沉水植物组合对受污染河水的净化与维护效果

针对受污染河道水体水质净化和长效维护需求,开展黑藻+金鱼藻、穗状狐尾藻+伊乐藻、马来眼子菜+篦齿眼子菜、水盾草+苦草4种沉水植物组合方式的河道水体净化与维护效果研究,结果表明:马来眼子菜+篦齿眼子菜组合对受污染河道的修复效果最佳;对受污染河水的复氧及叶绿素a的削减,沉水植物均表现为促进作用;沉水植物组合的水体净化效果马来眼子菜+篦齿眼子菜组合>黑藻+金鱼藻组合>水盾草组合+苦草>穗状狐尾藻+伊乐藻组合,各植物组合差异不显著;沉水植物组合对受污染河水的净化效果主要受水体营养盐含量影响,不同沉水植物组合方式均有利于河道再生水水质的提升;经沉水植物处理后,COD、氨氮等主要指标可达地表水Ⅳ类水标准。     

六种沉水植物对三种不同氮磷浓度水体的净化效果

以6种沉水植物苦草、黑藻、金鱼藻、微齿眼子菜、竹叶眼子菜、粉绿狐尾藻为材料,静态水培的方式,研究其在不同氮(N)、磷(P)浓度下的生长情况及去除总氮(TN)、总磷(TP)情况。结果表明:一定浓度的N、P对沉水植物的生长具有促进作用,表现为株高、生物量增加。随着N、P浓度升高,植物生长受到一定程度的抑制。6种沉水植物对不同N、P浓度水体中TN、TP的净化能力各不相同。高浓度N、P水平下,黑藻、苦草对水体中TN的净化能力较好;中浓度、低浓度N、P水平下,微齿眼子菜、苦草对TN的净化能力较好;6种沉水植物对不同N、P浓度水体中TP均有较好的去除效果,其中黑藻、苦草、粉绿狐尾藻具有较高的去除TP能力,去除率最高可达77.8%。综合来看,黑藻、苦草对不同N、P浓度水体中N、P去除率及生长适应性最好。     

挺水植物与沉水植物组配对北大港水库水质的影响

选取北大港水库当地优势种挺水植物香蒲和广盐性沉水植物篦齿眼子菜、金鱼藻、狐尾藻为研究对象,研究香蒲与不同沉水植物的组配试验对水体净化效果的影响。结果表明:香蒲与篦齿眼子菜组配对水体NH₃-N、TP的去除效果最好,去除率分别为62.1％、83.9％;香蒲与金鱼藻组配对TN、COD的去除效果最佳,去除率分别为93.3％、30.4％。利用Matlab软件平台对试验结束时的水质进行分析,发现香蒲与金鱼藻组配方式对水体的净化能力最强。     

北京城区河流沉水植物分布特征及环境因子关系研究

通过北京城区11条河流30个点位沉水植物及水环境因子调查,对沉水物物种分布、生态位特征及与水环境因子相互关系进行了研究,结果表明:北京城区河流均有沉水植物分布,春季优势种为菹草、穗花狐尾藻和篦齿眼子菜,夏季为金鱼藻、狐尾藻、篦齿眼子菜、黑藻、苦草及菹草.水深为影响城区河流沉水植物种类数量的重要因子,菹草为春季沉水植物管理关键物种.研究城区河流沉水植物分布特征及与水环境因子的关系,对北京市河流水生态环境的管理和持续改善具有重要的参考和指导意义.     

滇池高等沉水植物50年变迁状况对生态修复的启示

跟踪滇池50年来高等沉水植物的演变状况,不但可以更为客观和综合地评判滇池水生态状况及其变化动向,还可以为沉水植物的修复提供科学依据。研究表明,1957—2010年间,滇池共出现高等沉水植物22种,其中1957—1963年19种,1975—1977年11种,1981—1983年13种,1995—1997年和2001年均10种,2008年8种,2010年7种,总体呈现出明显的减少趋势。根据各时段出现的频率,确定穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)和篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)3种沉水植物可作为滇池生态修复先锋物种;黑藻(Hydrilla verticillata)、菹草(Potamogeton crispus)、苦草(Vanllisneria natans)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)4种植物可作为较早恢复和种植的对象。微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)和大茨藻(Najas marina)可在滇池沉水植物生态恢复中期工程中使用。     

四种沉水植物对城市污染水体的净化效果研究

城市污染河道缺氧会导致水体发黑变臭。设计轮叶黑藻、苦草、金鱼藻和狐尾藻四种沉水植物自然光照和避光条件下的复氧试验:将四种沉水植物分别放置于清水和城市污染水体中培养一周后,测定清水中溶解氧(DO)和城市污染水体中DO、氨氮(NH_4~+-N)和化学需氧量(COD)的浓度,研究水体中DO与污染物浓度的变化特性。结果表明:沉水植物复氧效果明显,四种沉水植物作用下水体在自然光照条件下DO浓度均高于避光条件下的;四种沉水植物对氨氮具有较好的去除率,自然光照条件下,轮叶黑藻、苦草、金鱼藻和狐尾藻对污染物的去除率分别为95.05%、92.74%、89.45%和88.29%;沉水植物对COD的去除效果不明显,后期水体中COD呈升高趋势。     

底质类型对鄱阳湖典型沉水植被的生长影响

为掌握鄱阳湖不同基质下典型沉水植被生长状况,通过室内模拟实验,分析鄱阳湖3种典型沉水植物(苦草、马来眼子菜、轮叶黑藻)在3种底质类型(泥滩、草洲、沙滩)的生长形态与生理特征。泥滩基质实验结果表明,3种植物在泥滩中都有较好的生长,说明高营养底质有利于沉水植物生长,其中黑藻的生长指标显著优于另外2种沉水植物;根系活力高低与植株长势显著相关。草洲硬质土壤实验表明,马来眼子菜更适合在这种环境中生长。不同底质对沉水植物超氧化物歧化酶有不同程度的影响,结合生长生理指标来看,轮叶黑藻较另外两种沉水植物对底质类型的差异变化显著,但不同底质类型造成的大致趋势相同,总体趋势是泥滩草洲沙滩。     

两种沉水植物在人工湖泊中净化水质效能的研究

本文以狐尾藻、金鱼藻2种沉水植物为研究对象,在试验室内研究其净化能力及不同配比对人工湖泊水质的净化效果。结果表明,2种沉水植物净化能力总体上并无较大差异,金鱼藻较狐尾藻去除SS和TN的能力更强,狐尾藻较金鱼藻去除COD的能力更强;在狐尾藻和金鱼藻总质量一定的情况下,随着狐尾藻数量的增加,吸附SS的能力减弱,SS去除率由63.50%降至42.50%;试验前期不同配比的狐尾藻和金鱼藻处理的水体COD浓度差异较大,而在试验后期,COD浓度差异不大;4g狐尾藻和6g金鱼藻的配比对TN的去除效果最好,去除率为19.63%。     

滇池水质及营养状态时空变化特征

滇池富营养化严重,蓝藻水华时有发生。滇池的污染治理受到各级政府的高度重视,尤其是近10 a治理工作取得明显成效。利用滇池近10 a （2011～2020年）国控水质监测断面的月度水质数据,研究了滇池水质的时空变化特征。结果表明：滇池草海水域,叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）的浓度范围分别为0.002～1.012,0.030～0.718,0.20～9.97 mg/L;外海水域,Chl-a、TP、TN的浓度范围分别为0.003～0.589,0.015～0.491,0.35～9.70 mg/L。滇池Chl-a浓度与五日生化需氧量（BOD5）及TP等指标显著相关。基于水质特征的聚类分析表明,滇池10个监测点位分为草海、外海2个类群,草海水质状况显著劣于外海。草海水域TP呈现持续下降趋势,TN在2011～2017年之间呈现波动下降趋势,而2018～2020年之间TN浓度波动上升,综合营养状态指数（trophic level index, TLI）在2016～2020年较2011～2015年显著下降。外海水域TP呈现持续下降趋势,TN总体波动下降;TLI在2011～2016年之间呈现逐年下降趋势,2017～2020年之间呈现先下降后上升的趋势。总体上,近10 a滇池水质逐步改善,综合营养状态总体下降,但近年TN有上升趋势,Chl-a浓度仍较高,建议采取措施在TP控制的基础上协同控氮,并推进滇池水生生态系统结构与功能恢复。     

3组水生植物对滏阳河营养盐去除效果研究

以滏阳河邯郸段3种水生植物狐尾藻、金鱼藻及篦齿眼子菜为研究对象,通过批式实验,考察植物种类对削减滏阳河原水污染物质的效果,研究3种植物及对照系统对氮、磷、COD_(Mn)等的去除效果。结果表明:经40 d批式实验后,各组反应器对TN,NH_3-N,TP,COD_(Mn)的去除率达62%,64%,42%和67%以上,其中净化效果最佳的植物为金鱼藻;同时,不同植物的含氮量与含磷量与其污染物去除能力不一一对应,但其大小次序与对氮、磷的去除能力基本相似,这可能与植物的吸收作用或植物根系微生物的代谢作用相关。     

Present status of submerged macrophyte growth in Lake Biwa: Recent recovery following a summer decline in the water level

Whole‐lake areal distribution of submerged macrophyte growth in Lake Biwa was surveyed using aerial photographs in 1994 and 2000, when unusual declines in the water level of approximately 1 m occurred in the dry summers. The estimated total areas of the submerged macrophyte communities were 1441 ha for 1994 and 2825 ha for 2000. In the shallow and eutrophic southern basin, the bottom area covered by vegetation gradually increased year by year after 1994, and the ratio of this area to the total surface area of the basin in 2000 amounted to 52%. The dominant species were two natives, Hydrilla verticillata and Myriophyllum spicatum, and one exotic, Egeria densa. Changes in physical conditions and water quality associated with the decline in the water level, as well as the reactions of submerged plants to aquatic environments and ecosystem dynamics, are discussed.     

镇江内江沉水植物恢复的环境效应

建立了镇江内江水流、水质、悬沙及叶绿素a多因子耦合数学模型,对内江沉水植物恢复后产生的环境效应进行了定量评估了模型参数根据前期研究成果确定.研究结果表明:内江沉水植物恢复后,夏秋季节与冬春季节水体平均含沙量分别比天然条件下降低了约11.1%、11.5%;由于沉水植物对水体的净化作用,在夏秋季,内江TN,TP平均浓度分别降低为0.659mg/L、0.137mg/L,较恢复前分别降低了32.2%、30.8%;在冬春季,恢复后的内江TN、TP浓度较恢复前分别降低了29.5%、27.3%;沉水植物的克藻作用亦使内江叶绿素a的平均浓度降低了37.2%,可能暴发水华的面积减少了49.3%;同时,夏秋季及冬春季平均水体透明度分别提高了7.9%和14.0%.     

骆马湖水质对菹草不同生长期的响应研究

采用原位观测手段研究了骆马湖菹草生长区水质与菹草不同生长期的响应关系。结果表明:指数生长期和石芽生成期,水体中的pH值、ORP值和DO质量浓度升高,COD质量浓度降低;植株衰亡期则相反,菹草腐烂导致有草区的水体TP质量浓度升高,但是由于反硝化作用,水体中TN与硝氮质量浓度反而下降。菹草在生长过程中直接吸收水体中的硝氮,对氨氮的去除则为间接作用,此时水体中的氮以硝氮为主;当菹草衰亡时,氨氮成为水体中氮的主要存在形态。菹草密度是影响水体各形态氮浓度的重要因素,在菹草生长时,菹草密度与TN和硝氮质量浓度显著负相关(P 0.01);当菹草衰亡时,与菹草稀疏区相比,菹草密集区TN和硝氮质量浓度更低,而氨氮质量浓度更高。指数生长期,骆马湖最优菹草密度为83.75 g/m~3。     

扑草净对鲫鱼（Carassius auratus）生长的影响及其导致的水体营养盐变化

为评价扑草净在水环境中造成的生态风险,以扑草净作为目标污染物,以鲫鱼作为受试生物,于实验室内水族箱中进行试验。持续监测鲫鱼体质量体长及水体营养盐浓度,考察扑草净对鲫鱼生长的影响,及其导致的水体营养盐浓度变化特征。结果表明：鲫鱼体质量生长率、体长生长率及营养盐浓度随时间的变化可利用Logistic方程描述（R²=0.959~0.997）;有扑草净组鲫鱼体质量生长率等比无扑草净组低8.7%～50.3%。无鱼时扑草净对水体中氮磷营养盐浓度、营养盐比例及总氮/总磷比例无显著影响;有鱼时,有扑草净组的总颗粒氮和总颗粒磷浓度分别比无扑草净组低41.4%及33.8%,有无扑草净组各形态磷营养盐浓度与总磷的比例以及总氮/总磷浓度比例差异显著。研究表明扑草净对鲫鱼的毒性效应可间接影响水体营养盐浓度。     

富营养化水体中盐度对香蒲去除氮磷作用的影响

针对含盐量高的富营养化水体,采用桶栽方式研究了盐度对香蒲去除富营养化水体中氮磷的影响。结果表明,在盐度范围为0~1.00%时,香蒲可快速、高效地去除水体中的氮磷等营养物质。但水体中NH_4~+-N、TN和TP的去除率整体随盐度增加而呈下降趋势,盐度的增加引起了植物某些生理特性的改变,NaCl胁迫下香蒲叶片组织中叶绿素含量均较对照显著下降。较高盐度(1.00%)胁迫下,香蒲会通过积累脯氨酸来调节体内细胞的渗透势,但叶片组织中丙二醛含量会显著增加,植物叶片组织的细胞膜系统受到伤害。香蒲在盐胁迫下生理生化指标的变化与其对富营养化水体中氮磷的去除效果具有一致性。     

表面流人工湿地不同植物及其组合净化污水处理厂尾水研究

为提高表面流人工湿地对低污染水的生态净化效率,对人工湿地中湿生植物的组成进行比选研究,设置8个由不同湿生植物(包括挺水、沉水和浮叶植物)组成的表面流人工湿地,比较其净化尾水氮磷效果。结果表明:挺水植物圆币草(Hydrocotyle verticillata)和大聚藻(Myriophyllum aquaticum)组合的表面流人工湿地净化尾水氮磷效果最好,其人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N的平均去除率分别为68.6%、62.6%和78.2%,对TP和溶解性无机磷(DIP)的平均去除率分别为64.5%和80%。浮叶植物睡莲(Nymphaea L.)人工湿地去除氮磷能力次之,TN、NO-3-N、NH3-N、TP和DIP平均去除率分别为55%、55.2%、63.3%、56.1%和64.7%,体现一定的污染物去除潜力。沉水植物苦草[Vallisneria natans(Lour.)Hara]在与圆币草等共存净化尾水过程中逐渐失去优势种地位。而由黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)和再力花(Thalia dealbata)等挺水植物构建的表面流人工湿地,虽然生物量高,但其氮磷去除效果较差,尤其是再力花人工湿地对TN、NO-3-N和NH3-N平均去除率仅在18%~36.2%之间,对TP和DIP平均去除率也分别只有41.5%和38.7%。因此,采用圆币草和大聚藻组合构建的表面流人工湿地能更有效净化污水处理厂尾水中氮磷,对TN的去除尤为高效,能有效提升尾水水质。     

三氯化铁和苦草复合应用改善富营养化水体水质的实验

利用三氯化铁絮凝剂和沉水植物苦草在治理富营养化水体中的优缺点,复合应用于改善富营养化水体水质。结果表明,三氯化铁可有效降低水体的悬浮物浓度和总磷浓度,为水生植物早期的生长提供良好的条件;水生植物可保持和加强三氯化铁絮凝剂对水质的处理效果,并降低水体的总氮浓度。     

Submerged macrophyte communities and the controlling factors in large,shallow Lake Taihu (China): Sediment distribution and water depth

Lake Taihu, the third largest lake in China, is subjected to severe eutrophication and cyanobacterial blooms as a result of development and urbanization. In order to restore the degraded lake ecosystem, it is important to identify which environmental factors control the submerged macrophytes which declined during eutrophication. To characterize community structure of submerged macrophytes and to assess the plant–environmental relationships in Lake Taihu, a monthly investigation was conducted from May to October in 2010. A total of six species were recorded, dominated by Potamogeton malaianus and Vallisneria natans. Multivariate analysis showed that water depth, depth of soft sediments and nutrient variables (orthophosphate of water, organic matter of sediment, total nitrogen and total phosphorus of sediment) were the major factors determining growth and community composition of submerged macrophytes in the lake. A strong predictive association of soft-sediment depth and plant biomass indicated preference of submerged macrophytes for firm bottoms along the eastern shore and approximately 0.2 m could be regarded as an optimum depth for the growth of plants. The biomass of plants responded proportionately to water depth, and approximately 1.8 m could be regarded as the optimum depth for the growth of submerged macrophyte in Lake Taihu. Our results indicated that improvement of habitat and the selection of appropriate submerged macrophytes species are very important for ecological restoration in large eutrophic lakes. This study could provide useful information for managers and policy makers to evaluate and modify restoration practices in large, shallow lakes.     

Macroinvertebrate Associations with Aquatic Macrophytes and Artificial Substrates

Macroinvertebrate populations associated with Myriophyllum exalbescens, Potamogeton richardsonii, and Vallisneria americana were compared with those on plastic ‘plants’ similar in morphology to P. richardsonii. The density of organisms varied according to macrophyte species (Myriophyllum ? Potamogeton > Vallisneria). The plastic imitations did not differ significantly from Potamogeton in the total numbers of macrophytes they harboured at two different sampling periods during the growing season. A similar macroinvertebrate species composition occurred in association with the three plant species and with the artificial substrates.