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本文通过室内试验和野外调查相结合,着重研究了沉水植物在水环境治理尤其是水体氮磷去除中的作用。通过实验和调查,研究了环境改变对沉水植物净化水质作用的影响,分析了太湖沉水植物的时空变化规律及其对水环境的影响,为浅水湖泊沉水植物的恢复与重建提供一定的基础资料和理论基础。主要研究结果如下:
1.沉水植物对水体氮磷具有吸收转化作用,但不同生长条件下沉水植物对水体氮磷的净化效果不同。对菹草(Potamogeton crispus L.)的研究结果表明:在3、4月份对水体氮磷有一定的吸收净化作用,但对磷的去除能力不如氮明显。湖泥基质下菹草对水体氮磷的净化效果最为明显,混合底泥次之,黄土最差。这与实验结束时菹草在三种基质下总株重分别增加了33.8、25.6和14.4倍的生长状况一致。在高氮浓度水体中菹草对铵态氮和硝态氮都有较明显的吸收,对NH4+-N的最高去除率达92.2%;低氮浓度下菹草对水体中营养盐氮的吸收主要以硝态氮为主,对铵态氮浓度变化的影响较小。菹草对正磷酸盐浓度升高均有一定的促进作用。
2.沉水植物对水质的净化受水体无机碳源的影响。对金鱼藻和伊乐藻的研究结果表明,提高水体可溶性碳(HCO3-)对金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)和伊乐藻(Elodeanuttallii)吸收水体氮磷有一定的积极作用。在富营养水体中(TN>1mg/L,TP>0.1mg/L),金鱼藻对水体氮磷的净化效果为:高HCO3>中HCO3>低HCO3-;伊乐藻则在中HCO3-下的净化效果最好。在富营养水体中,无机碳源对水体叶绿素含量增加的影响较为明显。中HCO3-浓度下,金鱼藻和伊乐藻水体中叶绿素含量最高可达58.2mg/L和34.7mg/L。
3.2007年-2009年对太湖主要水草分布区设的两个断面(DM断面和XQ断面)进行调查,结果显示:沉水植物主要分布在东南沿岸附近,中心湖区则不利于沉水植被的分布;DM断面沉水植物生物量有减少趋势,XQ断面则有增加趋势。两个断面共采集到马来眼子菜、轮叶黑藻、苦草、金鱼藻、狐尾藻、小茨藻和微齿眼子菜等7种沉水植物,以马来眼子菜为优势种。马来眼子菜平均含水率为87.19%,冬季叶绿素(a+b)浓度为2.0206mg/L,是生态修复的先锋物种。
4.2008年8月-2009年12月对东太湖沉水植物和水质的调查和分析表明,东太湖水体总氮总磷浓度已分别达重富营养程度和中-富营养程度。东太湖发现沉水植物9种,以马来眼子菜为优势种,其中东茭咀附近沉水植物生长最好,平均生物量在2000g/m2以上。典型水草区、一般水草区和少水草区水体总氮总磷含量分别为0.915 mg/L、1.375mg/L、1.570mg/L和0.0354 mg/L、0.0786 mg/L、0.1129 mg/L,叶绿素含量分别为6.52ug/L、31.65ug/L和32.91ug/L,水体氮、磷浓度均随沉水植物分布及生物量的增加而下降,说明沉水植物对东太湖水质改善有重要影响。