【摘 要】
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传统的湖泊磷循环理论认为:自然界中的磷以+5价为主导且迁移转化过程限于液相或固相,忽略了低价磷（磷的价态低于+5价,如亚磷酸盐、次亚磷酸盐、磷化氢）的存在及其在湖泊磷循环中的作用。亚磷酸盐（P,+3）是环境中广泛存在的一种低价态磷,尤其在湖泊缺氧区沉积物中检测率高。低价磷进入水生生态系统可能对湖泊生态环境系统产生潜在的影响。本文研究的内容是典型水生生物对低价磷的适应特征研究,选取太湖优势水生植物苦
【基金项目】
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江苏省优秀青年基金项目《水环境低价磷行为与效应》（编号:BK20180109）；
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传统的湖泊磷循环理论认为:自然界中的磷以+5价为主导且迁移转化过程限于液相或固相,忽略了低价磷（磷的价态低于+5价,如亚磷酸盐、次亚磷酸盐、磷化氢）的存在及其在湖泊磷循环中的作用。亚磷酸盐（P,+3）是环境中广泛存在的一种低价态磷,尤其在湖泊缺氧区沉积物中检测率高。低价磷进入水生生态系统可能对湖泊生态环境系统产生潜在的影响。本文研究的内容是典型水生生物对低价磷的适应特征研究,选取太湖优势水生植物苦草,三种藻门（蓝藻门,绿藻门,硅藻门）和沉积物微生物群落为研究对象,分别观察与测定不同亚磷酸盐与正磷酸盐浓度对水生生物生长形态和生理指标的影响。主要研究结果如下:1.利用自主设计的试验装置,设计亚磷酸盐对优势水生植物苦草的暴露实验。在实验A,B和C中,处理组均对苦草叶片的伸长有显著抑制的影响（p<0.05）。B和C处理组均对苦草根系的伸长有显著抑制的影响（p<0.05）,而A处理组对根系的伸长有轻微刺激作用。亚磷酸盐对苦草叶片数与生长率的影响不大。随着亚磷酸盐暴露浓度的增加,光合色素含量总体上呈先降低再升高的趋势。根系在响应亚磷酸盐的胁迫下表现得比叶片敏感。抗氧化系统被激活,具体表现为总蛋白,SOD和MDA含量升高,用以清除体内过量的ROS。苦草通过改变自身形态与提高基于酶和非酶物质的抗氧化防御系统,抵御不良环境的胁迫,从而提高对外界环境的耐受性。2.分别研究了单独的亚磷酸盐处理及与正磷酸盐共同作用对蓝藻门（铜绿微囊藻）,绿藻门（小球藻）,硅藻门（小环藻）的低价磷生物利用性以及生理生化反应。通过对藻密度、叶绿素和细胞内磷这三个指标的分析,结果表明,0.01 mg/L,0.07mg/L和0.7mg/L的亚磷酸盐均不能作为铜绿微囊藻,小球藻和小环藻的唯一直接磷源。在存在正磷酸盐的情况下,亚磷酸盐可能存在毒性,从而抑制了藻细胞叶绿素a生成。亚磷酸盐的处理均会造成总蛋白的下降,导致活性氧物质（ROS）的产生,使SOD酶活上升,对三种藻细胞都造成了胁迫,且胁迫程度不尽相同。3.采用室内模拟沉积物在不同亚磷酸盐浓度下厌氧生长对沉积物微生物群落的影响。结果表明,亚磷酸盐提高了沉积物微生物的多样性、均匀性和丰富度,亚磷酸盐在这种情况下起协同作用。培养第30天后,微生物的多样性、均匀性和丰富度增加。亚磷酸盐的添加未能改变沉积物在门水平下主要物种的组成,但改变了其相对丰度。亚磷酸盐对古菌的丰度增加促进作用,推测对其主要起协同作用。亚磷酸盐会降低细菌的丰度。空白组CK、低浓度组0.1 mg/L、高浓度组10 mg/L三者在微生物群落之间的相关性较小。研究结果从水生植物、藻类和微生物出发,说明了亚磷酸盐对湖泊生态系统中的水生生物的影响,探讨了磷循环过程缺失这一重要环节,为探究亚磷酸盐在水生系统中磷的生物化学地球循环提供理论依据。
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