湿地植物对沉积物磷迁移转化的影响研究

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panzi911
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磷是湿地生态系统必需的和重要的限制性养分元素,磷的重要蓄积库是沉积物。在一定条件下沉积物中的磷可以释放到水体中,这是造成水体内源性负荷的主要原因。内源性磷负荷可能会引起水体的富营养化,对湿地生态系统的稳定构成了巨大的威胁。水生植被是湿地的重要生物类群,目前,关于湿地植物对沉积物磷迁移转化的影响研究已有一些报道,但是多集中于沉水植物,对于挺水植物这方面的报道较少。因此,本文以香蒲(Typha orientalis)、芦苇(Phragmites communis)、茭草(Zizania caduciflora)、水葱(Scirpus validus)以及灯心草(Juncus gracillimus)为试验材料,研究挺水植物对沉积物氮、磷溶出的影响、沉积物磷转化的影响、根际磷转化相关酶活性以及根际细菌总数,阐明这五种湿地植物对沉积物磷迁移转化影响的机理,对富营养化的水体的生物修复具有指导作用。主要研究结果如下:  (1)种植五种湿地植物后,上覆水中氮、磷含量显著低于对照。60d后香蒲上覆中TP(见缩语表)含量最低,其含量相对于对照下降了76.44%。芦苇上覆水中TN(见缩语表)及NH3-N(见缩语表)含量最低,TN含量相对于对照下降了85.31%。氨氮含量相对于对照下降了77.61%。虽然不同湿地植物上覆水中氮、磷的含量存在差异,但统计分析表明五种湿地植物上覆水中氮、磷水平无显著差异。种植植物后,香蒲的生长相较于茭草有明显优势,其它植物之间无显著差异。  (2)不同的湿地植物上覆水中赋存的磷形态存在差异。试验期内香蒲上覆水中TP的减少主要来源于DTP(见缩语表)和PP(见缩语表)的减少,两者含量的减少基本各在一半,DTP的下降率与PP的下降率大致相同。芦苇、水葱、灯心草和茭草上覆水中TP的减少来源于DTP和PP的减少,PP含量的减少占主要部分,PP的下降率普遍高于DTP。这五种植物上覆水中DTP的减少主要来源于DOP含量的减少,DIP(见缩语表)的下降率普遍高于DOP,其中香蒲对上覆水中DIP影响显著高于其它四种湿地植物。种植植物后能有效的降低上覆水中的pH,并提高上覆水中溶解氧的含量。五种湿地植物之间对上覆水中pH的改变效果无显著差异。香蒲相对于茭草和灯心草对上覆水中DO的改变具有突出的效果。  (3)种植五种湿地植物后能有效的改变根际土中TP的含量。香蒲、芦苇以及水葱之间对沉积物TP的影响无显著差异,香蒲相对于茭草和灯心草对沉积物中TP的影响更为显著。香蒲根际土中TP的减少主要来源于根际土中有机磷的减少,香蒲对于无机磷中各形态磷的影响不尽相同,香蒲对水溶性总磷的影响比茭草和灯心草影响更大,香蒲对O-P(见缩语表)的影响相比灯心草和茭草更突出。芦苇和水葱根际土中TP的减少主要来源于根际土中有机磷和无机磷,且两者所占的比例相差不大。芦苇对水溶性总磷的影响比茭草的影响更大,芦苇和水葱对O-P的影响相比灯心草和茭草更突出。灯心草和茭草根际土中TP的减少主要来源于无机磷。茭草和灯心草对根际土中Al-P转化影响相对于香蒲和水葱更为显著。灯心草相对于香蒲、茭草和水葱对根际土中Fe-P影响更大。种植植物后,能显著降低根际土中的pH以及提高沉积物中Eh(见缩语表),但五种湿地植物之间对根际土中pH及Eh改变无显著差异。相关性分析表明,根际土中pH、Eh与上覆水中pH、DO呈现显著的正相关性。  (4)种植五种湿地植物后,根际土中各种酶活及微生物数量都有所提高,但是其酶活性的高低,具有差异性。种植香蒲后能显提高沉积物中酸性磷酸酶,植酸酶及聚磷酸激酶的活性,且香蒲对于这三种酶活性的改变效果优于其它四种植物。种植芦苇、水葱后能显著提高沉积物中酸性磷酸酶和植酸酶的活性,芦苇和水葱之间对于这两种酶的改善效果无显著差异,种植灯芯草后能显著提高沉积物中植酸酶的活性。这三种植物对碱性磷酸酶及聚磷激酸活性的改变效果都不显著。这三种植物对碱性磷酸酶及聚磷激酸活性的改变效果都不显著。茭草对沉积物中聚磷酸激酶的活性改变显著,但效果没有香蒲好。统计分析表明,香蒲相对于其它四种植物具有较高的根际微生物总数,根际效应最强。水葱的效果居中,芦苇、茭草和灯心草对根际土中微生物数量的改变效果不显著。
其他文献
谷胱甘肽(glutathione, GSH)是植物组织内的一种重要的小分子三肽化合物(L-γ谷氨酰-L-半胱氨酸-甘氨酸),在微生物,植物和所有哺乳动物细胞内都具有较高的表达量。谷胱甘肽在生物体抵御各种胁迫(如干旱,冷害,和重金属)的过程中具有十分重要的作用,其作用机理也一直是人们研究的热点。大豆等豆科植物组织内的GSH类物质为高谷胱甘肽(homoglutathione, hGSH), hGSH具