外源稀土對(duì)鳳眼蓮生長(zhǎng)及水體富營(yíng)養(yǎng)化影響研究.pdf

1、水體富營(yíng)養(yǎng)化常導(dǎo)致河流、湖泊、水庫(kù)、池塘等水域的水生生態(tài)系統(tǒng)紊亂，水生生物種類(lèi)減少，多樣性受到破壞，其危害十分嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者研究認(rèn)為水體富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生的最直接原因是水體中植物的爆發(fā)性生長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致水質(zhì)惡化，生態(tài)系統(tǒng)遭到破環(huán)。大量的氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入到江河流域中富集，引起藻類(lèi)等浮游植物以及浮萍、鳳眼蓮等水生植物的大量繁殖，使水質(zhì)惡化，引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化;然而在一定N、P存在下協(xié)同其他適當(dāng)?shù)耐庠葱曰衔锏恼{(diào)控作用下也可能導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的

2、發(fā)生。因此，水體富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程是非常復(fù)雜的。已有相關(guān)研究表明，一定濃度范圍內(nèi)的稀土離子對(duì)植物具有高效的促生長(zhǎng)作用，對(duì)包括藻類(lèi)植物在內(nèi)的水生植物也有類(lèi)似的生物效應(yīng)，因此進(jìn)入水體中的稀土可能誘發(fā)或加速水體富營(yíng)養(yǎng)化。四川是稀土大省，由于稀土大規(guī)模的開(kāi)采、冶煉與應(yīng)用，使得大量稀土從原礦區(qū)逐步轉(zhuǎn)移至其他區(qū)域環(huán)境中，其中在枯水期時(shí)長(zhǎng)江流域部分河段稀土濃度接近100 ug/L，稀土含量增量最明顯，且以輕稀土（鑭、鈰、釹、鐠）為主，其含量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出世界淡

3、水平均水平。鳳眼蓮是一類(lèi)生長(zhǎng)周期短、繁殖快的水生漂浮植物，在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富的緩流水體中能迅速增殖覆蓋于水面，引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化。本論文選取鳳眼蓮為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究稀土對(duì)鳳眼蓮生長(zhǎng)、光合作用及鈣相關(guān)生理作用的影響，以及對(duì)相應(yīng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)水體中水質(zhì)變化的影響，進(jìn)而探究因稀土元素而可能引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化的相關(guān)機(jī)制，以此為四川長(zhǎng)江流域地區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化的預(yù)防與控制提供理論依據(jù)。
　　論文主要研究結(jié)論有:
　　(1)采用單一稀土(Ce3+)和

4、混合稀土(Ce3+、La3+、Nd3+)在靜態(tài)水體中培養(yǎng)鳳眼蓮，研究其對(duì)鳳眼蓮生長(zhǎng)及光合作用的影響。結(jié)果表明適宜濃度范圍內(nèi)(0～1.2 mg/L)的單一稀土和混合稀土均能有效促進(jìn)鳳眼蓮對(duì)N、P的吸收，提高葉綠素含量和蛋白質(zhì)含量，提高碳酸酐酶和ATP酶活性，提高光能的吸收、利用和轉(zhuǎn)化效率，有利于PSⅡ向PSⅠ的轉(zhuǎn)移，提高光合作用效率，進(jìn)而促進(jìn)鳳眼蓮的生長(zhǎng)，增加其鮮重;通過(guò)對(duì)鮮重增長(zhǎng)率、葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量數(shù)據(jù)擬合得出1.2mg/L的稀土

5、離子是促進(jìn)鳳眼蓮生長(zhǎng)的最佳濃度。
　　(2)通過(guò)對(duì)缺鈣營(yíng)養(yǎng)液組添加最適促進(jìn)濃度(1.2 mg/)的稀土Ce3+，研究稀土離子對(duì)鳳眼蓮鈣相關(guān)生理作用的影響。結(jié)果表明稀土離子可以替代或補(bǔ)償Ca2+，促進(jìn)植物的光合作用，削弱鳳眼蓮因缺鈣而導(dǎo)致的鈣相關(guān)生理功能的降低;
　　(3)在靜態(tài)水體中添加單一和混合稀土元素培養(yǎng)鳳眼蓮，研究鳳眼蓮各器官對(duì)稀土元素的吸收情況。結(jié)果顯示鳳眼蓮吸收同一稀土離子(Ce3+)后在體內(nèi)各器官中的含量分布主要

6、是根＞莖＞葉;混合稀土離子(Ce3+、La3+、Nd3+)被鳳眼蓮吸收后總含量分布同樣是根＞莖＞葉，各稀土離子在根內(nèi)分布特征為L(zhǎng)a3+＞Ce3+＞Nd3+，在莖、葉中的分布特征為Ce3+＞La3+＞Nd3+。這表明南方水域中主要以輕稀土（鑭、鈰、釹、鐠）為主的稀土離子可以進(jìn)入到鳳眼蓮體內(nèi)參與鳳眼蓮生長(zhǎng)生理過(guò)程，促進(jìn)鳳眼蓮的光合作用和鳳眼蓮的生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)而加速水體富營(yíng)養(yǎng)化的進(jìn)程。
　　(4)在靜態(tài)、動(dòng)態(tài)水體中采用稀土培養(yǎng)鳳眼蓮，研究