进了的底泥磷的释放。而氮盐的阻截则受到温度的较显著影响。
2.黑藻溶剂提取物对植物的胁迫研究
黑藻的有机溶剂提取物对萝卜种子的萌发和幼苗的生长有明显的胁迫作用,表现为在低浓度促进萝卜种子的萌发和萝卜幼苗的生长,而在高浓度则抑制萝卜种子的萌发和萝卜幼苗的生长。温度可以影响这种胁迫作用,25℃时黑藻溶剂提取物的活性最强,而黑藻乙酸乙酯提取物具有较高的生物活性。
本论文在实验的基础上探讨了沉水植物在水体富营养化治理中的应用地位以及沉水植物的资源化利用途径,可为湖泊富营养化的治理提供依据。