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湖泊富营养化已成为我国淡水湖泊面临的最主要生态环境问题,调查显示,我国长江中下游地区的主要湖泊都已经富营养化,如巢湖、鄱阳湖、东湖、太湖等。沉水植物是湖泊生态系统中氮磷等营养元素循环的重要调节者,不但可以直接吸收去除水体中的磷,还可以通过改变其周围物理、化学和生物环境来影响磷的迁移转化。 研究选用狐尾藻和金鱼藻作为实验材料,以巢湖富磷原位沉积物作为实验底泥,实验室内模拟构建“沉积物-水体-沉水植物”微型湖泊生态系统。实验分为两部分内容:(1)研究狐尾藻和金鱼藻生长期对上覆水和间隙水中各形态磷浓度的影响;(2)研究狐尾藻和金鱼藻生长期对沉积物中各形态磷垂直分布的影响。 第一部分实验主要研究结果如下: 1.狐尾藻和金鱼藻生长期对上覆水和间隙水中各溶解态磷的浓度有很大的影响。上覆水中各溶解态磷浓度随时间均有先升高后降低的变化趋势;间隙水中 DTP浓度随时间缓慢降低,实验前期DOP浓度显著降低,实验后期趋于稳定,两者对间隙水中SRP的影响存在显著性差异(P<0.05),狐尾藻组SRP浓度有明显的降低,金鱼藻组有缓慢升高趋势。 2.金鱼藻生长期对上覆水中各溶解态磷的去除效果明显强于狐尾藻,但对间隙水中各溶解态磷的去除效果要弱于狐尾藻;在上覆水和间隙水各溶解态磷中,两种植物的去除效果:上覆水 SRP>DOP,间隙水 DOP>SRP。狐尾藻生长期对上覆水中DTP、SRP、DOP去除率分别为7.0%、11.7%、3.5%,对间隙水中DTP、SRP、DOP去除率分别为20.8%、12.5%、48.4%;金鱼藻生长期对上覆水中DTP、SRP、DOP去除率分别为30.3%、54.9%、13.2%,对间隙水中DTP、SRP、DOP去除率分别为19.3%、3.8%、30.4%。 3.狐尾藻和金鱼藻生长期均改变了上覆水中TP的分布格局,且金鱼藻对上覆水中 SRP和 PP含量比例的影响大于狐尾藻。狐尾藻组、金鱼藻组和对照组上覆水中SRP含量比例较初始状态分别减少了13.0%、34.0%和-0.9%,PP分别增加了18.2%、33.1%和4.2%,DOP分别增加了7.2%、17.68%和-4.35%。 第二部分实验主要研究结果如下: 1.狐尾藻和金鱼藻都可以去除沉积物中的TP,且在6cm深度处去除效果最为明显,去除率分别为8.23%和6.27%。 2.在沉积物各形态磷中,狐尾藻和金鱼藻对 IP的去除效果最为明显,且狐尾藻组在6cm深度处出现最低值,与初始值相比下降了56.01mg/kg,金鱼藻组在2cm深度处出现最低值,与初始值相比下降了65.08mg/kg,总体去除能力:狐尾藻>金鱼藻。 3.狐尾藻和金鱼藻生长期对 NaOH-P的去除效果比较明显,均在6cm深度处达到最低值,分别为180.96±8.13mg/kg和201.12±8.42mg/kg,总体去除能力:狐尾藻>金鱼藻。狐尾藻和金鱼藻对沉积物中HCl-P和OP的去除效果不明显。 本文研究了狐尾藻和金鱼藻对浅水湖泊中磷迁移转化的影响,可为同类富营养化湖泊生态修复提供理论指导。