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本文通过对人工湿地环境下植物的生理生态研究,探讨薏米,蜘蛛兰,文殊兰适应湿地环境的机理,为设置合理的生长条件维持植物的正常生长以及更好地修复和管理湿地提供理论依据。研究结果表明:
1、在人工湿地环境下,薏米,文殊兰和蜘蛛兰的净光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr),气孔导度(Gs),叶绿素含量,最大荧光(Fm)和PSII最大光化学效率(Fv/Fm)较陆地自然环境低,而胞间CO2浓度(Ci)和初始荧光(Fo)升高。其中叶绿素含量,Fo和Fv/Fm在四月份生长旺盛期差异极显著(P<0.01),Gs差异显著(P<0.05)。且三种植物的光合参数和荧光参数的变化趋势不是单一的上升或下降,不同植物其变化过程和变化幅度也不一样。
2、在人工湿地环境下,薏米、文殊兰和蜘蛛兰的地上部鲜重及形态较陆地对照植株均发生显著变化。此外,薏米、文殊兰和蜘蛛兰三种植物的多酚氧化酶活性被激活,显著高于对照,而三种植物过氧化氢酶活性显著低于对照植株,酶活性在4、5月份生长旺盛期到达最大。
3、人工湿地环境对植物的氮代谢有影响。表现为与陆地自然环境相比,在人工湿地环境下三种植物叶片谷氨酰胺合成酶的活性有所降低,暗示了人工湿地淹水环境削弱了对NH4+的同化作用。硝酸还原酶活性大小比较为:蜘蛛兰>文殊兰>薏米;植物叶片的硝态氮含量与硝酸还原酶活性有关。
4、通过比较发现,蜘蛛兰表现了较强的氮吸收能力,薏米的磷吸收能力较高于蜘蛛兰和文殊兰。蜘蛛兰氮积累量最高可达12.59g/㎡,薏米磷积累量最高可达6.07g/㎡。植物N、P积累量与浓度及生物量之间存在显著相关性。
5、薏米、文殊兰和蜘蛛兰三种植物湿地对各种污染物的去除能力均比较强,出水各水质指标均有不同程度的降低。总体而言,在4,5月份植物旺盛生长期对污染物的净化效果要高于其他时期,在此期间文殊兰湿地在氮去除方面效果较高于薏米和蜘蛛兰,而对磷的去除三种植物湿地之间没有显著差异。