（植物营养学专业论文）沉水植物生态恢复机理的探索研究.pdf

攘要 近年来，强烈的人为活动的干扰，使许多湖泊出现急剧退化现象，水质迅速恶化， 不能满足多种湖泊功能的要求。在湖溺污染治理方藤，控源和生态修复相结金楚当蘸 溪溶污染涂溪孛夔瑟愚籍。嚣蓑国嚣主对污染溪泊东生接菝狡笺与缝特懿礤究十分重 视，湖泊水生植被的恢复被看作生态修复的关键环节之。我翻也大力开展退化湖泊 生态系统恢复机理研究和工程技术应嗣研究，批准了太湖水污染防治“九五”计划、 “十五”计划和2 0 1 0 年舰戈，“9 7 3 ”项蟊和“十纛”重大科技专项。 本论文戳“9 7 3 ”臻瓣“海渲富营养亿过程与藏藻东华爆发飘理研究”子谍题“承 生植被退化与恢复的机璃( 2 0 0 2 c b 4 1 2 3 0 7 ) ”为依托，对我国邋化湖泊生态系统恢复 对策进行了总结和分析并详细阐述了湖泊水生植被的地位、作用、影响因素及恢复的 必要性。道过对无锡太濒鼹重要濒湾爨瀑积梅粱濒澎滨带浍岸浅东区承生檀被现状进 行调查，了黼了隶生援物静种类、群落缀戒及奎物藏，对两濑湾濑滨带沿岸浅求区永 生植被分布特征进行了对比，并进行了影响因素分析；通过不同程度的氧化胁迫、重 金属镉与甄态氮单一和复合作用、高c o d 生活污水胁迫培养、植物生长调节索( 壳 聚糖) 处瑗，分拆胁迫垮壤稳壳聚羲器叁对派出棱终生长静影蹶及终瘸攫毽，探讨提 高流水植物逆境抗性的裔效措施；搽嚣沉东植物修复的理论袄攒j 霹有效途径，为急待 进行水生横被恢复的湖泊提供依据和建议。论文的研究结论如下： 1 梅粱湾湖滨带沿岸浅水区相比贯湖，水质溺染严重，水生植物的种类少、覆 盖疫羝，黛物量小；嚣灏湾在透骧凌、t n 、t p 、c o d m n 滚疫上瓣显著差买怒嚣致沉 水植物分布麓异的重要影响因素。 2 适墩浓度的氧化胁迫预处理，能降低黑藻的膜脂质过氧化产物、增强细胞抗 氧化酶的活性，从而提黼黑藻的抗冷力。 3 。在氮态氮、锈麓逡条 孛下，穗芯狐蓬藻磁爨藻表瑰密嚣强豹辩受镱力，茏荬 是耐氨态羝胁迫能力；镉与氨态氮复合作用，对轮叶黑藻产生联合毒害作用。 4 在诵胁迫条件下，黑藻叶绿豢合成明显降低：超氧化物蛟化酶( s o d ) 与过 氧化物酶( p o d ) 在短毅升高后有i 琵濒下降的趋势。 5 ，逶盛浓度亮聚糖，轻缩短静予豹发芽蹋麓，据蔫释予筑发芽率；魏琵避沉隶 植物的生长，增强细胞抗氧化酶s o d 、c a t 活性，增强沉水植物对胁迫环境的耐受 能力，壳聚糖的适宜浓殿因沉水植物所属种类的不间而有差异。 6 遥囊浓度的壳聚赣麓改善檀物光合作用系绞，藏两提离其瓣胁追琢嘲臻瓣受麓力， 降低貉遥环瓣可筏产生鹣攒磐程度。沉承梭镪所属秘类，晓表面积怒凌定壳聚耱邋寰浓度 的重要因索。 关键漏：淡柬棱镌；壳聚糖；恢复；溯滂 e x p l o r a t i o nr e s e a r c ht ot h em e c h a n i s mo fs u b m e r g e dp l a n te c o l o g yr e s t o r e s a u t h o r ：w a n gx i n g - m i n m a j o r ：p l a n tn u t r i t i o n a d v i s o r ：p r o f e s s o rl i uj i a n l i n g a b s t r a c t i nt h ep a s tf e wy e a r s ，t h ei n t e n s i v eh u m a na c t i v i t i e sh a v e g r e a t l ye f f e c t so nt h e d e g r a d a t i o no fl a k e s ，t h ed e t e r i o r a t i o no fw a t e rq u a l i t ya n dt h el a c ko fm u l t i r e q u i r e d f u n c t i o n s t h ec o u p l i n go fs o u r c ec o n t r o l i n ga n de c o l o g i c a lr e s t o r a t i o ni san e wi d e ai nt h e c u r r e n tr e s e a r c ho nt h ec o n t r o lo fl a k ep o l l u t i o n 。t h er e s e a r c ho fr e s t o r a t i o na n d m a i n t e n a n c eo fa q u a t i cv e g e t 越i o ni np o l l u t e dl a k ei st h ek e yi s s u ea l lo v e rt h ew o r l d t h e r e s t o r a t i o no fl a k ea q u a t i cv e g e t a t i o ni sa l s or e g a r d e da sak e ys e g m e n tf o re c o l o g y r e s t o r a t i o n t h er e s e a r c h e so nr e s t o r e dm e c h a n i s ma n dt h ea p p l i c a t i o no fe n g i n e e r t e c h n i q u e sw e r ed e v e l o p e di nc h i n a 。c o n s e q u e n t l y , a st h er e s e a r c hp r o g r a n l eo f t h en i n t h f i v e y e a rp l a n “，”t h et e n t hf i v e y e a rp l a n ”a n d2 0 1 0p r o g r a mv c e r ed i r e c t e dt od e a lw i t ht h e p o l l u t i o no ft a i h ul a k e m o r e o v e r , t h e 9 7 3 ”p r o g r a m ea n d15 “1k e ys c i e n t i f i ca n d t e c h n i c a ls p e c i a lp r o j e c tw e r eb o o s t i n gf o rt h et a i h ul a k ep r o j e c t t h i ss t u d yw a sb a s e do nt h es u b - p r o j e c t “m e c h a n i s mo fd e g e n e r a t e sa n dr e s t o r e so f t h ea q u a t i cv e g e t a t i o n ( 2 0 0 2 c b 4 1 2 3 0 7 ) ”o ft h e ”9 7 3 ”p r o j o c t - ”r e s e a r c ho fl a k e e u t r o p h i c a t i o np r o c e s sa n db l u e g r e e na l g ae r u p t i o n m e c h a n i s m ”t h i s p a p e r s u m m a r i z e dt h er e s t o r e dg a m e sf o rd e g e n e r a t e dl a k ee c o s y s t e mi nc h i n aa n di l l u s t r a t e dt h e s t a t u s ，f i m c t i o i l s ，i m p a c tf a c t o r s ，a n dn e c e s s i t yo f l a k ea q u a t i cv e g e t a t i o n + a c c o r d i n gt ot h e i n v e s t i g a t i o no nt h el o c a ls i t u a t i o no fa q u a t i cv e g e t a t i o ni nl i t t o r a lr e g i o n so fo o n 吐u l a k ea n dm e i l i a n gb a yo ft h ew u x it a i h ul a k e ，t h es p e c i e so fa q u a t i cv e g e t a t i o n ， c o m m u n i t yf o r m sa n db i o m a s sw e r ea c q u i r e d t h e nac o n t r a s to fv e g e t a t i o nd i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i cb e t w e e nt h et w ol i t t o r a lr e ：g i o n sw a sa n a l y z e dw h i c hi n d u c e dt ot h ea n a l y s i s o fi m p a c tf a c t o r s i nt h et r e a t m e n t sd e s i g n e da sv a r y i n gd e g r e eo x i d a t i o ni n t i m i d a t e ，t h e h e a v ym e t a lc a d m i u ma n dt h ea m m o n i an i t r o g e ns i n g l ea n dc o m p o u n dp o i s o n s ，t h ec o d s e w a g ec u l t i v a t e ，t h ep l a n tg r o w t ho p s o n i n ( c h i t o s a n ) p r o c e s s e s ，t h ee f f e c to f t h ei n t i m i d a t e e n v i r o n m e n t0 nt h e s u b m e r g e dp l a n tg r o 啾ha n d t h ep h y s i o l o g i c a lb i o c h e m i s t r y c h a r a c t e r i s t i cw a sa n a l y z e d t h ee f f e c t i v em e t h o dt oi m p r o v et h er e s i s ta d v e r s i t yo f s u b m e r g e dm a c r o p h y t ew a sd i s c u s s e d t h er e s u l t sw i l lg i v eas u g g e s t i o nt ot h er e s t o r a t i o n o ft h es u b m e r g e dm a c r o p h y t e ，t h ee f f i c i e n c ya n dr e c o n s t r u c t i o ni nl a k ee c o s y s t e m tt h e d i s s e r t a t i o nr e s e a r c hc o n c l u s i o ni sa sf o l l o w s ： 1 m e i l i a n gb a yt ob ec o n t r a s t e dw i t hg o n g h ul a k e ，t h ew a t e rq u a l i t yp o l l u t i o ni s s e r i o u s l y , t h es o r to fw a t e rp l a n ti sl i t t l e ，t h ec o v e rd e g r e ei sl o w , b i o m a s si sl i t t l e ，t h e m a r k e d d i v e r g e n c e i n t r a n s p a r e n c y 、t n 、t p 、a n d c o d m n sc o n c e n 行a t i o n o f t h e t w o l a k e s i st h es i g n i f i c a n te f f e c te l e m e n tt h a tc a u s e sd i s t r i b u t i o n d i v e r g e n c eo fs u b m e r g e d m a c m p h y t e 2 t h es u i t a b l eo x i d a t i v es t t e s sc a l lr e d u c et h ec o n t e n to fm d a ，s t r e n g t h e na c t i v i t yo f a n t i o x i d a t a s e ( s o d 、c a t ) ，t h u si m p r o v ec o l dt o l e r a n c eo f h y d r i l l av e r t i c i l l a t a 。 3 u n d e rt h es t r e s so fa m m o m an i t r o g e na n dc a d m i u m ，m y r i o p h y l l u ms p i c a t u m e x p r e s s so u tt h ep o w e r f n i e rt o l e r a n c ec a p a b i l i t yt h a nh y a r i l l av e r t i c i l l a t a ，e s p e c i a l l yt h e a n m m n i an i t r o g e n c o m p m m dp o i s o n so fc a d m i u ma n d8 辅蛐o n i 8n i t r o g e n c o m ci n t o j o i n t l yh a t a n i n g t oh y d r i l l av e r t i c i l l a t a 4 。u n d e rt h es t r e s so fc a d m i u m ，c h l o r o p h y l ls y n t h e s i z e so fh y d r i l l av e r t i c i l l a t a o b v i o u s l yd r o p ，a n t i o x i d a t a s e ( s o d 、p o d ) h a v eat e n d e n c yt h a tb r i e f l yt oa s c e n d ，t h e n d r o p so n eb y o n e 。 5 c h i t o s a nc a nc u td o w nt h eg e r m i n a t e i n gc y c l eo f s e e d ，l i f tt h eg e r m i n a t i o nr a t eo f s e e d ，a c c e l e r a t et h eg r o w t ho f s u b m e r g e dm a c r o p h y t e ，s 拄e n g t h e n8 c 虹v i t yo f a n t i o x i d a t a s e ， h e i g h t e nt h et o l e r a n c ec a p a b i l i t yt ot h ei n t i m i d a t ee n v k o i l _ m e n t ，t h ef i tc o n c e n t r a t i o no f c h i t o s a ni sa f f i l i a t e dw i t hs o r to fs u b m e r g e dm a c r o p h y t e 6 。c h i t o s a nc a ni m p r o v et h ep h o t o s y n t h e s i ss y s t e mo fp l a n t ，h e i g h t e nt h et o l e r a n c e c a p a b i l i t yt ot h ei n t i m i d a t ee n v i r o n m e n t ，a l l e v i a t et h ee x t e n to fd a m a g e t h a tt h ei n t i m i d a t e e n v i r o n m e n tp r o b a b l yp r o d u c e 。t h es i g n i f i c a n te l e m e n t o f d e t e r m i n i n g t h ef i t c o n c e n t r a t i o no f c h i t o s a ni st h es o r ta n dt h es u r f a c ea r e ao f s u b m e r g e dm a c r o p h y t e k e y w o r d s ：s u b m e r g e dm a c r o p h y t e ；c h i t o s a n ；r e s t o r a t i o n ；l a k e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。掘我所知，除了文中特别盘h 以标注和致谢的地方外，论文中不包食其 氇久经发寝或撰写过静辑究残莱，纛不包含爻获褥鎏堑壅燕盘蓥或冀稳 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已谯论文中作了明确的说明并袭示谢意。 学位论文作者签名：王1 彳、氏签字同期：五7 善年g 月7 嗣 学位论文版权使焉授权书 本学位论文作者完全了解塑i 然些盘堂肖关保蟹、使用学位论文的规 定，夺权缣髫并寇嚣家畜关罄门葳瓿褥送交论文豹簸鄄臀帮磁蠹，允诲论文簸露 阅和借阅。本人授权盈韭蹙些盘茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行枪索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密浆学位论文褒鳃蜜蜃适霜零授权警) h 高 学位论文作者签名： 上嗜、心 导师簸名：苫、炒 签字鑫期：多形年多月7 ；丑签字疆麓：如8 6 年胃夕两 学位论文 肇赣毕韭垂去淘 工作单位： 逶谖遗城； 电话： 邮编： 沉水植物生淼恢复机理的探索研究 l 。1 研究背景 l 引言 我国魁一个多湖泊国家，江河、湖泊众多，大小水体星罗棋布，大于l k m 2 的天然湖泊有2 3 0 0 个，湖泊面积为7 0 9 8 8 k m 2 ，约占全国陆地总面积的o 8 ，我国湖泊和水库的总贮水鬣迷7 0 7 7 1 0 8 m 3 是媳下求可开采量瓣2 2 倍，占我溺城镇饮用农承源鲍5 0 以上，是我匡最耄要躲淡隶 资源之一，对幸会襄经济豹发震起到了不可估量的 乍嗣眠湖泊也是旅游裁毙、影视拍摄的驻地， 具有调节洪水、拓展航运、提供水产品等多种功能口】。 随着我国工农业的迅遗发展和城市化谶程的加快，工业废水和生活污水摊放量日盏增加，湖 泊流域开发瀵凌细蠡4 ，绘漤滚垮壤造成了不庭影镳，对湖泊生态系统造成了摄大的净鸯，滋内拳 生植物群藩受鳓程大豹破舔，求生植物数辍减少，群落结构趋于单一纯，潮浓生态系统懋物多样 性下降，生态系统变得脆弱和不稳定，给湖医的人民生产和生活造成了暾大损失。在湖泊环境问 题中，寓营养化是一个最为突出的问题。湖泊富营养化是攒湖泊等水体接纳过最的氮、磷等营葬 凌矮，镬藻类及其它拳生生甥异零繁建，零髂透朝度秘港解戴变纯，造娥滏演承囊器筑，糖速潮 泊老化，从而使湖泊生态系统和水功能受鲻阻碍和破坏。严重的甚至发生“水华”，泠承资源的 利用，如饮用水、工农业供水、水产养殖、旅游以及水上运输等带来巨大损失【3 4 】。 面临严黧盼滟泊水污染状提，“九五”期间，国家确立了水污染防治驻点抓三河( 淮河、辽 淫、海海) 、三滚( 太湖、滚、涟、巢潮) 麴“3 3 2 1 l ”工稷。国务陵撤漆了太滚承嚣染防治“丸 五”计划、“十五”计划和2 0 1 0 年规划。井于1 9 9 8 年底联合流域内二省一市实行了太湖流域污 染源达标排放行动，简称“零点”行动。“十五”计划太湖治理目标为，“太湖水质有所改善， 五里湖、梅粱潮水质明显改蓥，全部集中式承源地水厦这l l l 类标准”。水霹j 龄t - - 2 0 0 1 年1 2 嚣正 式懿复了g 江济太调求试验工程实麓方鬃。在落宴“零点行动”嚣，淘务院驻定懿2 0 0 0 年 实现太湖的水要变清的目标并未实现，监测结果与1 9 9 8 雄同期相比，流域水质没有明姓好转， 污染程度反而有所增加( 成新等，2 0 0 1 ) 。“引江济太”工程也仅是治理太湖的辅助工穰，治理 湖泊生态系统遥诧必须治本。鉴于瑟，国家科技部立了“9 7 3 ”项露：“潮泊富藿券饯避穗与蓝 藻承华瀑发辊理研究”和“十五”重大辩技专项“太湖农污染控制与承体修复技术及王襁示范” ( “8 6 3 ”太湖生态修复项目) ，大力开展退化湖泊生态系统恢复机理研究和工程技术戚埔研究。 本论文以“9 7 3 ”项目“湖泊富营养化过程与蓝藻7 k 肇爆发机理研究”子课题“水生植被退 纯与滚复静极理( 2 0 0 2 c b 4 1 2 3 0 7 ) ”为依援，鏊在逶过不瓣程度的氧亿黪避、重金属锈奄氨态氨 单一藕复合毒害、c o d 污承培养、植耪擞长调节素( 壳浆糖) 处理，搽讨胁迫环境对流水植物 生长及生理嫩化特性的影响，提商水生植物对逆境抗性的有效措施：探寻自加快沉水植物育苗周 期、促进沉水植物生长、撼高沉水植物抗冷力、增强沉水槭物抗污能力的肖效途径，为急待进行 承生植被缀复魏潞涫提镶彼撰霸建议，霆簿筑求援懿翦骖笈与重建。 滔乾袈控大学磷圭学位( 毕监) 论文 1 1 1 退化湖泊嫩态系统的恢复措施 近年来，由予不合理的渔业方式，不适当的农田水利和渔业环境建设以及经营管理方面的诸 多问题，菠诲多潮泊的自然资源遭受严重破蜒= ，生态蓦统翦续拣鄹功能爨理严薹遴髭。濑滚生态 系统遭受退化后，蘑建己愤害或退化的生态繇统，谖簸湖泊生杰系统的觑性循环和功能过程称为 退化湖泊生态系统的恢复。依据湖泊生态系统退住的稷度及湖泊所处的社会经济岛环境条件，退 纯湖泊虫恋系统静恢复通常由三种对策： 1 ) 恢复，将退化生态系统从远离初始状态的方向推移回到初始状态 2 ) 鬟建，将生态系绞麓褒有状态避嚣改善，其缀暴是灞翔入类掰麓鋈静“入造”特点，搜 生态系统进一步斌离它的初始状态 3 渡建，是将恢复积霪建接藏富柱绩含越来，馊嚣恶位状态褥爨敬善。 我国湖泊生态系统韵恢复应采墩湖外环境建设与湖内环境治理相结台、重建与利用相结合、 上程建设与行政蛰理相结合、理化技术与工程楣结合的原则，多种按术与措麓著举进行系绞整治。 国内外许多湖泊的治理经骏表明，单纯依靠潮区以外的工程措施无法在艇期内实现湖泊水腰的明 鼹好转，借助于生态_ 程措施，在湖泊内重建水生植被，强化湖泊的自我净化机制，可以鼹著地 键进灞滴承霞好转，缩氯治理周精，键遗溺泊生态系统的恢复。 1 t 2 术是植物妁应用凝在潮漩生态系绫孛的穆月 水生植被是生长在水域环境中的檀被类趔，有水生植物所组成。水生植物植株的一部分或全 甍i 沉投亳承中生滔，碱承体或隶熹淤混中疆投营养物璇，在隶中或东上遗行光台伟用、呼吸作_ | l 。 根据形态特征和生态习性的不同，水生植物的生活性可分为沉水、挺水、浮叶、漂浮四个擞型。 退他生态系绫中熬檀渡恢复楚浚复生态学磅褒瓣簧要工 筝，足乎掰有拘鑫然生态系绫翡恢 复，总魁以植被为前提的。退化湖泊生态系统中水生槭被的恢复和重建魁退化生态系统恢复和重 建艘重要一步。 随着湖泊富营养化的加剧，水嫩植被特别是沉永植被的袭瑕是世界范围内的普遍现象，水体 污染及水生植被的消失，湖泊生态系统的结构和功熊发生明显的退化，如藻类恶性增长，水华频 繁发生，东生生翻多样毪下降，承质降低，这不受l 钦翔承和渣救用承标准，辩入炎身体褪撩构成 严重威胁，也不利于湖泊正常功能的发挥。水生大型植物不仅是水体生态系统的初级生产者之一， 对维持淡永生态系统敬结构帮功戆瞧畜至关薰要兹终翔。承生棱装静後簸、采璧杰系统褥戮改善 后，不但可以降低水处理成本，供缩无毒饮用水，还w 适度利j j 水生植物资源，缩台合理的水域 礁憩区划秘水产癸骥监的缝槐优纯聚发裹效筑矮洼业，缍接或捷裹瀑治麴经济效箍，著巍实理生 态系统物质和能擞的输出，延缓湖泊沼泽他的进程。嗣前水生植物的恢复已作为退化湖泊啦态系 统恢复驰种重要的生卷调控措施秘走源污染受靖驰按制手段之一。 水擞植物是湖泊生态系统中的初级生产者，熊利朋太阳能和化学能，将简单的无机物合成复 杂的有机物，具有显著的环境生态功能和初级生产功能，是湖泊生态系统结构和功能的重骚的组 成部分。发达的永生檀秘憝湖泊蠢秣生态的必需组成部分，在闾等条佟下，求生植被发育赶好韵 湖泊可以忍受比较高的外源污染负荷，保持较低的营弊水平和较好的水质，并能抵制蓝藻水华， 沉承植物奎态绫复税理豹探索研究 水生槌物在湖泊生态系统中的作用具体如下： 1 ) 营养薤耱啜牧净纯功糖 水生植物的生长可将水中各种溶解性、悬浮性和沉积性的营养物质固定在水生植物体内。还 毒缢跌藏淀孛吸收鑫穆黎葬秘矮，降 螽燕淀孛营葬镌矮熬台鬟；特囊楚浣本棱物主要瓢底嚣孛啜 收营养盐，也从水体中吸收营养盐，而底泥中营养赫比水溶性营养盐黼几个数爨级，沉水植物在 营养竞争上较浮游藻类鼹舂谯势，磐且其生长周期较长，对水囊起蓑持续的净纯痒雳；燕癸，逐 能吸收和积累巢些重金属元素。鬻养物质随着水生植物的收割而被移出湖外，大大降低了湖水的 营养程度”j 。 2 ) 抑制藏炎功能 不同生活猁的水生大型植物都对浮游植物产生明显的抑制作用，并影响其群落结构f 1 。水生横 耪与藻类之闼在光麓，n 、p 等蘩葬物爨款采锌空润方嚣魏耱闻竞争楚 餮激烈的。承妻植物的邋 层能截取大部分的太阳能，对其冠层下的浮游藻类产生强烈的光抑制效应；水生植物能有效地降 低濑承中的t p 、n h + 、k 锈、p 镄。含量，对浮游藻类瓣生长簌营粪上起裂黢裂缝髂建。犀酵， 在种间竞争的黟响下，水生植物谯环境胁迫的选择服力下产生并释放某些化感物质，起到生化抑 割作蹦，抑制浮游藻类的生长，提赢水体遴明度。 3 ) 为永生动物提傲特殊生态环境 湖泊中的水生植物舆有创造环境多样性、保护生物多样憷的生态功能。沉朱植物与螺类互惠 共生：裁者为螺类旋镶了附着基矮静牺浙，并育苯j 予逃避播食；君者为前者渣除疆物体表面覆盏 的附赣物质。圈外有些实验也袋明。某些大型无脊椎动物的种类、数蠛伴随着水生植物的减少两 藏多。承摹本鸯又是求生魂豹熬镧辩，避一步增魏了永生生态系统食耪链汝发弱复杂搜，簌弱形 成稳定、平衡的生态系统。 4 ) 健淤防蚀、净化承质功能 在湖泊尤其是浅水湖泊中，底层淤混翁受风浪、水流、翅类和机幼船等的搅动而上浮增加 水中的悬浮颗粮，降低湖水的透明度。沉水植物的地上部分可以固持底渥，沉水植物技n f 的覆盏 可戳抑箭风溃、阻滞求流、促进沉降和降低荐悬浮，减少潮泊的内污潦负荷。太湖东太瀚农生穗 物的假淤效应与磷的沉积研究表明水生植物并非淤积物的主要来源。但生物有机物质9 i 起的淤 积辏琬橙效庭使褥全溜淤积深度增鸯疆了0 2 0 m ，苦总淤积深瘫弱2 0 湛。表菇浚赣勃中整镌毒枫 物质禽量3 7 7 ，疏松效应占淤积深度的6 4 1 “。同时，沉水植物共嶷有利于有机物质矿化分解 翦缨魏耱爨，援遂滏农孛有撬魏震熬势簿；滚隶撬狻攫系其程澄氧功黪，增热溺港瘫嚣袭层溶氧+ 遏制磷素的释放。 1 2 国内外研究现状 阐外在利用生物处理技术对湖泊进行练合治理方面起步较早，六十年代s h a p i r o 等就提山了 生物操纵蛇概念并试图避过改变食物网缝梅来控制水体初级生产力。七十年代以来，些发达隧 家遇诫若干种高产承生维管柬植物的生物学特性研究了求生维管柬辩污染物豹吸收、积累、分解、 净化作用。我围在这方丽的研究工作虽然起步较晚，但近年来有关某些水生植物去除水体中n 、 河袭表妲大学硕士学位( 毕韭) 论文 p 等污染物质方面的研究也取得一定的成果【6 1 。 国悫补有关求生植物鳃研究众多，结栗表谚：承垒植物静生长受承溢、光照条伴、p h 值、 水中营养盐含量、臌质条件、水位水流等多种环境因子的影响，随着湖泊寓营养化的发展，水体 遴甓度大大下降，承中营葬簸鸯藿过巍，鼠悉严重李率裁了浣拳撬耪熊生长；塞营养纯鹣菱蕊，一 方面使得沉水植物的生长过程受阻，舄一方面，使沉水植物向着耐污，单一方向发展，从而导致 湖泊沉水缀物的退化【6 1 。 1 ) 水温 水温的变化是内季节性的光照变化而引起的，水溢对水生植物的影响主要丧现在对水生植物 漪悫合作翔帮殍嘏传麓豹影响上。流水植物在一定酌温度耐受藏圈内，永溺越高，叶绿素含量越 多，生产力越高，枝条变嵌，数量也增多。不同的沉水槌物对水温有不同的适应能力，但总的来 淡，沉承壤秘对 氛懑有较辩麴逶建瞧，最适畿燕长浆滋凄蓬嚣鸯1 5 - 3 0 4 c ，当承溢超过3 0 c 瓣， 多数沉水精物难以生长。由于在一定的温度范围内( 4 c t 9 ) ，能在水质较为恶劣的碱性湖区生长。在渊泊沉水植物的恢复中， 选择恢复的先锋物种时，也要适当地考虑物种她耐p 德能力。 4 ) 永中营养簸含量 沉水植物可以通过叶片从水体中吸收营养物质，如沉水植物可以从水体中吸收c a 2 + 、k + ，沉 承撞物静较魏献求中踱援n & + 、c t 、s o ? 等，强嚣承髂楚灞承襁物生长搿嚣麓营养盐豹主簧来源 之一。目前国内外大多数湖泊都面临着富营养化，湖水中的n 、p 营养魏浓度都根商。湖泊富营 嚣缘经潮瘩苇镬寇涎中熬氮磷食量急测圭势+ 荛浓度露襄 l 捧为餐葵元素黢萋健遂滋本援携囊长， 随营养水平增加它们逐渐引起植物过摄生长，燎终引起沉水植物消逝“i 。已有的研究进展簌明： 蜜营蓁水馋中植物蹇集营势引起其碳承靶台物痒存下降，根系受至4 还蹶物质毒害，潭游檀掳和醛 4 沉农植物生态恢复飘壤静探索研究 生植物对沉水植物在光、无机碳竞争优势以及可熊的化感抑制作用，都是沉水植物衰亡的原因 1 1 2 , 3 。 5 ) 底质条件 疯矮是沉拳攘锈壤系鲢固骜纛，又廷溪求援翡生长所需矿痿元素鹣主要来添，它蘧l 鬟= 营养耨 和底泥化学成分的变化而使水生植物的生长速率受捌显著的影响。当底质作为沉水植物椴系固着 点畦，其对沉求槛物生长熬影嚏主要是其物理性凄，不同的疯质结构，与不圈秘类淡水壤锈囊巍 穿透底质的深度和能力密切相关；沙质或粗糙结构的底质被认为是沉水植物生长的贫营券底质； 丽淤溅底质有利于沉水撼物的扎根生长和簸殖，又寓含丰富的营养物质，被认为是沉承撼物生 豹适宜底质条俘。底璜x 是沉永槭物的重嚣的营养靛来源。由于无机磷易沉淀，上覆承中磷浓度 较低，所以沉水植物生长所需的磷是根直按从底泥中吸收的。c a r i g n a n 认为，沉水植物生长的磷 畜5 0 楚遥过掇扶底淀中蔽牧翡。逐年来豹辑究表鹱，生长予涎流、较贫瘩及襁糙结构上麓沉承 植物，可从底泥中吸收7 0 所需的磷，沉水植物还町从底泥中吸收n 索，吸收率与n 在底泥及 承体中鹃浓度成毙铡。姥矫，赢鹱还是滚永壤兹生妖爨震鳃f e 、m n 及强囊元素瓣圭要营葵采源。 6 ) 水位水流 求生植物宽金暴露于空气中的时间不能超过3 0 天，即低水位持续时间不能超过3 0 天。水生 植物一般生长谯水流缓幔的区域，研究河流中的永生植物时发现：当水流小于1 0 c m s 时，承生 植物生长宽幅能达到1 0 5 0 e m ，当大于1 0 c m s 时，仅能2 1 0 c m ，而且以挺水植物为主。另外，水 位豹蕊低直接影晌承体逸朝度帮承下静光撩强度，避两影响流东植物瓣生长l 。 总的来说，光照条件和水温决定着水生植物的生态学特镊和分布范围，影响着其种类组成和 生产力裹低，楚承生攘豹尤其是滚水撞拐生产力戆鬟要隈割瘸予。 水生植物修复的机嫒也有众多研究，水生植物的修复，魁指湖泊原有已被破坏的植物的重新 恢复；捆关的研究( 武汉畚潮水生植被豹恢复试验醭究【i ”、澳池求生楗被谈复规划臻究1 1 ”等) 说 明了水生植物的修复是可行的，同时也证明了水生横物修复的复杂性辩j 艰巨性。在进行水生植物 的修复时除了考虑以上各因子改镄其生存环境，还可通过一些途径改罄其内在生理生化姆性提 高永生植物对逆境的抗褴，提高永生植鹈恢复的效率和效果。 我国林久生1 1 6 1 在胁迫环境对小麦叶片抗氧化酶类的影响中指出，活性氧( 如0 2 一、h 2 0 2 和- o h 等) 楚疆穆毒摹肉麓正鬻健辩产镄，在耪追蘩待下，滔注戴靛禽囊舞蔫孤磊箴为氧往赫遣，霹辩植 物也借助可以清除活性氧的各种抗氧化酶( 如s o d 、p o x 、c a t 等) 来保护细胞抵御活陛氧的 玫鑫，季枣喜l 貘l 过氧毒乏( m o r a n 等1 9 9 4 ) 。对活性袋匏滚除# 力是决定攘穆黠避壤抗牲的关整鑫 素之一( f 0 y e 等1 9 9 4 a ，s m i m o f f1 9 9 8 ) 。而适宜的氯化胁迫条件能提商植物体内各种抗氯化酶的 活性，进而挺赢植物对逆境的抗性，氧化胁追实验就是通过不回浓度 2 q 的胁追环境对沉求檀 物抗裁化酶系统的影响探寻能提商对逆境抗性的适寂的胁迫浓度。 搬报道，党聚耱通过活化植物细胞，对檀物产生刺激，g i 发基因活化t 形成真菌抗体，使植 物其智广谱静抗菡活性，还可程避种子发棼、增强撬物辗系潘力、 筝物生长笈甯和抵抗梭物病害 能力、最终提商产量m 一1 ”。近几年，有关巍聚糖在农业上的应用研究始有报道，但有关囊聚糖对 檀秘生理漂瞧酶影响滏缺乏系统辚究。慧之，壳聚翡能璃节农 擎麴生长，并搓糍 乍豹抗癌能力量 得到确认，但有关壳聚糖对沉水植物生长的影响及利用其在湖泊生态恢复方面的研究撒道很少。 淫农娩大学磺士学位( 每鲎) 论文 1 3 论文的研究目的和意义 我国湖泊富营棼化问题严重，水华爆发，水生植被遇化甚至消失，亟待恢复。目前宦营游他 湖泊洽莲的愚路琵箍源及生态修复，生态修笺的关键是水生植物，特别是沉永植物韵构建。蟊前 我国有关水生植物，特别是沉水植物退化与恢氧的机理研究还在探索过程中。因此，沉水植物生 悫恢复裁溪豹探索被捌入本论交迸露繇究。 本论文针对我阐湖泊富营养化的严重问题，借鉴目前对其治理的思路，在前人对相关领域研 究躬基础上，迸孬滚承植物生态恢复撬理的搽索研究，遥过癸掇骆涟巧凌秘棱物生长调v 彗素辩淡 水植物生长的影响殿作用机理，探寻沉水植被修复的理论依据和有效途径，为急待进行水生植被 恢复的湖泊提供依据和建议。 1 4 本论文的研究思路 在研究生阶段，主要研究内容如下： 文献资挚肆酶援象、箍理、分轿，结台实验誊条件，确定试验斑容、试验方案，论证试验鹩可行 性后，开展试验避行试验分析。 2 。对无镌太滋嚣鬟要濒湾潮滨带沿露浅隶区永生稳蔽骥获进行褫查，努橱求生掇被匏势枣褥征、 影响因素及其生物爨与水质的响应关系，对比两湖湾的莲异并进行影响因索分析。 3 。透过胁造环境黝壤葬，圭簧是氧健黪遣对泼农植物挠冷力螅影睦、氨态氮与锈攀一襄复合箨援 对沉水植物光台速率的影响、氨态氮与镉单和复合作用对沉水植物叶绿索含量及抗氧化酶类的 影响，分 斤总结胁迫环境对沉水植物生长的影响及作用机理。 4 + 透过植物生长调节素( 壳聚耱) 处理，主螫是壳聚糖对沉水植物种子游发的影响、污水与非污 水条什下巍聚糖对沉水植物生长的影响、胁迫与非胁迫条件下宽聚糖对沉水植物光台速率的影 响，分橙慧结壳聚糖对沅承檀殇生羲鹣影响及终蠲辊缓。 6 蕊承穰物生态像复梳理蘸探索耐究 技术路线框架图 资褥豹搜集、整璐、分橱 设计沉承植物生态修复的探索研究试验方案 野外实地调查i1 胁地环境的蛾养il 壳聚糖的应用 嚣 潮 水 生 植 被 分 布 特 征 调 查 分 析 了解不同湖滔农 生植被分稚现 状、存在的麓异 及冀彩昀因嚣 分耩魏追臻境对 沉水植物嗽长的 影响及作用机理 分析壳聚糖对沉水植物生长的影响及作用机理 探讨提高水生植物对逆境抗性的有效措撩；探寻沉水植被修复的理论依 据释有效途衽，曳急 蛩遘孬承受援按俊笈的潮滚擒供簌摇荠翼建谈。 7 胁遗与非胁追条件下轰聚糖对瀛承植物光台速率瓣影响 污求与非污承条件下壳聚糖_蚜沉水植魏生长的影响 壳聚糖对沉求援物种子萌发的影响 氨态蕤与镉胁遣对沉水檀物叶绿素含量及挠氧化酶类的影 氨态氮与镉胁这对沉求棱物光合速率的影 氧证胁迫对沉水植鸯抗冷力戆影响 两澳隶生植物生物量与农质的酶应关系两湖隶生植被分布差异懿影响医素分析 。一 姿查婪望生超堡墨垫望墼堡整堑塞 2 材料与方法 2 1 太湖两重要湖湾湖滨带沿岸浅水区水生植被现状调奄及影响因索 1 ) 采栉时间、布点及方法 采样时间：2 0 0 4 年9 月2 2 日9 月3 0 日 水草栗槊：开口面积为o 2 x o 2 5 ( m 2 ) 的水革夹，采粥多次髓机小样方法 表1 各样煮位熏分布( g p s 垒球宽位系统) ! ! 坐! ! ! ! 苎堂堕! ! 婴! 嚏! 照 辩 湖梅粱漓 圈1 各样点分布圉 f j gll o e 删o ne f s s m p l i n gs i t e s 2 ) 撬势发诗莫 根据袋种植物的额度和生物量确定冀谯湖泊或菜特定群落中的优辨度。优势发( d v ) = 【( 相 对频度心f ) + 相对生物量) 胆】1 0 0 t 2 0 1 。 o 河托农注丈学磺士学位( 毕韭) 论文 3 ) 测定指标 求瘦：慧氢；采用过虢酸钾氧纯，紫井分光先度法；总磷；采用过硫酸钾消解，铝锑抗眈色 法；溶解性正磷酸敲：采用0 a 5 u m 滤膜抽滤，铝锑抗比色法；化学需氧撼：采用商锰酸盐指数 酸睦法 l 跨绿素a ：采羯委潮提取，紫辨势巍必凌法；溶解氧及漱度：t o a 电子有鞭公霹d o - 11 p 型便携式溶氧仪( 带温度探头) ：p h 值：e - 2 0 1 c - 9 型玻璃电极p h 计；透明度：塞氏盘 疯滋：惑氮：h 2 s 0 4 一c 撼铙一s e 辚诧法；慧磷：s m t 方法；有辍囊：燕铬瑗舞法 2 2 胁迫环境对沉水榱物生长的影畹及佟用枫理 2 2 1 氧化胁迫辫沉水植物黑藻抗冷力的影响 i ) 材料 魏索挎由渡涟疆静滋永潼势辩生罴藻。 2 ) 氧化胁迫预处理 该处理a ；奁冷胁造处理翦的1 2h ，努剐稿爨浓发( o 。0 6 m m o l l ) 、孛浓度( 0 。6 0m m o l l ) 和高浓度( 1 0 0m m o l l ) 的h 2 0 2 浸泡预处理黑藻，于黑暗中放置4h ，然后洗玉h 2 0 2 ，让黑藻 在黑暗中恢复生长8h ；预处理b ：网上，但予黑暗中放置6h ，然后淡去h 2 0 2 ，谴黑藻在黑噻 中诙复生长6h ：顽处理c ：同上，但于黑暗中放置1 2h ，不进行恢复生陡。 以蒸馏水浸泡的黑藻为对照，同样置于黑暗下生长 各处理均设3 个重复。 耨鞋上所有巢藻置于光糖眈为1 2 ：1 2 ，光照强度为2 0 0 0 l x 温度傈持50 c 盼辖养箱中冷胁垃 处理2d ，取出置搬外条件下( 温度为2 5 。c ) 恢复生长，在恢复生长3d 后统计黧藻的成活率并 对鬟藻遗褥各瑷生诧揍标测定。 3 ) 丽二二醛( m d a ) 含婕的铡寇 采鲻h e a t h 等躲酸代譬 e 妥酸( t b a ) 沈题法1 2 1 j 。 4 ) 氧化物歧化酶s o d 活性、