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湖泊富营养化问题受到了全世界湖沼及环境学专家的广泛关注。氮、磷营养盐尤其是水生环境不同形态的氮，对水生生态系统多样性、群落结构和整体健康有重要的影响，使得沉水植被逐渐衰退和消亡。控制湖泊富营养化和恢复水生植被已成为世界亟待解决的问题。沉水植物的生理生态研究是沉水植物组建和水生态恢复的基础。苦草是缓解水体富营养化程度、重建水生植被的重要沉水植物。因此，阐明氮及其形态、磷对苦草的生理影响，对认识沉水植被衰退机理，指导沉水植被的恢复重建具有理论和现实的意义。
本论文选择苦草(Vallisneria natans)作为研究对象，通过静态模拟实验，在实验室条件下分别研究了：1)在富营养水平(4.0mg/L TN，0.2mg/L TP)下不同比例(6：0，5：1，3：3，1：5，0：6)铵态氮(NH4+-N)与硝态氮(NO3--N)对苦草的相对生长率、蛋白含量，超氧化物酶(SOD)、谷氨酰氨合成酶(GS)以及硝酸还原酶(NR)活性变化，探索富营养化水体中不同比例无机氮对沉水植物的生理影响。2)在富营养水平(4.0 mg/L TN，0.2 mg/L TP)下不同比例(1：0，2：1，1：1，1：2)硝态氮(NO3--N)与尿素氮(Urea-N)对苦草生物量、可溶性糖含量，过氧化物酶(POD)、硝酸还原酶(NR)活性以及脲酶(Urease)活性变化，探索富营养化水体中不同比例无机氮与有机氮对沉水植物的生理影响。3)在TN一定(4.0 mg/L TN)的富营养化水体中不同浓度(0.004 mg/L，0.08 mg/L，0.8 mg/L，1.6 mg/L)磷对苦草的相对生长率、蛋白质含量、过氧化物酶(POD)、酸性磷酸酶(Apase)活性变化，探索不同浓度磷对沉水植物的生理影响。
本研究的主要目的是从生理、生化水平上研究苦草对氮及其形态、不同浓度磷的响应机制，并初步解释其作用机理，为认识沉水植被衰退机理以及指导沉水植被的恢复重建提供理论依据。其重要研究结果如下：
(1)不同比例铵态氮和硝态氮对苦草的生理影响试验结果表明，随着培养液中NH4+-N比例的上升，尤其当NH4+-N：NO3--N＞1：5，即NH4+-N＞0.67 mg/L时，苦草的相对生长率、蛋白质含量明显下降，谷氨酰胺合成酶(GS)和超氧化物歧化酶(SOD)活性升高，硝酸还原酶(NR)活性下降。表明当水体中铵盐含量上升到一定比例时对苦草产生胁迫，影响了其生理功能，抑制其生长。(2)不同比例硝态氮和尿素氮对苦草的生理影响试验结果表明，水环境中只添加硝酸盐时，苦草的生物量和可溶性总糖含量明显高于其他组，过氧化物酶(POD)活性低于其他组，硝酸还原酶(NR)活性要高于其他组。当培养液中尿素含量逐渐升高时，尤其当NO3--N：Urea-N＜2：1，即Urea-N＞1.33 mg/L时，苦草的生物量、硝酸还原酶活性降低；脲酶(Urease)活性先升高后降低。研究表明，添加硝酸盐可以促进苦草的生长，当环境中尿素含量的逐渐增加时会影响苦草的正常生长，对苦草产生一定的胁迫作用。
(3)不同浓度磷对苦草的生理影响试验结果表明，不同浓度磷对苦草Apase活性有影响，低浓度磷可以诱导苦草Apase活性，当磷浓度大于0.8 mg/L时对苦草Apase活性影响不大。过高或过低浓度的磷会使苦草过氧化物酶(POD)活性降低，高浓度的磷导致苦草相对生长率、蛋白质含量下降。研究表明，过高或过低尤其过高浓度对苦草的生长产生明显的抑制作用。
(4)NH4+-N和Urea-N是主要胁迫因子，NH4+-N和Urea-N浓度的上升可能是湖泊富营养化过程沉水植物退化的机制之一。