濕地植物對沉積物磷遷移轉化的影響研究.pdf

1、磷是濕地生態(tài)系統(tǒng)必需的和重要的限制性養(yǎng)分元素，磷的重要蓄積庫是沉積物。在一定條件下沉積物中的磷可以釋放到水體中，這是造成水體內源性負荷的主要原因。內源性磷負荷可能會引起水體的富營養(yǎng)化，對濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定構成了巨大的威脅。水生植被是濕地的重要生物類群，目前，關于濕地植物對沉積物磷遷移轉化的影響研究已有一些報道，但是多集中于沉水植物，對于挺水植物這方面的報道較少。因此，本文以香蒲(Typha orientalis)、蘆葦(Phragmit

2、es communis)、茭草(Zizania caduciflora)、水蔥(Scirpus validus)以及燈心草(Juncus gracillimus)為試驗材料，研究挺水植物對沉積物氮、磷溶出的影響、沉積物磷轉化的影響、根際磷轉化相關酶活性以及根際細菌總數(shù)，闡明這五種濕地植物對沉積物磷遷移轉化影響的機理，對富營養(yǎng)化的水體的生物修復具有指導作用。主要研究結果如下:
　　(1)種植五種濕地植物后，上覆水中氮、磷含量顯著低于

3、對照。60d后香蒲上覆中TP（見縮語表）含量最低，其含量相對于對照下降了76.44％。蘆葦上覆水中TN（見縮語表）及NH3-N（見縮語表）含量最低，TN含量相對于對照下降了85.31％。氨氮含量相對于對照下降了77.61％。雖然不同濕地植物上覆水中氮、磷的含量存在差異，但統(tǒng)計分析表明五種濕地植物上覆水中氮、磷水平無顯著差異。種植植物后，香蒲的生長相較于茭草有明顯優(yōu)勢，其它植物之間無顯著差異。
　　(2)不同的濕地植物上覆水中賦存的

4、磷形態(tài)存在差異。試驗期內香蒲上覆水中TP的減少主要來源于DTP（見縮語表）和PP（見縮語表）的減少，兩者含量的減少基本各在一半，DTP的下降率與PP的下降率大致相同。蘆葦、水蔥、燈心草和茭草上覆水中TP的減少來源于DTP和PP的減少，PP含量的減少占主要部分，PP的下降率普遍高于DTP。這五種植物上覆水中DTP的減少主要來源于DOP含量的減少，DIP（見縮語表）的下降率普遍高于DOP，其中香蒲對上覆水中DIP影響顯著高于其它四種濕地植物

5、。種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。五種濕地植物之間對上覆水中pH的改變效果無顯著差異。香蒲相對于茭草和燈心草對上覆水中DO的改變具有突出的效果。
　　(3)種植五種濕地植物后能有效的改變根際土中TP的含量。香蒲、蘆葦以及水蔥之間對沉積物TP的影響無顯著差異，香蒲相對于茭草和燈心草對沉積物中TP的影響更為顯著。香蒲根際土中TP的減少主要來源于根際土中有機磷的減少，香蒲對于無機磷中各形態(tài)磷的影響不盡相

6、同，香蒲對水溶性總磷的影響比茭草和燈心草影響更大，香蒲對O-P（見縮語表）的影響相比燈心草和茭草更突出。蘆葦和水蔥根際土中TP的減少主要來源于根際土中有機磷和無機磷，且兩者所占的比例相差不大。蘆葦對水溶性總磷的影響比茭草的影響更大，蘆葦和水蔥對O-P的影響相比燈心草和茭草更突出。燈心草和茭草根際土中TP的減少主要來源于無機磷。茭草和燈心草對根際土中Al-P轉化影響相對于香蒲和水蔥更為顯著。燈心草相對于香蒲、茭草和水蔥對根際土中Fe-P影

7、響更大。種植植物后，能顯著降低根際土中的pH以及提高沉積物中Eh（見縮語表），但五種濕地植物之間對根際土中pH及Eh改變無顯著差異。相關性分析表明，根際土中pH、Eh與上覆水中pH、DO呈現(xiàn)顯著的正相關性。
　　(4)種植五種濕地植物后，根際土中各種酶活及微生物數(shù)量都有所提高，但是其酶活性的高低，具有差異性。種植香蒲后能顯提高沉積物中酸性磷酸酶，植酸酶及聚磷酸激酶的活性，且香蒲對于這三種酶活性的改變效果優(yōu)于其它四種植物。種植蘆葦、

8、水蔥后能顯著提高沉積物中酸性磷酸酶和植酸酶的活性，蘆葦和水蔥之間對于這兩種酶的改善效果無顯著差異，種植燈芯草后能顯著提高沉積物中植酸酶的活性。這三種植物對堿性磷酸酶及聚磷激酸活性的改變效果都不顯著。這三種植物對堿性磷酸酶及聚磷激酸活性的改變效果都不顯著。茭草對沉積物中聚磷酸激酶的活性改變顯著，但效果沒有香蒲好。統(tǒng)計分析表明，香蒲相對于其它四種植物具有較高的根際微生物總數(shù)，根際效應最強。水蔥的效果居中，蘆葦、茭草和燈心草對根際土中微生物數(shù)