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富营养化湖泊等水体的沉水植物恢复过程中常常会出现刚毛藻等丝状绿藻过度增殖的现象，过度增殖的刚毛藻在生长过程中不仅影响沉水植物的生长，严重时还会导致沉水植物退化甚至衰亡。针对沉水植物恢复过程中刚毛藻大量增殖的生态学问题，本研究以刚毛藻为研究对象，通过构建刚毛藻—沉水植物共培养系统，室内模拟刚毛藻与水生态修复先锋沉水植物苦草、金鱼藻之间对营养盐的竞争，并采用动力学方程和种间竞争模型分析与验证刚毛藻与沉水植物对营养的竞争效应；研究了刚毛藻在不同条件下的腐解规律以及对水华蓝藻铜绿微囊藻的生长影响，并采用GC/MS的技术手段鉴定腐解刚毛藻释放进入水体中的主要有机物质；采用快速叶绿素荧光诱导动力学分析等技术手段研究沉水植物先锋种的不同繁殖方式(鳞芽萌发、幼苗生长、断枝再生)对衰亡刚毛藻的生理生化响应；采用稳定同位素标记和高通量测序手段等研究刚毛藻腐解过程对沉积物-上覆水界面的氮磷营养盐结构及其微生物群落组成的影响。通过本研究得到如下结果：
(1)共培养系统中苦草、金鱼藻及刚毛藻对氮磷营养的吸收动态变化与特征的结果表明刚毛藻对氮表现出较高的亲和力，共培养的刚毛藻组织中TN含量可高达5.75%；而金鱼藻对磷表现出的高度亲和力使其具有较高的磷吸收同化能力(Km=0.34mg·L-1)。种间竞争模型的结果验证了刚毛藻和沉水植物在同一系统内是不稳定共存的。
(2)模拟刚毛藻腐解沉降到沉积物表面过程的条件变化的结果表明遮光缺氧处理导致培养液溶解氧(DO)、pH值显著降低，总有机碳(TOC)、电导率(Cond)显著升高，这表明自然水体中沉积到底部的无光照缺氧腐解的刚毛藻对水环境影响最大。铜绿微囊藻藻细胞密度在低浓度(10%的腐解原液)的处理下高于对照组，在较高腐解液浓度下藻细胞密度显著下降且光合活力下降；腐解液有机酸成分鉴定出脂肪酸和酚酸是其主要的抑藻活性物质；藻腐解残体和腐解液中的亲脂性成分的鉴定分析结果显示对甲基苯酚和吲哚化合物是刚毛藻腐解过程中难降解的活性有机物。
(3)不同浓度的刚毛藻腐解液对黑藻鳞芽萌发和幼苗生长、狐尾藻断枝生根和发芽的影响结果表明，培养体系中pH值、DO表现出降低的趋势，而有机化合物增加导致Cond升高，高浓度的刚毛藻腐解液(40%的腐解原液)显著抑制了黑藻鳞芽的萌发活力，发芽率降至84%。幼苗的叶绿素a含量较对照组下降43.53%。可溶性糖、Ca2+/Mg2+-ATP酶、PAL活性分别增加172.46%、271.19%、26.43%，幼苗的正常生长受到胁迫；而狐尾藻断枝生根和发芽受到抑制，其再生能力受阻，RDA排序分析发现培养液中较高的Cond是最主要环境影响因子。40%的腐解原液处理下断枝组织的相关可溶性糖含量累计为115.26%，Ca2+/Mg2+-ATP酶和次生代谢相关酶PAL活性分别增加490.63%和28.13%，防御响应增强。
(4)刚毛藻在沉积物—上覆水界面的腐解过程符合一般水生植物的腐解过程。沉积物δ13C和δ15N的变化表明刚毛藻腐解过程中部分15N向沉积物迁移，进而可能会影响沉积物的营养盐结构。刚毛藻的腐解在短期内加剧了上覆水富营养化程度，TN和NH4+-N在0-10天之间迅速上升，在腐解第40天时NH4+-N达到TN的78.21%，造成了上覆水氨盐的严重污染。而对沉积物的各形态氮分布的影响也主要体现在氨氮的释放风险增大。刚毛藻的腐解导致上覆水第40天的TP、IP分别达到最高浓度6.68?0.64、6.59?0.79mg·L-1，且刚毛藻腐解过程导致了磷酸盐从上覆水向沉积物迁移的趋势，沉积物的磷含量升高。上覆水和沉积物的微生物群落变化随时间有不同的变化趋势，通过相关性分析结果得到磷与腐解中后期上覆水中的微生物群落有很好的相关性，而沉积物中的微生物群落与各形态氮的相关性较高。
(1)共培养系统中苦草、金鱼藻及刚毛藻对氮磷营养的吸收动态变化与特征的结果表明刚毛藻对氮表现出较高的亲和力，共培养的刚毛藻组织中TN含量可高达5.75%；而金鱼藻对磷表现出的高度亲和力使其具有较高的磷吸收同化能力(Km=0.34mg·L-1)。种间竞争模型的结果验证了刚毛藻和沉水植物在同一系统内是不稳定共存的。
(2)模拟刚毛藻腐解沉降到沉积物表面过程的条件变化的结果表明遮光缺氧处理导致培养液溶解氧(DO)、pH值显著降低，总有机碳(TOC)、电导率(Cond)显著升高，这表明自然水体中沉积到底部的无光照缺氧腐解的刚毛藻对水环境影响最大。铜绿微囊藻藻细胞密度在低浓度(10%的腐解原液)的处理下高于对照组，在较高腐解液浓度下藻细胞密度显著下降且光合活力下降；腐解液有机酸成分鉴定出脂肪酸和酚酸是其主要的抑藻活性物质；藻腐解残体和腐解液中的亲脂性成分的鉴定分析结果显示对甲基苯酚和吲哚化合物是刚毛藻腐解过程中难降解的活性有机物。
(3)不同浓度的刚毛藻腐解液对黑藻鳞芽萌发和幼苗生长、狐尾藻断枝生根和发芽的影响结果表明，培养体系中pH值、DO表现出降低的趋势，而有机化合物增加导致Cond升高，高浓度的刚毛藻腐解液(40%的腐解原液)显著抑制了黑藻鳞芽的萌发活力，发芽率降至84%。幼苗的叶绿素a含量较对照组下降43.53%。可溶性糖、Ca2+/Mg2+-ATP酶、PAL活性分别增加172.46%、271.19%、26.43%，幼苗的正常生长受到胁迫；而狐尾藻断枝生根和发芽受到抑制，其再生能力受阻，RDA排序分析发现培养液中较高的Cond是最主要环境影响因子。40%的腐解原液处理下断枝组织的相关可溶性糖含量累计为115.26%，Ca2+/Mg2+-ATP酶和次生代谢相关酶PAL活性分别增加490.63%和28.13%，防御响应增强。
(4)刚毛藻在沉积物—上覆水界面的腐解过程符合一般水生植物的腐解过程。沉积物δ13C和δ15N的变化表明刚毛藻腐解过程中部分15N向沉积物迁移，进而可能会影响沉积物的营养盐结构。刚毛藻的腐解在短期内加剧了上覆水富营养化程度，TN和NH4+-N在0-10天之间迅速上升，在腐解第40天时NH4+-N达到TN的78.21%，造成了上覆水氨盐的严重污染。而对沉积物的各形态氮分布的影响也主要体现在氨氮的释放风险增大。刚毛藻的腐解导致上覆水第40天的TP、IP分别达到最高浓度6.68?0.64、6.59?0.79mg·L-1，且刚毛藻腐解过程导致了磷酸盐从上覆水向沉积物迁移的趋势，沉积物的磷含量升高。上覆水和沉积物的微生物群落变化随时间有不同的变化趋势，通过相关性分析结果得到磷与腐解中后期上覆水中的微生物群落有很好的相关性，而沉积物中的微生物群落与各形态氮的相关性较高。