论文部分内容阅读
蓖齿眼子菜(Potamogeton pectinatus L.)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)是我国三种常见的大型沉水植物,是富营养化水体沉水植被恢复的理想材料。国内外关于这三种沉水植物的生长及光合特点做了大量研究,但是关于这三种沉水植物对水体中可溶解性无机碳(Dissolved Inorganic Carbon,DIC)的利用效率及其主要影响因素,以及可能存在的DIC利用机制尚未完全阐明。本研究以蓖齿眼子菜、微齿眼子菜和穗花狐尾藻为实验材料,采用pH漂移技术,比较了三种沉水植物的无机碳利用效率,结合对胞外碳酸酐酶(Carbonic Anhydrase,CA)活性研究以及胞外碳酸酐酶抑制剂对三种沉水植物无机碳利用量的影响的研究,探究了三种沉水植物DIC利用机制,以及这种机制对三种沉水植物DIC整体利用水平的贡献。并探究了不同pH值下的无机碳水平对三种沉水植物的无机碳利用能力以及生理和生长的影响。pH漂移实验结果表明,三种沉水植物都存在利用HCO3-的能力,但利用效率存在差异,与蓖齿眼子菜相比,穗花狐尾藻和微齿眼子菜都表现出较强的HCO3-利用能力。在自然水体条件的碳源水平下,随着pH值升高,三种沉水植物利用无机碳的能力均显著下降,并且三种沉水植物的生物量及叶绿素含量也都随pH的升高表现出下降的趋势,这说明水体中的DIC含量随pH的升高而降低,从而对三种沉水植物的生理和生长也产生了影响。通过加入胞外CA抑制剂,发现三种沉水植物无机碳利用率均下降了50%左右,表明胞外CA在三种沉水植物利用水体无机碳的过程中起到了重要作用,但对三种沉水植物无机碳利用量的贡献率则不同,对穗花狐尾藻的贡献率最大,其无机碳利用率下降了62%。随着pH值(pH7—10)的升高,三种沉水植物的胞外CA活性均表现出先升高后下降的趋势。在pH为8时胞外CA活性均达到最大值,表明此时胞外CA的活性被完全激活,但随着pH的进一步升高和DIC浓度的下降,胞外CA活性均有所下降,表明胞外CA活性受水体中无机碳浓度诱导产生的。通过本实验,证明了穗花狐尾藻和微齿眼子菜有较强的利用水体中DIC的能力。穗花狐尾藻较宽的pH范围内仍表现出优于其余两种沉水植物的生长速率,表明穗花狐尾藻比较适合作为富营养化水体中沉水植物修复的先锋物种。