基于基底修復(fù)的退圩還湖區(qū)水生植物配置技術(shù)研究

閆暉敏 漆志飛 程花等

摘要通過模擬試驗，研究了在沙土∶黃土∶淤泥=1∶1∶1基底條件下的4種不同的沉水植物配置模式密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=1∶2∶1、密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=1∶1∶1、密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=2∶1∶1、密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=1∶1∶2的植物生長情況。結(jié)果表明，密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=2∶1∶1的配置模式下，3種沉水植物的覆蓋度和相對生長速率都比較均勻；不同配置類型的植物群落中以密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=1∶2∶1的葉綠素含量最低，其他3種配置類型之間的葉綠素含量差異不顯著。

關(guān)鍵詞配置模式；穗花狐尾藻；密齒苦草；黑藻；基底修復(fù)

中圖分類號S181文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2015）31-221-03

The Aquatic Configuration Research on the Sediment Rehabilitation of the Returning Fishery to Lake

YAN Huimin， QI Zhifei， CHENG Hua et al

（The Ecological Science and Technology Limited Company of Jiangda， Wuxi， Jiangsu 214061）

Abstract Through simulation experiments， the submerged plant growth was studied in four different configuration modes （Vallisneria denseserrulata∶Myriophyllum spicatum L∶Hydrilla verticillata=1∶2∶1， 1∶1∶1， 2∶1∶1， 1∶1∶2） under the basal condition （sand∶loess∶silt=1∶1∶1）. The coverage and relative growth rates of three submerged plants were relatively uniform at the results show that the configuration mode of Vallisneria denseserrulata∶Myriophyllum spicatum L∶Hydrilla verticillata=2∶1∶1. The chlorophyll content of Allisneria denseserrulata∶Myriophyllum spicatum L∶Hydrilla verticillata=1∶2∶1 was the lowest， and the chlorophyll content of the other configuration modes was not significant.

Key words Configuration mode； Myriophyllum spicatum L.； Vallisneria denseserrulata； Hydrilla verticillata； Sediment rehabilitation

經(jīng)過修復(fù)后的河道沒有進(jìn)行生態(tài)環(huán)境的修復(fù)，很快又會回到修復(fù)之前的狀態(tài)[1-4]，而沉水植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，能吸收水體中的氮磷等營養(yǎng)元素，對維護(hù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)，控制湖泊富營養(yǎng)化具有重要生態(tài)價值；沉水植物不僅影響著水中的魚類、浮游生物、底棲動物的組成和分布，而且可以起到消浪和凈化水質(zhì)的作用[5-7]。為使修復(fù)后的基底能維持穩(wěn)定又避免沉水植物群落結(jié)構(gòu)趨向單一化，筆者研究在沙土∶黃土∶淤泥=1∶1∶1基底下適宜的沉水植物配置模式，為河道底泥的生態(tài)修復(fù)提供依據(jù)。該試驗選用土著植物作為先鋒物種，觀察水生植物正常的生長、繁殖情況，研究基底修復(fù)條件下沉水植物群落配置模式的生長情況，篩選出最佳的沉水植物群落配置模式。

1試驗材料與方法

1.1試驗材料

水生植物選用密齒苦草、輪葉黑藻和穗花狐尾藻，該3種植物均挖自太湖新城湖濱流域退圩還湖示范工程區(qū)健康植株，挑選生長良好、生物量相近、長勢一致的植株20 cm室內(nèi)培養(yǎng)7 d備用。試驗基質(zhì)使用基底修復(fù)后的基質(zhì)沙土∶黃土∶淤泥=1∶1∶1，其中沙土、黃土均選自小溪港項目部周邊土壤，淤泥選自許仙港河道底泥。試驗用水取自小溪港示范區(qū)的湖水。將基質(zhì)去除雜質(zhì)并混勻，然后將其平鋪于圓形塑料桶中，厚度為15 cm，圓形塑料桶容積100 L。

1.2試驗方法

該試驗選取4種不同的沉水植物配置模式，A為密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=1∶2∶1、B為密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=1∶1∶1、C為密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=2∶1∶1、D為密齒苦草∶穗花狐尾藻∶黑藻=1∶1∶2。將預(yù)培養(yǎng)后的植物按照4種不同配置種植到裝有基質(zhì)的100 L圓形聚乙烯塑料桶中，其中基質(zhì)為基底修復(fù)后的基質(zhì)（沙土∶黃土∶淤泥=1∶1∶1），每種配置做3個平行。向100 L的聚乙烯塑料桶注入湖區(qū)水，調(diào)節(jié)至相同的水位條件，放在露天試驗場進(jìn)行水生植物生長培養(yǎng)試驗。試驗于2015年7月2日開始，至8月2日結(jié)束，試驗測定植株最大株高、覆蓋度、成活率、分蘗數(shù)、相對生長速率及葉綠素含量。其中植物葉綠素含量的測定采用95%乙醇浸提法，用UV4802型紫外可見光分光光度計在665、649、470 nm波長下測光密度OD值，葉綠素含量基于葉片鮮重，以mg/g（FW）表示。

2結(jié)果與分析

2.1基質(zhì)營養(yǎng)情況分析

測定試驗前與試驗后的底泥營養(yǎng)物質(zhì)含量，結(jié)果表明試驗結(jié)束后的底泥營養(yǎng)物質(zhì)含量明顯低于試驗前的營養(yǎng)物質(zhì)含量（表1），原因可能是植物吸收了底泥中的營養(yǎng)物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為自身生長所需的營養(yǎng)元素。

2.2不同配置模式對植物覆蓋度的影響

由圖1可知，在4種群落配置中，穗花狐尾藻的覆蓋度最大，而在密齒苦草和黑藻的種植面積較大時，其覆蓋度才會有所提高。在C種配置模式中，穗花狐尾藻、密齒苦草和黑藻的覆蓋度相差不大。

2.3不同配置模式對植物成活率的影響

由于群落配置之間存在差別，不同的配置上植物的成活率也會有差別。 在A種配置類型中，穗花狐尾藻的成活率達(dá)到100%（圖2），嚴(yán)重抑制了密齒苦草的生長。4種植物群落配置中，穗花狐尾藻和黑藻的成活率均比密齒苦草的成活率高，可能是因為穗花狐尾藻和黑藻的株高比密齒苦草的株高要高，光合作用較大，嚴(yán)重抑制了密齒苦草的生長，導(dǎo)致密齒苦草的成活率較低。

2.4不同配置模式對植物植株高度的影響

由圖3可知，在4種配置類型中，穗花狐尾藻、黑藻、密齒苦草的最大株高沒有顯著性差異，而密齒苦草的最大株高在培養(yǎng)時間內(nèi)并沒有增加，可能是由于穗花狐尾藻和黑藻株高比較大，光合作用能力較強，從而使得密齒苦草對光合作用優(yōu)勢減弱，導(dǎo)致其向上生長的速度緩慢。

2.5不同配置模式對植物植株分株數(shù)的影響

試驗結(jié)果表明（圖4），穗花狐尾藻在A種配置類型中的分株數(shù)最大，原因可能是在該配置中穗花狐尾藻的數(shù)量是最多的，其覆蓋度也是最大的，導(dǎo)致其光合作用的能力較強，有利于其繁殖生長，所以生長繁殖能力較強；密齒苦草在C種配置類型中的分株數(shù)最多；黑藻則在B種配置類型中的分株數(shù)最多，可能是在該配置中，黑藻的覆蓋度占的比例比較大，有利于黑藻的生長。

2.6不同配置模式對植物相對生長速率的影響

水生植物相對生長速率（RGR ）的計算公式：RGR=（lnW2-lnW1）/t。

式中，W1 和W2 分別為植物開始和結(jié)束時的總的生物量干質(zhì)量；t為試驗天數(shù)，d。

由圖5可知，3種沉水植物的相對生長速率在C種配置類型中生長得比較均勻，密齒苦草在該配置中的相對生長速率較高，其他兩種植物生長速率適中；在B種配置類型中，黑藻的相對生長速率最高。

2.7不同配置模式對植物葉綠素的影響

總?cè)~綠素類以及類胡蘿卜素含量既在3種沉水植物之間存在顯著的種間差異，又顯著受不同配置模式的影響。在3種沉水植物之間，黑藻中類胡蘿卜素含量以及總?cè)~綠素含量顯著高于穗花狐尾藻和密齒苦草中的含量；穗花狐尾藻和密齒苦草之間的葉綠素含量差異不顯著。不同配置類型的植物群落中，以A種配置類型的總?cè)~綠素和類胡蘿卜素含量最低，其他3種配置類型之間的總?cè)~綠素和類胡蘿卜素含量差異不顯著（圖6）。

3結(jié)論與討論

該研究采用生態(tài)修復(fù)的手段改善基底環(huán)境，使修復(fù)后的基底維持穩(wěn)定。試驗選用沙土∶黃土∶淤泥=1∶1∶1的基底，探索在該基底條件下最佳的水生植物群落配置模式。

植物覆蓋度、成活率、最大株高、分株數(shù)和相對生長速率的變化是水生植物群落變化的重要指標(biāo)[8-11]。生物量較大的沉水植物有利于吸收更多的營養(yǎng)元素以及擴展生存和繁衍的空間，而植株較高的沉水植物更加容易接受充足的光照，進(jìn)行光合作用提供繼續(xù)生長所需的能量。該試驗中，C種配置類型中植物覆蓋度比較均勻；在4種配置模式中，穗花狐尾藻和黑藻的成活率都要比密齒苦草的成活率高，最大株高也是以密齒苦草的最低。就分蘗數(shù)而言，以黑藻和密齒苦草的分蘗數(shù)相對較多，原因可能是黑藻的無性繁殖速率、無性繁殖體的

成活率和生根能力較強；密齒苦草的分蘗數(shù)較高可能是因為密齒苦草向上生長的速率較慢，但是匍匐莖的繁殖速度反而增加了。3種水生植物在C種配置類型中相對生長速率都比較均勻。就植物葉綠素而言，以穗花狐尾藻∶黑藻=1∶2∶1配置下的葉綠素和類胡蘿卜素含量最低，其他3種配置類型之間的葉綠素含量差異不顯著。

以上研究結(jié)果說明，黑藻和穗花狐尾藻是優(yōu)勢種，具有明顯的競爭優(yōu)勢，因此在工程實踐過程中，應(yīng)在保持基底穩(wěn)定條件下綜合考慮植株的生物量、成活率、生物多樣性等因素。由于該試驗時間周期較短，人工配置的植物形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu)所起的作用有限，還需要進(jìn)一步的工程實踐來驗證。

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