沉水植物苦草(Vallisneria natans)对沉积物中磷赋存形态的影响

湖泊富营养化是世界面临的重大环境问题,磷在沉积物-水界面的循环在富营养化过程中起关键作用,因此,研究沉水植物对沉积物-水界面磷循环的作用及其机理具重要的理论和实践意义.本实验通过在水泥池中(4.0 m×7.0 m×1.5 m)种植苦草(Vallisneria natans),并采用定期更换原位上覆水的方式模拟自然状态下的水体交换,研究了沉水植物苦草从定植到生长末期沉积物中不同形态磷含量的变化,以期揭示期间苦草对沉积物中磷赋存形态的影响.结果表明,本实验条件下苦草经历了两个生长阶段,在约1个月的快速生长期内能显著降低沉积物中的总磷(TP)含量,TP含量降低了78.79 mg/kg,其中有机磷(Org-P)含量降低49.99 mg/kg,对TP降低的贡献度为62.67%,而钙结合态磷(Ca-P)比对照组减少2.20%,因此,苦草可能主要通过促进Org-P的矿化向水柱和间隙水中释放磷的方式降低沉积物中TP含量,其次苦草可促进Ca-P的分解;此外,苦草为满足植株生长,所吸收的沉积物铁结合态磷(Fe-P)和铝结合态磷(Al-P)分别为2.99和4.10 mg/kg,但苦草对沉积物中闭蓄态磷(Oc-P)含量没有显著影响.在缓慢生长阶段,苦草促进有机物的沉降以及Fe-P和Oc-P的形成,Fe-P和Oc-P含量分别增加14.82和101.53 mg/kg.苦草对Al-P的形成也略有促进作用,其含量升高7.39%.研究结果表明,苦草在不同生长阶段对沉积物中磷形态的转化以及各形态磷的迁移方向具有不同的影响.在快速生长期苦草转化吸收高活性磷,将其固定到植株体内;缓慢生长阶段则促进水体中的磷转化成沉积物中难分解态的磷,对磷的沉降表现出积极促进作用.

自然沟渠与水泥沟渠水生植物群落结构及净水效果研究

采用野外调查法,对养殖场自然沟渠与水泥沟渠的水生植物群落结构、生物量及其对水质的影响进行比较研究。结果表明:自然沟渠全年水生植物种类7科23属24种,以空心莲子草-菰群和空心莲子草-莲群为主,平均生物量为2 633.85 g/m2,真盖度>50%;水泥沟渠7科7属7种,以苦草群、金鱼藻群为主,真盖度<20%;自然沟渠生物多样性显著高于水泥沟渠。自然沟渠和水泥沟渠的TN分别为(0.97±0.32)mg/L和(1.48±0.61)mg/L,TP分别为(0.13±0.06)mg/L和(0.16±0.07)mg/L,Chl-a分别为(35.12±17.73)μg/L和(69.24±17.31)μg/L,DO分别为(3.67±2.17)mg/L和(6.12±1.95)mg/L。自然沟渠的水生植物丰富,净化水质效果显著,但溶氧显著低于水泥沟渠。从系统稳定性、构建费用、净化效果综合考虑,建议采用自然沟渠。