沉水植物苦草對(duì)水環(huán)境中磷的影響.pdf

1、水體富營(yíng)養(yǎng)化是目前地球面臨的巨大挑戰(zhàn)，而氮、磷元素的增加是導(dǎo)致其主要原因;大量研究表明磷是水體的營(yíng)養(yǎng)限制元素，含量較少，而內(nèi)源性磷是如今富營(yíng)養(yǎng)污染治理的難點(diǎn)，因此沉積物中的“內(nèi)源性磷”成為近年來的研究熱點(diǎn)。
　　 沉水植物群落廣泛存在于自然淺水湖泊中，是重要的生物類群，植株完全沉沒于水面以下，根系扎入沉積物，莖和葉片懸浮于上覆水中，并且以其自身的形態(tài)結(jié)構(gòu)、群落功能特征及代謝活動(dòng)影響對(duì)湖泊生態(tài)的平衡起著重要作用，近年來被廣泛用于富

2、營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)著其生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。苦草繁殖速度快，生長(zhǎng)迅速，根系發(fā)達(dá)，因此常被用作水體修復(fù)的研究植物，為此提出了苦草對(duì)水體磷的影響研究。
　　 本課題通過中型生態(tài)環(huán)境的模擬，旨在苦草對(duì)上覆水、間隙水、沉積物中磷的賦存和比例分配研究，為苦草在水質(zhì)修復(fù)中的應(yīng)用提供參考。主要研究結(jié)果如下:
　　 1、苦草對(duì)上覆水和間隙水中磷形態(tài)影響試驗(yàn)表明:苦草顯著降低上覆水和間隙水各形態(tài)磷濃度(P＜0.05)，種植苦草后，上覆水總磷(TP

3、)、總?cè)芙饬?DTP)、溶解無機(jī)磷(DIP)和溶解有機(jī)磷(DOP)濃度范圍分別為:0.033～0.053 mg/L、0.02～0.027mg/L、0.005～0.006 mg/L和0.014～0.022 mg/L;顆粒磷(PP)、顆粒無機(jī)磷(PIP)和顆粒有機(jī)磷(POP)濃度范圍依次為:0.011～0.026 mg/L、0.003～0.004 mg/L和0.007～0.021 mg/L。苦草組間隙水TP、TIP（總無機(jī)磷）和TOP（總有

4、機(jī)磷）均呈下降趨勢(shì)，到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，濃度分別為0.13 mg/L、0.09 mg/L和0.04 mg/L，較對(duì)照組分別下降了70.10％、72.61％和62.92％。因此，苦草能短時(shí)間內(nèi)凈化水質(zhì)，提高水體透明度，維持磷低水平濃度。
　　 2、苦草生長(zhǎng)期顯著降低沉積物含水率和燒失率(LOI)，另外TP降低量為78.79mg/kg，其中有機(jī)磷（Org-P）含量降低49.99 mg/kg，對(duì)TP降低的貢獻(xiàn)度為62.67％，而Ca-P相比

5、對(duì)照組減少2.20％，因此，苦草可能主要通過促進(jìn)Org-P的礦化向水柱和間隙水中釋放磷的方式降低沉積物TP含量，其次苦草可促進(jìn)鈣結(jié)合態(tài)磷(Ca-P)的分解;此外，苦草滿足植株生長(zhǎng)所吸收的沉積物鐵結(jié)合態(tài)磷(Fe-P)和鋁結(jié)合態(tài)磷(Al-P)分別為2.99 mg/kg和4.10 mg/kg，但苦草對(duì)閉蓄態(tài)磷(Oc-P)含量沒有顯著影響(p＞0.05)。在緩慢生長(zhǎng)階段，苦草促進(jìn)有機(jī)物的沉降以及Fe-P和Oc-P的形成，F(xiàn)e-P和Oc-P含量分

6、別增加14.82 mg/kg和101.53 mg/kg，少量促進(jìn)A1-P的形成，其含量升高7.39％。因此，苦草在不同生長(zhǎng)階段對(duì)沉積物中磷形態(tài)的轉(zhuǎn)化以及各形態(tài)磷的遷移方向具不同的影響，在快速生長(zhǎng)期苦草轉(zhuǎn)化吸收高活性磷固定到植株體內(nèi)，緩慢生長(zhǎng)階段則增強(qiáng)沉積物對(duì)磷的吸附能力，對(duì)水體中的磷向沉積物沉降表現(xiàn)出積極促進(jìn)作用。
　　 3、不同生長(zhǎng)階段苦草對(duì)不同磷濃度的吸附試驗(yàn)表明，在磷濃度空白培養(yǎng)時(shí)，幼苗期苦草向水體釋放磷，而在0.02 m

7、g/L和0.05 mg/L濃度培養(yǎng)時(shí)，0.5h內(nèi)有劇烈的吸附，速度分別為12.0μ g/L·h-1和18.7μg/L·h-1，0.1 mg/L培養(yǎng)時(shí)，0.5 h內(nèi)吸收速度較前兩組慢，但是0.5-1.5h內(nèi)劇烈吸收，速度為10.6μg/L·h-1。磷濃度0.013 mg/L可能為吸收閾值;根據(jù)吸附速率和溶氧(DO)、pH和Eh結(jié)果推測(cè):0.05-1mg/L之間存在一濃度，此濃度為高親和力和低親和力吸收的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。
　　 生長(zhǎng)期苦草吸