城市河道黑臭底泥對(duì)挺水植物光合熒光特性的影響*

歐　媛，韓睿明，李　強(qiáng)，王文林，王國(guó)祥

(1：南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，南京 210023)

(2：重慶文理學(xué)院水環(huán)境修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 402160)

城市河道黑臭底泥對(duì)挺水植物光合熒光特性的影響*

歐媛1，韓睿明1，李強(qiáng)2，王文林1，王國(guó)祥1**

(1：南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，南京 210023)

(2：重慶文理學(xué)院水環(huán)境修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 402160)

摘要：城市河道黑臭現(xiàn)象日益嚴(yán)重，探討常見(jiàn)濕地植物在黑臭底泥中的生長(zhǎng)，有利于為河道修復(fù)物種選擇提供科學(xué)依據(jù).研究黑臭底泥對(duì)3種常見(jiàn)濕地植物——菖蒲(Acorus calamus)、美人蕉(Canna indica)及慈姑(Sagittaria sagittifolia)生長(zhǎng)狀況和葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響.結(jié)果表明：菖蒲和美人蕉在第30~40d時(shí)生物量增量明顯降低，慈姑的生物量增量在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中持續(xù)增加；通過(guò)比較3種濕地植物的熒光參數(shù)可知，菖蒲和美人蕉的光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)、相對(duì)光合電子傳遞速率(rETR)值在第10d時(shí)達(dá)到最大，分別為41.33μmol/(m2·s)和68.60μmol/(m2·s)，后30d一直下降；慈姑qP、rETR值在第30d時(shí)增加；在第40d時(shí)，美人蕉qP值下降，非光化學(xué)淬滅系數(shù)(qN)值上升，葉片有較強(qiáng)的熱耗散能力，而菖蒲的qP、qN值同時(shí)下降，黑臭底泥對(duì)菖蒲葉片的光合系統(tǒng)PSⅡ造成傷害.這說(shuō)明黑臭底泥對(duì)菖蒲和美人蕉的光合能力產(chǎn)生較長(zhǎng)期抑制，而慈姑可較快適應(yīng)黑臭底泥的脅迫.因此利用濕地植物修復(fù)黑臭河道時(shí)，可優(yōu)先選擇慈姑，其次是美人蕉，最后是菖蒲.

關(guān)鍵詞：菖蒲；美人蕉；慈姑；黑臭底泥；光合特性

*國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2012ZX07101-008-02)和重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃項(xiàng)目(cstc2013jcyjA20024)聯(lián)合資助.2014-08-11收稿；2014-12-18收修改稿.歐媛(1988～)，女，碩士研究生； E-mail：ouyuan1010@163.com.

近年來(lái)，由于人類活動(dòng)加劇，城市河道黑臭現(xiàn)象日益嚴(yán)重[1-2]，利用植物生態(tài)修復(fù)已成為許多城市水環(huán)境治理的重要方法，已被越來(lái)越多人所認(rèn)可[3-5]，而水生植物能在黑臭河道中生長(zhǎng)是利用植物生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)和前提.富營(yíng)養(yǎng)化水體對(duì)水生植物的影響，多集中在高營(yíng)養(yǎng)鹽濃度脅迫沉水植物的生理生化[6-11]，水生植物對(duì)沉積物底泥氮磷、有機(jī)質(zhì)的吸附方面[12-16].關(guān)于底質(zhì)負(fù)荷對(duì)水生植物生長(zhǎng)影響的研究較少，尤其是黑臭河道底泥對(duì)濕地植物生長(zhǎng)的影響.目前黑臭河道的修復(fù)多運(yùn)用濕地植物，所以研究黑臭河道底泥對(duì)濕地植物生長(zhǎng)的影響具有重要意義.

菖蒲(Acoruscalamus)、美人蕉(Cannaindica)和慈姑(Sagittariasagittifolia)為多年生濕地植物，根系發(fā)達(dá)，對(duì)不利環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，吸附能力強(qiáng)，屬河道修復(fù)常見(jiàn)植物[17].本實(shí)驗(yàn)以城市黑臭河道底泥和慈姑、菖蒲、美人蕉3種濕地植物構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，室內(nèi)模擬3種濕地植物在黑臭底泥中的生長(zhǎng)情況，探討濕地植物的生長(zhǎng)及光合響應(yīng)機(jī)制，為黑臭河道修復(fù)的物種選擇提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 底泥

底泥采自某富營(yíng)養(yǎng)化城市黑臭河道，含水量為69.71%，氧化還原電位為-102.38mV，pH為7.08，總有機(jī)質(zhì)、總氮、總磷含量分別為19423.57、1140.43、530.15mg/kg. 采用彼得森采泥器于2013年5月采集表層沉積物. 低溫風(fēng)干后過(guò)100目篩，去除粗粒及動(dòng)植物殘?bào)w，充分混勻備用.

1.2 濕地植物培養(yǎng)

本實(shí)驗(yàn)選用典型濕地植物菖蒲(A.calamus)、美人蕉(C.indica)和慈姑(S.sagittifolia). 2013年5月將從富營(yíng)養(yǎng)河道采集的3種濕地植物種植在高密度聚乙烯柱內(nèi)(直徑×高：70mm×35cm，預(yù)先經(jīng)過(guò)5%的HCl處理后用蒸餾水沖洗干凈)，底泥厚度為30cm，每個(gè)柱子種植1株植物，自然光照下生長(zhǎng)2周.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)3種植物的株高分別為11.9±0.9、10.2±0.7、9.8±0.6cm，生物量分別為：0.44±0.07、0.99±0.08、0.50±0.12g.

1.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建：植物聚乙烯柱置于高密度聚乙烯桶底部(頂直徑×底直徑×高：100cm×55cm×95cm)，緩慢注入經(jīng)陽(yáng)光暴曬3d后的自來(lái)水，淹水深度為3cm.實(shí)驗(yàn)在玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行，期間的平均溫度為30±1.5℃，平均光照為(1000±325)×102lx.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始于2013年6月9日，分別在第0、10、20、30、40d測(cè)定菖蒲、美人蕉、慈姑的生物量，同步測(cè)定其葉綠素?zé)晒鈪?shù).

1.4 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定

1.5 快速光響應(yīng)曲線測(cè)定

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，實(shí)驗(yàn)期間對(duì)菖蒲植株生長(zhǎng)的影響采用單因素方差分析(ANOVA-I)，由SigmaPlot 12.0軟件繪圖.

表1 實(shí)驗(yàn)期間3種濕地植物生物量增量的變化*

*同一列標(biāo)注不同字母表示差異顯著(P<0.05).

2 結(jié)果與分析

2.1 黑臭底泥對(duì)3種濕地植物生物量增量的影響

植物生長(zhǎng)過(guò)程中，生物量增量作為植物光合作用凈生產(chǎn)力，用于比較不同植物的光合能力.實(shí)驗(yàn)期間菖蒲、美人蕉的生物量增量表現(xiàn)為降低-升高-降低的趨勢(shì)，而慈姑則持續(xù)增加(表1).菖蒲、美人蕉在第10~20d生物量增量明顯下降，僅分別為第0~10d的45.7%、72.4%，菖蒲、美人蕉在第30~40d生物量增量也下降，僅分別為第20~30d的40.6%、30.4%(P<0.05)，說(shuō)明菖蒲和美人蕉的光合作用凈生產(chǎn)力下降.而慈姑生物量增量明顯增加(P<0.05)，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)期間慈姑的光合能力一直增大.在實(shí)驗(yàn)前30d，3種濕地植物生物量增量表現(xiàn)為美人蕉>慈姑>菖蒲，說(shuō)明短時(shí)間生長(zhǎng)在黑臭底泥中，美人蕉的光合作用能力最強(qiáng)，菖蒲最差；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，菖蒲和美人蕉的生物量增量減少，光合能力下降，到實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)生物量增量表現(xiàn)為慈姑>美人蕉>菖蒲(P<0.05)，說(shuō)明較短時(shí)間(≤30d)美人蕉的光合作用凈生產(chǎn)力最大，在較長(zhǎng)時(shí)間(≥30d)慈姑的光合能力最強(qiáng)，而菖蒲的光合作用凈生產(chǎn)能力最弱.

2.2 黑臭底泥對(duì)3種濕地植物葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h2>

葉綠素?zé)晒鈪?shù)是評(píng)估PSⅡ狀態(tài)的指標(biāo).菖蒲、美人蕉和慈姑葉片最大光量子產(chǎn)量(Fv/Fm)反映了當(dāng)所有光合系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)反應(yīng)中心均處于開(kāi)放態(tài)時(shí)的量子產(chǎn)量[22]，其值降低是受抑制最明顯的特征之一[23]. 3種濕地植物的Fv/Fm呈先上升后降低的趨勢(shì)(圖1)，第30d時(shí)，菖蒲、美人蕉的Fv/Fm值達(dá)到最大，分別為0.787、0.798，后下降，而慈姑Fv/Fm持續(xù)增加.實(shí)驗(yàn)0~30d內(nèi)美人蕉的Fv/Fm大于慈姑，在第40d時(shí)，美人蕉的Fv/Fm降低小于慈姑的Fv/Fm值，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間菖蒲的Fv/Fm值最小.

有效熒光產(chǎn)量(Yield)表示在照光下PSⅡ的實(shí)際光化學(xué)效率，反映植物吸收的光子供給PSⅡ反應(yīng)中心的效率.Yield變化趨勢(shì)與Fv/Fm類似，實(shí)驗(yàn)期間3種濕地植物Yield值都呈先升高后降低的趨勢(shì)(圖1)，第40d時(shí)3種濕地植物的Yield值降低，表明黑臭底泥對(duì)3種濕地植物的實(shí)際光化學(xué)效率有抑制作用；實(shí)驗(yàn)期間3種濕地植物的Yield值表現(xiàn)為前10d較接近，表明黑臭底泥短期脅迫對(duì)實(shí)際光化學(xué)效率的抑制作用不大，第40d時(shí)，美人蕉的Yield值明顯下降(P<0.05)，小于慈姑和菖蒲的值，表明較長(zhǎng)時(shí)間黑臭底泥的脅迫對(duì)3種濕地植物的抑制效果不同，且對(duì)美人蕉的實(shí)際光化學(xué)效率的抑制作用最大.

光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)是PSⅡ天線色素吸收的光能用于光化學(xué)電子傳遞的份額，qP降低反映PSⅡ中開(kāi)放中心比例和參與CO2固定的電子減少.菖蒲、美人蕉的qP值呈先上升后降低的趨勢(shì)(圖1)，且在第10d達(dá)到最大值，分別為0.29、0.59，差異顯著(P<0.05)，后30d逐漸降低，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，說(shuō)明黑臭底泥對(duì)菖蒲和美人蕉光化學(xué)反應(yīng)的電子數(shù)有明顯的脅迫影響.慈姑的qP值呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)，在第40d時(shí)，慈姑的qP值顯著上升(P<0.05)，說(shuō)明慈姑可以適應(yīng)黑臭底泥的脅迫作用.3種濕地植物的qP值表現(xiàn)為美人蕉>慈姑>菖蒲(P<0.05)，說(shuō)明美人蕉PSⅡ中開(kāi)放中心比例和參與CO2固定的電子最多.

qN反映天線色素吸收的光能不能用于電子傳遞而以熱的形式耗散掉的光能部分，是植物保護(hù)PSⅡ的重要機(jī)制.3種濕地植物的qN值表現(xiàn)為美人蕉>慈姑>菖蒲(圖1)，且差異顯著(P<0.05)，表明美人蕉的熱耗散能力最強(qiáng).菖蒲和慈姑在第40d時(shí)呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明隨著黑臭底泥的脅迫使菖蒲和慈姑的熱耗散能力減弱，而美人蕉在第40d時(shí)qN值上升至0.810，說(shuō)明美人蕉光合系統(tǒng)PSⅡ?qū)⑽者^(guò)剩的能量通過(guò)熱耗散的形式釋放，以保護(hù)自身組織免受過(guò)剩光的損害，體現(xiàn)美人蕉在黑臭底泥中生長(zhǎng)的自我保護(hù)機(jī)制.

圖1 實(shí)驗(yàn)期間3種濕地植物Fv/Fm、Yield、qP、qN的變化Fig.1 Changes of Fv/Fm， Yield， qP， qN of three wetland plants during the experiment period

快速光響應(yīng)曲線：PSⅡ的rETR反映實(shí)際光強(qiáng)下的表觀電子傳遞速率，rETR用于度量光化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致碳固定的電子傳遞情況.3種濕地植物的ETR值表現(xiàn)為先增加、后降低的趨勢(shì)(圖2)，在第10d時(shí)達(dá)到最大，飽和光強(qiáng)都為690μmol/(m2·s)，但rETRmax則呈顯著差異(P<0.05)，其中慈姑rETRmax為99.87μmol/(m2·s)， 顯著高于菖蒲(41.33μmol/(m2·s))和美人蕉(68.60μmol/(m2·s)).菖蒲和美人蕉的ETR值在后30d一直下降，說(shuō)明黑臭底泥對(duì)菖蒲、美人蕉的光響應(yīng)能力產(chǎn)生影響，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束都沒(méi)有恢復(fù).而慈姑ETR值于第30d開(kāi)始上升，說(shuō)明慈姑可以適應(yīng)黑臭底泥對(duì)光相應(yīng)能力的脅迫.

圖2 實(shí)驗(yàn)期間3種濕地植物的快速光響應(yīng)曲線Fig.2 Rapid light curves of three wetland plants during the experiment period

3 討論

3.1 黑臭底泥對(duì)3種濕地植物生長(zhǎng)的影響

在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的0~30d內(nèi)，生物量增量表現(xiàn)為美人蕉>慈姑>菖蒲，在第30~40d時(shí)，菖蒲和美人蕉的生物量增量明顯降低，而慈姑持續(xù)增加，最終3種濕地植物的生物量增量表現(xiàn)為慈姑>美人蕉>菖蒲.這有可能是由于菖蒲和美人蕉受到黑臭底泥的抑制或者是進(jìn)入平穩(wěn)的生長(zhǎng)期，但Fv/Fm的值在第30~40d時(shí)都明顯下降，表明植物葉片受到了外界因子的抑制，外界脅迫可能對(duì)PSⅡ反應(yīng)中心造成一定損傷，說(shuō)明美人蕉和菖蒲受到抑制，有研究表明較高的氮磷濃度對(duì)水生植物產(chǎn)生脅迫，影響植物的正常生理活動(dòng)，抑制植物的正常生長(zhǎng)[11，24].雖然慈姑的Fv/Fm值在第30~40d時(shí)也稍有下降趨勢(shì)，但慈姑的生物量增量在第30~40d時(shí)顯著增加(P<0.05)，說(shuō)明慈姑可以適應(yīng)黑臭底泥的外界脅迫.

3.2 黑臭底泥對(duì)3種濕地植物葉片光合機(jī)能的影響

黑臭底泥對(duì)濕地植物生長(zhǎng)的影響直接體現(xiàn)在其對(duì)光合作用的影響上.葉片葉綠素?zé)晒馀c光合作用中各種反應(yīng)過(guò)程密切相關(guān)，任何環(huán)境因子對(duì)光合作用的影響可以通過(guò)葉片的葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)反映出來(lái)[25].PSⅡ系統(tǒng)的光化學(xué)效率是表征光化學(xué)反應(yīng)狀況的一個(gè)重要參數(shù).菖蒲、美人蕉和慈姑在黑臭底泥中的葉綠素?zé)晒鈪?shù)表現(xiàn)出顯著的差異，3種濕地植物Fv/Fm、Yield值在實(shí)驗(yàn)第30d達(dá)到最大后開(kāi)始下降，非脅迫條件下該參數(shù)的變化極小，多數(shù)高等植物Fv/Fm值在脅迫條件下明顯下降[26-27]，當(dāng)Fv/Fm值低于0.8時(shí)，外界脅迫可能對(duì)PSⅡ反應(yīng)中心造成一定損傷[28]，表明3種濕地植物都受到了脅迫.再結(jié)合植物生物量增量的變化，菖蒲和美人蕉生物量增量在第30d明顯下降，慈姑的生物量增量在第30d顯著增加(P<0.05)，說(shuō)明3種濕地植物受到的脅迫程度不同.3種濕地植物的qP、rETR值均表現(xiàn)為慈姑>美人蕉>菖蒲，說(shuō)明慈姑吸收的能量更多地參與了光化學(xué)反應(yīng)，電子傳遞速率增大，合成更多的光合產(chǎn)物.而在黑臭底泥中美人蕉和菖蒲的吸收的光子供給PSⅡ反應(yīng)中心的效率將降低，吸收的光能不能全部用于光合作用，導(dǎo)致光合作用下降.qN值表現(xiàn)為美人蕉>慈姑>菖蒲，美人蕉與菖蒲、慈姑存在顯著差異(P<0.05)，表明美人蕉光合系統(tǒng)PSⅡ?qū)⑽者^(guò)剩的能量通過(guò)熱耗散的形式釋放，以保護(hù)自身組織免受過(guò)剩光的損害，體現(xiàn)美人蕉在黑臭底泥中生長(zhǎng)的自我保護(hù)機(jī)制.

從時(shí)間上看，菖蒲的qP、rETR值在第10d時(shí)達(dá)到極大值，后30d一直下降至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，且菖蒲的qN值也下降，說(shuō)明菖蒲的PSⅡ系統(tǒng)在黑臭底泥的脅迫下已經(jīng)受到損傷，熱耗散能力不能增加，再結(jié)合菖蒲的生物量增量在第30~40d時(shí)明顯下降(P<0.05)，說(shuō)明黑臭底泥的脅迫影響菖蒲的光合作用能力，植物根系也出現(xiàn)少許腐爛的現(xiàn)象.雖然美人蕉的qP、rETR值在實(shí)驗(yàn)后30d也下降，但在第40d時(shí)，美人蕉的qN值上升，說(shuō)明美人蕉仍有較高的熱耗散能力，可以保護(hù)PSⅡ系統(tǒng)免受黑臭底泥的損傷.慈姑qP、rETR值在第10d達(dá)到極大值，在20d時(shí)出現(xiàn)下降，說(shuō)明黑臭底泥對(duì)慈姑的生長(zhǎng)產(chǎn)生了脅迫，而在第30d時(shí)qP、rETR值又上升，且生物量增量持續(xù)顯著增加(P<0.05)，表明在黑臭底泥中慈姑更能有效地利用吸收的光能，合成生長(zhǎng)所需的物質(zhì)，說(shuō)明慈姑可以較快地適應(yīng)黑臭底泥的脅迫.

4 結(jié)論

1) 菖蒲、美人蕉的生物量增量在第30~40d時(shí)明顯下降，F(xiàn)v/Fm、Yield值在第30~40d時(shí)出現(xiàn)下降，表明生長(zhǎng)在黑臭底泥中的菖蒲和美人蕉受到抑制，而慈姑的生物量增量在第30~40d顯著增加，說(shuō)明慈姑可以適應(yīng)黑臭底泥的脅迫.

2) 在第40d時(shí)，菖蒲qP、qN值同時(shí)下降，說(shuō)明菖蒲的PSⅡ系統(tǒng)在黑臭底泥的脅迫下已經(jīng)受到損傷，熱耗散能力不能增加；美人蕉的qP下降，而qN上升，說(shuō)明美人蕉仍有較高的熱耗散能力，可以保護(hù)PSⅡ系統(tǒng)免受黑臭底泥的傷害；慈姑的qP值上升，qN下降，說(shuō)明黑臭底泥中生長(zhǎng)的慈姑更能有效地利用光能合成生長(zhǎng)所需的物質(zhì)，說(shuō)明慈姑可以適應(yīng)黑臭底泥的脅迫.因此在運(yùn)用濕地植物修復(fù)黑臭河道時(shí)，選種可以優(yōu)先考慮慈姑，其次是美人蕉，最后是菖蒲.

參考文獻(xiàn)5

[1]Kim LH， Choi E， Stenstrom MK. Sediment characteristics， phosphorus types and phosphorus release rates between river and lake sediments.Chemosphere， 2003， 50(1)：53-61.

[2]方宇翹，裘祖楠.城市河流中黑臭現(xiàn)象的研究.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1993，13(4)：256-262.

[3]金相燦，屠清瑛.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1990.

[4]劉淑媛，任久長(zhǎng)，由文輝.利用人工基質(zhì)無(wú)土栽培經(jīng)濟(jì)植物凈化富營(yíng)養(yǎng)化水體的研究.北京大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1999，35(4)：518-522.

[5]楊丹菁，靖元孝，陳兆平等.水翁對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體氮，磷去除效果及規(guī)律研究.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2001，21(5)：637-639.

[6]Fang YY， Babourina O， Rengel Zetal. Spatial distribution of ammonium and nitrate fluxes along roots of wetland plants.PlantScience， 2007， 173(2)：240-246.

[7]Mony C， Koschnick TJ， Haller WTetal. Competition between two invasive Hydrocharitaceae(Hydrillaverticillata(L. f.)(Royle) andEgeriadensa(Planch)) as influenced by sediment fertility and season.AquaticBotany， 2007， 86(3)：236-242.

[8]Shearer JF， Grodowitz MJ， McFarland DG. Nutritional quality ofHydrillaverticillata(L. f.) Royle and its effects on a fungal pathogenMycoleptodiscusterrestris(Gerd.)Ostazeski.BiologicalControl， 2007， 41(2)：175-183.

[9]Xiao Y， Wang YL， Gao SXetal. Chemical composition ofHydrillaverticillata(L. f.) Royle in Taihu Lake.ChineseJournalofChemistry， 2007， 25(5)：661-665.

[10]劉燕，王圣瑞，金相燦等.水體營(yíng)養(yǎng)水平對(duì)3種沉水植物生長(zhǎng)及抗氧化酶活性的影響.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18(1)：57-63.

[11]王瑁，顧宇飛，朱增銀.不同營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)下金魚(yú)藻的生理響應(yīng).應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16(2)：337-340.

[12]李振國(guó)，王國(guó)祥，張佳等.苦草(Vallisnerianatans)根系對(duì)沉積物中各形態(tài)磷的影響.環(huán)境科學(xué)，2014，35(4)：1304-1310.

[13]馬久遠(yuǎn)，王國(guó)祥，李振國(guó)等.太湖兩種水生植物群落對(duì)沉積物中氮素的影響.環(huán)境科學(xué)，2013，34(11)：4240-4250.

[14]王立志，王國(guó)祥，俞振飛等.沉水植物生長(zhǎng)期對(duì)沉積物和上覆水之間磷遷移的影響.環(huán)境科學(xué)，2012，33(2)：385-392.

[15]王立志，王國(guó)祥，俞振飛等.苦草(Vallisnerianatans)生長(zhǎng)期對(duì)沉積物磷形態(tài)及遷移的影響.湖泊科學(xué)，2011，23(5)：753-760.

[16]俞振飛，王國(guó)祥，王立志等.苦草(Vallisnerianatans)和黑藻(Hydrillaverticillata)對(duì)沉積物各形態(tài)磷垂直分布的影響.湖泊科學(xué)，2012，24(3)：378-383.

[17]中國(guó)科學(xué)院《中國(guó)植物志》編委會(huì).中國(guó)植物志. 北京：科學(xué)出版社，1999.

[18]Ralph P， Gademann R， Dennison W. In situ seagrass photosynthesis measured using a submersible， pulse-amplitude modulated fluorometer.MarineBiology， 1998， 132(3)：367-373.

[19]李強(qiáng)，王國(guó)祥，潘國(guó)權(quán)等.水體濁度對(duì)菹草萌發(fā)及萌發(fā)苗光合熒光特性的影響.生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26(11)：3594-3601.

[20]Ralph PJ， Gademann R. Rapid light curves： a powerful tool to assess photosynthetic activity.AquaticBotany， 2005， 82(3)：222-237.

[21]Schreiber U， Gademann R， Ralph Petal. Assessment of photosynthetic performance of Prochloron inLissoclinumpatellain hospite by chlorophyll fluorescence measurements.PlantandCellPhysiology， 1997， 38(8)：945-951.

[22]張守仁.葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)的意義及討論.植物學(xué)通報(bào)，1999，16(4)：444-448.

[23]Demmig B， Bj?rkman O. Comparison of the effect of excessive light on chlorophyll fluorescence and photon yield of O2evolution in leaves of higher plants.Planta， 1987， 171(2)：171-184.

[24]Wang B， Li W. Physiological reactions ofPotamogetonmalaianusto different N and P concentrations in the growth medium.ActaEcologicaSinica， 2001， 22(10)：1616-1621.

[25]惠紅霞，許興，李前榮.外源甜菜堿對(duì)鹽脅迫下枸杞光合功能的改善.西北植物學(xué)報(bào)，2003，23(12)：2137-2142.

[26]韓博平，韓志國(guó)，付翔.藻類光合作用機(jī)理與模型.北京：科學(xué)出版社，2003.

[27]宋玉芝，蔡煒，秦伯強(qiáng).太湖常見(jiàn)浮葉植物和沉水植物的光合熒光特性比較.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，20(3)：569-573.

[28]Dawson S， Dennison W. Effects of ultraviolet and photosynthetically active radiation on five seagrass species.MarineBiology， 1996， 125(4)：629-638.

J.LakeSci.(湖泊科學(xué))， 2015， 27(4)： 643-648

?2015 byJournalofLakeSciences

Impact of black odor sediment on photosynthetic fluorescence of three emergent plant species

OU Yuan1， HAN Ruiming1， LI Qiang2， WANG Wenlin1& WANG Guoxiang1

(1：CollegeofGeographicalScience，NanjingNormalUniversity，Nanjing210023，P.R.China)

(2：KeyLaboratoryofWaterEnvironmentalRestoration，ChongqingUniversityofArtsandSciences，Chongqing402160，P.R.China)

Abstract：Black odor urban rivers raised increasing concerns on its subsequent serious pollution. Investigation over the impact of black odorous sediment on the growth of wetland plants can offer scientific basis for species selection for river remediation. Acorus calamus， Canna indica and Sagittaria sagittifolia were cultivated in black odorous sediment to determine growth parameters including the change of shoot biomass， and photosynthetic fluorescence parameters including Fv/Fm， Yield， qP， qN， rETR of leaves. The results showed that after 40 days， the black odorous sediment had decreased shoot biomass of A. calamus， C. indica compared to that of day 30， while S. sagittifolia increased； Values of qP， rETR in A. calamus and C. indica reached to the maximum of 41.33μmol/(m2·s) and 68.60μmol/(m2·s) at day 10， then decreased continuously till the end of the experiment. However， values of qP， rETR in S. sagittifolia peaked at day 10， then declined and increased after day 30 till the end of the experiment. It showed that black odorous sediment restrained the photosynthetic fluorescence of A. calamus and C. indica， whereas S. sagittifolia could adapt to the stress condition in less than 40 days； at day 40， qP of C. indica decreased and qN increased， illustrating that the leaf of C. indica had relatively higher capacity of heat dissipation， while the decline of qP， qN in A. calamus suggested that black odorous sediment damaged the photosynthetic system of A. calamus. In conclusion， when using wetland plants to remediate black odor river， the first choice is S. sagittifolia， then C. indica and the last A. calamus.

Keywords：Acorus calamus； Canna indica； Sagittaria sagittifolia； black odorous sediment； photosynthetic fluorescence

通信作者**；E-mail：wangguoxiang@njnu.edu.cn.

DOI10.18307/2015.0412