乡土沉水植物苦草的光合特征及其对污染水体净化作用研究

摘要

对受损与退化的水生生态系统进行生态恢复和重建是当今水环境研究领域中的热点。沉水植物群落的重建是水生态系统恢复的关键，沉水植物是水体生态系统中主要的初级生产者，这些植物不但能吸收、净化水体中的污染物质，而且能减小湖泊风浪，防止湖底淤泥再悬浮，同时还能抑制藻类的生长，能显著提高湖水的透明度和湖泊观赏价值。是水体生物多样性赖以维持的基础。 本文以乡土种苦草为受试材料，通过测定水体光学性质的变化与不同季节苦草的光合特征，判断适合苦草生长的光环境，以及光照强度对苦草生长的影响；研究不同水体氮磷浓度与不同光照强度条件下，苦草对水中氮磷的积累效应及规律；测定不同硝氮、磷酸盐浓度和Cu、Zn浓度条件下，苦草对水中污染物质的去除效应。结果表明： 1．丽娃河不同月份PAR的垂直分布很好的遵循指数规律。丽娃河PAR衰减系数年变化在1.16到2.86m<'-1>之间，平均值为1.84±0.65 m<'-1>，最大值出现在夏季，最小值出现在秋季；透明度在0.25～1.51m之间，平均值为0.87±0.44m；真光层深度在1.61～3.95m之间，平均值为2.76±0.85 m。透明度与PAR衰减系数、真光层深度存在显著线性相关。 2．苦草的光合作用能力是随季节的变化而变化的，在夏季光补偿点最低，为18μmol/m<'2>·s光合作用能力最强。春季由于丽娃河水透明度低，光衰减率大，光补偿点最高，达到120(μmol/(m<'2>·s))。苦草的光饱和点在夏季最低，为200((μmol/(m<'2>·s)))，春季最高，为550((μmol/(m<'2>·s)))。苦草喜弱光，不仅在光补偿点以下不能生长，在光饱和点以上太强的光照条件并不适合苦草生长，甚至会抑制其生长，使苦草生物量，氮磷含量和叶绿素含量都减少。 3．不同光照强度，水体氮磷营养盐浓度及苦草叶片附着物均对苦草的氮磷积累能力产生显著影响。在不同光照条件下，苦草组织总氮含量在光饱和点处最大，而组织总磷含量随光照减弱而增加。水体中氮磷营养盐浓度与苦草对氮磷的积累量显著相关，在控制氮盐浓度条件下，苦草体内磷含量与水体磷浓度呈线性正相关(R<'2>=0.94，N=6，p≤0.05)；在水体磷酸盐浓度不变的情况下，苦草总氮含量与水体硝酸盐含量也呈显著正相关(R<'2>=0.87，N=6，p≤0.05)；在水体氮磷浓度比例不变的条件下，氮磷浓度增大，苦草体内氮磷比例也呈线性下降(R<'2>=0.92，N=6，p≤0.05)。自然条件下，苦草植株上附着物质对苦草整体的氮磷含量有显著的影响，附着在苦草植株上的动物卵等氮磷含量高的物质有效增加了苦草植株氮磷含量，而附着其它氮磷含量较苦草低的物质则使苦草整体植株氮磷含量显著下降。 4．苦草可以有效的去除水中污染物质。苦草对氮、磷的去除量会随水体中初始浓度的增大而增加。在极重富营养化水平下，苦草对氮磷污染水体的处理效果最好，将总氮浓度从16.00mg/L降低到7.81mg/L，将磷浓度从1.60平均降低0.39mg/L，到达富营养化水平。 5．苦草对铜锌污染水体净化的实验发现，在复合污染水体中，苦草对铜、锌的净化能力和净化效率都比在单一污染水体中的强，并且在对锌的净化效率上优势显著，同时呈现协同作用；当锌浓度一定、增加铜浓度时，苦草对锌的净化能力和净化效率均减弱；当铜、锌浓度相同时，苦草对铜的净化能力和净化效率都比对锌的强，并且在净化效率上优势显著。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

1.1研究概况

1.1.1环境因子对沉水植物的影响

1.1.2沉水植物的光合特征

1.1.3水生植物在生态系统重建的应用

1.1.4苦草研究现状

1.2研究目的与意义

第二章丽娃河有效光照辐射特征及其对苦草生长的影响

2.1材料和方法

2.1.1材料与仪器

2.1.2实验方法

2.2结果与分析

2.2.1丽娃河水体光学特性

2.2.2苦草的光合能力季节变化

2.2.3不同光照条件对苦草生长的影响

2.3小结与讨论

2.3.1水体光学特征

2.3.2光照条件对苦草的光合能力及其生长的影响

第三章苦草的氮磷积累能力

3.1材料与方法

3.1.1材料与仪器

3.1.2实验方法

3.2结果与分析

3.2.1不同光照强度下苦草生长状况

3.2.2不同氮磷浓度比例对苦草生长状况

3.2.3附着物质对苦草氮磷积累的影响

3.3小结与讨论

第四章苦草对污染水体的净化作用

4.1材料与方法

4.1.1实验材料

4.1.2实验方法

4.2结果与分析

4.2.1不同浓度下苦草对水体中氮磷元素的去除作用

4.2.2苦草对铜、锌复合污染水体净化作用

4.3小结与讨论

4.3.1水体不同浓度污染物对苦草生长影响

4.3.2苦草对水体污染物的去除作用

第五章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

附：在读期间科研成果

致谢