蓝藻聚集对水葫芦的生态影响及植物残体分解变化的研究

摘要

蓝藻细胞往往会在风浪和湖流的作用下，在湖湾中尤其是水生植物生长区聚集。本文通过模拟实验，研究了低温(＜25℃)和高温(＞25℃)条件下，不同蓝藻聚集浓度对漂浮植物水葫芦生理生态的影响;同时还研究了漂浮植物水葫芦凋落后，水体和底泥中有机质的变化;以期减轻蓝藻聚集对植物的不良影响、提高水体净化效果、为湖泊中漂浮植物腐解过程有机质监测提供理论依据。本实验主要从下面几个方面进行:
　　(1)较低温度下(＜25℃)蓝藻聚集对水葫芦生理生态的影响。主要是通过模拟实验，设计了5种不同的蓝藻添加浓度。加入蓝藻后，水体溶氧(DO)、pH值、氧化还原电位(ORP)下降，营养盐含量升高;各处理中植物的根长、总长、鲜重与实验刚开始相比，都呈增加的趋势，根长增加了0.29～2.44倍，总长增加了0.41～0.76倍，湿重增加了0.9～1.43倍，并且随着蓝藻浓度的增加，根长、总长增加的幅度减小;低浓度的蓝藻处理(＜60 g·L-1)，丙二醛(MDA)含量升高、可溶性糖含量增加，减少水葫芦质膜受伤害的程度，水葫芦可以适应;而高浓度的蓝藻处理(＞60 g·L-1)，MDA含量升高、可溶性糖含量先增加后减小，表明高浓度的蓝藻对其产生了不可逆的伤害。
　　(2)较高温度下(＞25℃)蓝藻聚集对水葫芦生理生态的影响。主要是通过模拟实验，设计了3种不同的蓝藻添加浓度。高温下，蓝藻聚集在2h内消耗掉水中溶解氧，并出现快速腐解现象，水体电导率(EC)升高，营养盐含量升高。蓝藻聚集后，水葫芦的气孔导度、蒸腾速率降低。水葫芦的根系直接受到了胁迫影响，植物根系内关键抗氧化酶活性出现剧烈的应答变化，处理2、3根系内超氧化物歧化酶(SOD)含量为对照的1.7倍、1.9倍;过氧化物酶(POD)含量为对照的2.5倍、3.0倍;过氧化氢酶(CAT)含量为对照的1.0、2.0倍。植物根系死亡、长度变短;与对照相比，植株总生物量、根系生物量和根系/茎叶比都出现下降。
　　(3)植物残体腐烂分解后水体和底泥有机质成分的变化。采用模拟实验，设计了一个空白和一个处理。水葫芦腐烂后，水体溶氧(DO)、pH、ORP降低，营养盐含量增加;水体和底泥中提取的富里酸(FA)色调系数(△1gK)，随着实验的进行呈增加的趋势，E465/E665呈减小的趋势，表明富里酸脂肪性增加，芳香度降低;底泥胡敏酸(HA)色调系数(△1gK)随着实验的进行呈减小的趋势，E465/E665呈增加的趋势，表明胡敏酸芳香性增强。不同样品都显示出非常相似的红外光谱特征，富里酸含有较多的脂肪成分以及含氧官能团,底泥胡敏酸与富丽酸相比含有较多的羟基。荧光光谱表明，随着水葫芦腐烂分解， FA的芳香性减小，HA芳香性稍增加。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 蓝藻水华

1．2．1 蓝藻水华的形成

1．2．2 蓝藻水华的危害

1．3 蓝藻的去除方法

1．3．1 物理方法

1．3．2 化学方法

1．3．3 生物方法

1．4 水生植物

1．4．1 蓝藻与水生植物的相互作用

1．4．2 水生植物分解后有机质变化的研究

1．5 本课题研究内容与意义

1．5．1 研究意义

1．5．2 研究内容

2 较低温度下(＜25℃)蓝藻聚集对水葫芦生理生态的影响

2．1 实验设置与样品分析

2．1．1 实验设置

2．1．2 样品采集与分析

2．1．3 数据分析方法

2．2 结果与分析

2．2．1 蓝藻堆积后水体基本性质的变化

2．2．2 蓝藻堆积后水体营养盐的变化

2．2．3 植物生理生态指标的变化

2．3 讨论

2．4 结论

3 较高温度下(＞25℃)蓝藻聚集对水葫芦生理生态的影响

3．1 实验设置与样品分析

3．1．1 实验设置

3．1．2 样品采集与分析

3．1．3 数据分析方法

3．2 结果与分析

3．2．1 蓝藻聚集后对上覆水体基本参数的影响

3．2．2 蓝藻聚集后对营养盐的影响

3．2．3 蓝藻聚集后对植物光合作用的影响

3．2．4 蓝藻聚集后对植物抗氧化酶活性的影响

3．2．5 蓝藻聚集后对植株体内N、P、K含量变化的影响

3．2．6 蓝藻聚集后对植株可溶性糖含量变化的影响

3．2．7 蓝藻聚集对植物根系活力变化的影响

3．2．8 蓝藻聚集后对植物外形及生物量变化的影响

3．3 讨论

3．4 结论

4 植物沉降后植物残体分解后有机质的变化

4．1 实验设置与样品分析

4．1．1 实验设置

4．1．2 样品采集与分析

4．1．3 数据分析

4．2 结果与分析

4．2．1 水葫芦腐烂后水体基本性质的变化

4．2．2 水葫芦腐烂后水体营养盐的变化

4．2．3 水葫芦腐烂有机质的变化

4．3 结论

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 创新点

5．3 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况