不同水質對沉水植物馬來眼子菜主要生理指標的影響研究

高敏，劉鑫，鄧建才，張洪梅，胡春華

1. 中國科學院南京地理與湖泊研究所，江蘇 南京 210008；2. 中國科學院研究生院，北京 100049

不同水質對沉水植物馬來眼子菜主要生理指標的影響研究

高敏1,2，劉鑫1,2，鄧建才1*，張洪梅1，胡春華1

1. 中國科學院南京地理與湖泊研究所，江蘇 南京 210008；2. 中國科學院研究生院，北京 100049

沉水植物生理指標能反映其生長的環(huán)境條件變化，建立二者的關系對認識沉水植物衰退機理以及湖泊生態(tài)系統修復具有重要的意義。采用原位試驗，分析了太湖不同營養(yǎng)狀態(tài)條件下馬來眼子菜（Potamogeton wrightii Morong）葉片內葉綠素含量、過氧化物酶（POD）活性以及游離脯氨酸（PRO）含量的差異，初步探討了馬來眼子菜葉片內主要生理指標對水質的響應機理。結果表明：（1）馬來眼子菜分布的不同湖區(qū)間水質理化因子、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數（TLI）存在顯著的空間差異，馬來眼子菜主要生長于中營養(yǎng)水質或富營養(yǎng)狀態(tài)下；（2）太湖馬來眼子菜葉片內主要生理指標存在顯著空間差異，其葉綠素、POD與TLI呈顯著二次多項式回歸關系，中營養(yǎng)水平下，除游離脯氨酸外，其他生理指標均與TLI呈顯著相關；（3）中營養(yǎng)水平下，馬來眼子菜葉片內各生理指標與水質理化因子之間表現為顯著相關性，且與TN、TP及CODMn關系最為密切。本試驗表明，馬來眼子菜比較適合中營養(yǎng)水質條件，水體氮磷濃度、高錳酸鹽指數對馬來眼子菜的生理影響較大。

水質；馬來眼子菜；營養(yǎng)水平；生理

GAO Min, LIU Xin, DENG Jiancai, ZHANG Hongmei, HU Chunhua. Studies on Effects of Water Quality in Different Lake Zones on Main Physiological Indices of Potamogeton wrightii Morong [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(11): 1886-1892.

沉水植物是湖泊水生生態(tài)系統的重要組成部分、主要初級生產者及食物鏈的關鍵環(huán)節(jié)，在調控湖泊生態(tài)系統能量循環(huán)和維持生態(tài)結構、功能穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要作用（Duarte et al.，1986）；在富營養(yǎng)化或水質污染較為嚴重的水體中，沉水植物具有降低氮磷營養(yǎng)鹽、提高水體透明度、抑制藻類生長與底泥再懸浮等重要的生態(tài)功能（Carpenter et al.，1986；Hilt et al.，2008；左奇麗等，2012；許曉偉等，2012）。20世紀80年代以來，隨著我國城市化和工業(yè)化程度的不斷提高，湖泊水質快速惡化，氮、磷營養(yǎng)鹽含量嚴重超標，藍藻水華爆發(fā)頻率不斷變高，面積和范圍也越來越大，導致水體透明度明顯降低、生物多樣性減少，湖泊水生植物尤其是沉水植物分布面積銳減，并向耐污型物種演化（余國營等，2000）。沉水植物體內葉綠素是植物光合作用最重要的色素，其含量可反映光合作用強度。有研究認為植物體內葉綠素a與葉綠素b的比值也是反映光合器官生理狀況的重要參數，葉綠素a/b越大，表明光合作用能力越強（計汪棟等，2007）。過氧化物酶（POD）是一種活性較高的適應性酶，可作為一種活性氧防御物質，與植物的代謝強度及抗寒、抗病能力有關（Bolwell et al.，1997）。游離脯氨酸（PRO）是一種抗逆調節(jié)物質，在逆境中，植物器官中游離脯氨酸含量產生變化，對環(huán)境脅迫產生抵御作用，其含量反映了植物的抗逆性（湯章城，1984）。在當前湖泊水質持續(xù)惡化的形勢下，研究水質空間異質性與水生植物生理指標的關系，對認識湖泊水生植物消亡機制，加強水生植物管理具有十分重要的理論與實踐意義。

馬來眼子菜（Potamogeton wrightii Morong）是眼子菜科多年生沉水草本植物，地下莖發(fā)達，在長江中下游湖泊中分布極其廣泛，是太湖沉水植物優(yōu)勢種之一。馬來眼子菜對水質有著較廣的耐受范圍（王斌等，2002），在太湖水環(huán)境持續(xù)惡化的情況下，馬來眼子菜分布面積未出現減少，甚至在太湖東部湖區(qū)均有分布，是研究湖泊水質對沉水植物影響的較理想材料。本研究采用原位調查的方法，研究不同水質條件下馬來眼子菜葉片中葉綠素含量、過氧化物酶活性和游離脯氨酸含量的差異，探討其生理變化特征，為揭示湖泊水生植物衰退機理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況

太湖是我國第三大淡水湖，水域面積約 2338 km2，平均水深1.89 m。太湖屬于北亞熱帶南部向中亞熱帶北部過度的東西季風氣候區(qū)，水資源豐富。太湖連接大小河流計200余條，導致太湖的水質和生態(tài)類型存在很大的空間異質性。太湖大型水生植物主要分布在貢湖灣、鎮(zhèn)湖灣、光福灣、胥口灣、東山灣、東太湖、東山和西山相連的湖區(qū)以及東太湖和南太湖相連的湖區(qū)（李繼影等，2014）。目前太湖水生植物約有20多種，其中，馬來眼子菜是沉水植被優(yōu)勢種。近30年來，太湖水體富營養(yǎng)化現象嚴重，并呈現逐年惡化的趨勢，水生植物的生長受到嚴重的威脅。

1.2采樣點設置與采樣方法

在對太湖大型水生植物分布進行全面監(jiān)測后發(fā)現，馬來眼子菜在太湖西岸區(qū)域、湖心區(qū)和太湖北部區(qū)域分布較少，因此于2014年10月下旬在馬來眼子菜分布較為集中的東岸及南部沿岸水域布置點位28個（圖1），用GPS確定采樣點位置。使用采草夾在以每個點位為中心的10 m范圍內隨機采樣3次，用湖水清洗干凈，剔除其他種類的水草，然后置于網兜中將水濾干，隨機選取部分植株，同時采集水樣，用冷藏箱將植株和水樣保存，并帶回實驗室分析處理。

圖1 太湖采樣點分布圖Fig. 1 Sampling sites in Lake Taihu

1.3測定項目及測定方法

1.3.1 水質指標測定

水體透明度（SD）采用塞奇式圓盤法，現場測定。總氮（TN）、總磷（TP）和高猛酸鹽指數（CODMn）測定方法參照《湖泊富營養(yǎng)化調查規(guī)范（第二版）》（金相燦等，1990），葉綠素a（Chla）測定采用熱乙醇提取法（陳宇煒等，2006）。

1.3.2 沉水植物生理指標測定

選取馬來眼子菜的新鮮葉片，用自來水沖干凈，然后用去離子水沖洗3次，再用濾紙將葉片表面的水分吸干，將樣品保存于-80 ℃冰箱進行生理指標的測定（宋睿等，2011）。每個采樣點重復測定3次，取平均值。

葉綠素含量測定采用 95%乙醇提取法（李合生，2000），分別于665、649 nm波長下測定吸光度 值 ， 通 過 公 式Ca=13.95A665-6.88A649，Cb=24.96A649-7.32A665，Ca+b=Ca+Cb計算出提取液中葉綠素 a（Ca）、葉綠素 b（Cb）、葉綠素 a+b（Ca+b）濃度（mg·L-1），再計算出馬來眼子菜葉片中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量（mg·g-1）及葉綠素a/b的值。

過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定（陳建勛等，2002），用3 mL反應液和1 mL酶提取液開啟反應，于470 nm波長下測定吸光度值的變化，以每分鐘吸光度值變化0.01為一個過氧化物酶活性單位（U），計算馬來眼子菜葉片中過氧化物酶活性（U·(mg·min)-1）。

游離脯氨酸（PRO）含量的測定采用磺基水楊酸-酸性茚三酮-甲苯比色法（史樹德等，2011），以甲苯為空白，將脯氨酸紅色甲苯溶液于 520 nm波長處測定吸光度值，從標準曲線中查出提取液中脯氨酸的含量（μg），再計算出馬來眼子菜葉片內游離脯氨酸含量（μg·g-1）。

1.4數據處理方法

1.4.1 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數（TLI）的計算

參照《地表水環(huán)境質量評價辦法（試行）》（中國人民共和國環(huán)境保護部，2011）中的相關規(guī)定，湖庫營養(yǎng)狀態(tài)評價應采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數法（TLI）。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數計算公式為：

其中，TLI(Σ)表示綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數；TLIj代表第j種參數的營養(yǎng)狀態(tài)指數；Wj為j種參數的營養(yǎng)狀態(tài)指數的相關權重。以 Chla作為基準，第 j種參數的歸一化的相關權重公式為：

式中，rij為第j種參數與基準參數Chla的相關系數；m為評價參數的個數。

營養(yǎng)狀態(tài)指數計算公式為：

該法采用 0～100的連續(xù)數字對湖泊營養(yǎng)狀態(tài)進行分級：TLI<30為貧營養(yǎng)（Oligotropher）；30≤TLI≤50為中營養(yǎng)（Mesotropher）；5070為重度富營養(yǎng)（Hyper eutropher）。在同一營養(yǎng)狀態(tài)下，TLI值越大，其營養(yǎng)程度越重。

1.4.2 灰色關聯性分析

運用灰色關聯性分析法（鄧聚龍，1993）來比較馬來眼子菜生理指標與各水質因子之間的關聯密切度，用關聯度（ri）表示，其值越大，則關系越密切。分析步驟如下：

第1步：確定分析序列，設置參考序列為X0(k)（k=1，2…n），比較序列為Xi={Xi(k)|k=1，2…n}，i=1，2，…，m。

第2步：將各序列進行無量綱處理。

第3步：計算比較序列和參考序列的關聯系數ξi(k)，其中，ρ為分辨系數，一般取ρ=0.5，公式為：

第4步：求關聯度ri：

1.4.3 數據處理

所有數據的計算和處理使用Excel 2013，統計分析采用 SPSS 19.0，圖形的繪制和處理在 Excel 2013和R 3.2.2中完成。

2 結果與分析

2.1水生植被分布區(qū)水質變化特征

28個采樣點分別位于馬來眼子菜生長較為集中的胥口灣、東太湖、貢湖灣和西南湖區(qū)，分別用A、B、C、D表示（圖1）。上述湖區(qū)水體TN濃度變化范圍依次為0.18～0.33、0.21～0.55、0.21～0.91和 0.50～1.34 mg·L-1，TP濃度為 0.037～0.042、0.044～0.061、0.044～0.063和0.057～0.112 mg·L-1，且各湖區(qū)間 TN、TP平均值存在極顯著差異（P<0.01）；SD變化范圍分別為0.5～1.4、0.25～1.2、0.3～0.8和 0.15～1.5 m，CODMn為 1.76～2.06、1.47～3.23、1.76～3.45和2.28～5.80 mg·L-1，不同湖區(qū)間SD、CODMn平均值呈顯著差異（P<0.05）；Chla含量變化范圍分別為 1.31～5.08、1.09～6.9、1.40～11.55和2.09～54.99 mg·m-3，但各湖區(qū)Chla平均含量差異不顯著（表1）。馬來眼子菜分布區(qū)TLI變化范圍為31.06～64.86，A、B、C 3個湖區(qū)的TLI值較低，D湖區(qū)相對較高，達到富營養(yǎng)化狀態(tài)（TLI>50）。從綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數來看，4個湖區(qū)表現為極顯著差異（P<0.01）。

表1 不同湖區(qū)水質狀況比較Table 1 Comparison of water quality in different zones in Lake Taihu

2.2馬來眼子菜生理指標空間差異性分析

圖2給出了A、B、C、D各湖區(qū)中馬來眼子菜葉片內各生理指標變化，葉片內葉綠素a+b含量分別為(1.95±0.89)、(2.41±0.34)、(2.72±0.60)和(2.62±0.38) mg·g-1，其在A湖區(qū)和D湖區(qū)之間存在顯著差異（P<0.05），且A湖區(qū)葉綠素a+b含量低于其在D湖區(qū)的。馬來眼子菜葉片內葉綠素a、葉綠素b的差異性分析結果與葉綠素a+b一致。葉片內葉綠素a/b的值在4個湖區(qū)中分別為(4.201±0.584)、(3.650±0.186)、(3.535+3.0.379)和(3.777±0.290)，A湖區(qū)分別與C湖區(qū)和D湖區(qū)存在顯著差異（P<0.05），且A湖區(qū)馬來眼子菜葉片內葉綠素a/b比值顯著高于C湖區(qū)和湖D湖區(qū)。4個湖區(qū)中馬來眼子菜葉片內 POD活性分別為(83.68±35.34)、(86.32±20.65)、(91.64±21.42)和(88.81±13.03) U·(mg·min)-1，游離脯氨酸含量分別為(19.83±13.35)、 (35.91±6.46)、 (36.28±19.22)和(21.95±6.83) μg·g-1，這兩個生理指標在4個湖區(qū)間的差異不顯著（P>0.05）。

2.3水體營養(yǎng)條件及理化參數對馬來眼子菜生理指標的影響

2.3.1 水體營養(yǎng)條件對馬來眼子菜生理指標的影響

28個馬來眼子菜采樣點中有23處水體處于中營養(yǎng)（30≤TLI≤50）水平，其余達到富營養(yǎng)狀態(tài)（TLI>50）。由圖3可以看出，馬來眼子菜葉片內葉綠素a+b、葉綠素a、葉綠素b含量和POD活性均與綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數呈極顯著二次多項式回歸關系（P<0.01），其含量或活性隨綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數增加呈較為穩(wěn)定的上升趨勢，而當水體達到富營養(yǎng)狀態(tài)（TLI>50）時，葉綠素a+b、葉綠素a和葉綠素b含量和POD活性略有下降。葉綠素a/b、游離脯氨酸與綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數的關系不顯著（P>0.05）。可見，馬來眼子菜更適合生長于中營養(yǎng)水質。

圖2 不同湖區(qū)馬來眼子菜葉片內生理指標的比較Fig. 2 Comparison of physiological indices in leaves of P. wrightii Morong in different zones in Lake Taihu

表2 中營養(yǎng)水體中馬來眼子菜葉片生理指標與水質因子及TLI的相關關系Table 2 Relation between physiological indices in leaves of P. wrightii Morong and water factors as well as TLI in mesotrophic water

2.3.2 中營養(yǎng)水體中營養(yǎng)條件及理化參數對馬來眼子菜生理指標的影響

由表2可知，中營養(yǎng)水平下，馬來眼子菜葉片內葉綠素a+b、葉綠素a、葉綠素b含量和POD活性均與TLI呈極顯著正線性相關（P<0.01），葉綠素a/b與TLI呈顯著負線性相關（P<0.05），游離脯氨酸與TLI的關系不顯著（P>0.05）。馬來眼子菜葉片中葉綠素含量和TN、TP濃度有顯著的正相關性（P<0.05）；總氮濃度對馬來眼子菜葉片中的過氧化物酶活性也有顯著的影響（P<0.05），過氧化物酶活性隨總氮濃度的升高而增強，而總磷濃度對過氧化物酶活性的影響并不顯著（P>0.05）；馬來眼子菜葉片內葉綠素a+b、葉綠素a和葉綠素b含量及POD活性與水體CODMn、Chla呈顯著的正相關（P<0.05），而SD與馬來眼子菜生理指標呈顯著的負相關（P<0.05）。中營養(yǎng)水質下馬來眼子菜葉片中游離脯氨酸含量與水質因子之間無顯著相關性。

圖3 馬來眼子菜葉片內各生理指標與綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數的關系Fig. 3 Relation between physiological indices in leaves of P. wrightii Morong with the comprehensive eutrophication index (TLI) of water

圖4 各湖區(qū)馬來眼子菜葉片生理指標與水質因子的灰色關聯性分析Fig. 4 Grey correlation analysis between physiological indices in leaves of P. wrightii Morong and water factors in different zones in Lake Taihu

馬來眼子菜在太湖的空間分布特征明顯。圖4分析了太湖不同湖區(qū)馬來眼子菜葉片各生理指標與主要水質因子之間的灰色關聯性分析圖，灰色關聯度（ri）越大表明水質因子與生理指標之間的關聯程度越高，對馬來眼子菜生理狀態(tài)的影響越大。從圖4可以看出，在TLI較低的A湖區(qū)中與葉綠素含量、過氧化物酶活性關聯密切的水質因子為TN、TP、Chla；其他3個湖區(qū)中與葉綠素含量、過氧化物酶活性關聯密切的水質因子為TN、TP、CODMn。A湖區(qū)和C湖區(qū)中與葉綠素a/b和游離脯氨酸含量關聯密切的水質因子為TP、CODMn、SD，B湖區(qū)和D湖區(qū)中與葉綠素a/b和游離脯氨酸含量關聯密切的水質因子為TN、TP、CODMn。

3 討論和結論

3.1討論

沉水植物在其生理周期的大部分時期都生長在水面以下，其生長會受到水體營養(yǎng)條件及各種理化性質的影響。當水體環(huán)境對沉水植物造成逆境脅迫時，細胞內物質固有的平衡遭到破壞，會影響植物細胞的光合、呼吸及其他代謝過程（Tracy，2003）。水環(huán)境對沉水植物的影響在不同生理指標上的表現并不完全一致，因此只能通過綜合評價來分析水質對馬來眼子菜的影響機制（王移等，2011；覃曉艷等，2013）。本試驗中對馬來眼子菜主要分布區(qū)的水質進行差異性分析，結果發(fā)現4個湖區(qū)水體在理化參數和綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數上均存在顯著差異，而馬來眼子菜葉片生理指標在4個湖區(qū)之間差異也很顯著，因而可以看出，馬來眼子菜生理指標與不同水質之間可以建立一定的聯系。

湖泊富營養(yǎng)化引起的藻類水華，導致浮游藻類大量繁殖、水體透明度下降、水下光照強度減弱，會對沉水植物的生長造成嚴重影響。太湖28個馬來眼子菜采樣點中有23處水體處于中營養(yǎng)水平，馬來眼子菜葉片內葉綠素含量、POD活性與水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數呈極顯著二次多項式回歸關系（P<0.01），當營養(yǎng)狀態(tài)達到富營養(yǎng)（TLI>50）時，葉綠素含量和POD活性的上升趨勢轉變?yōu)橄陆第厔?。中營養(yǎng)水體中，馬來眼子菜葉片內葉綠素含量、POD活性與TLI均呈極顯著正相關（P<0.01），而葉綠素a/b與TLI呈顯著負相關（P<0.05），表明營養(yǎng)水平的適度增加對于有助于馬來眼子菜葉綠素含量和抗氧化酶活性的提高，而對光合作用強度有所減弱。結果可看出，馬來眼子菜適合生長于中營養(yǎng)水體中，其生長并未受到抑制。當富營養(yǎng)化水平升高超過馬來眼子菜所能承受范圍時，植物受到逆境脅迫，生理指標的含量出現下降，抗逆境能力受到影響，植物生長受到抑制。

不同水質理化因子對沉水植物生長的影響國內外均有報道。研究發(fā)現，氮磷營養(yǎng)鹽含量的增加對沉水植物的生長具有促進作用，當營養(yǎng)鹽含量過高時，沉水植物的生長就會受到抑制（Kubín et al.，1997）。浮游藻類個體小、生產力高，對營養(yǎng)的吸收能力強，極易造成對沉水植物的營養(yǎng)限制，因而富營養(yǎng)化水體中大量的藻類對沉水植物有明顯的抑制效應（刁曉君等，2013）。本研究發(fā)現，在中營養(yǎng)水平下（30≤TLI≤50），馬來眼子菜葉片中葉綠素含量和過氧化物酶活性與水體TN呈顯著正相關，TP也對馬來眼子菜葉片中葉綠素含量有顯著的影響，表明水體氮磷濃度對馬來眼子菜的生理指標產生一定的影響。從灰色關聯性分析來看，馬來眼子菜葉片內各生理指標與水體TN、TP、CODMn關系更為密切，表明這3種水質因子對其生理狀態(tài)影響更大。太湖長期的監(jiān)測數據顯示，水體中葉綠素a與總磷濃度有很好的相關性，楊頂田等研究也認為高負荷的磷可通過刺激藻類大量生長而間接抑制水生植物的光合作用（楊頂田等，2003），本研究結果也發(fā)現水體中 Chla與氮磷濃度也有極顯著的相關關系（P<0.01），說明湖泊富營養(yǎng)化程度在很大程度上受制于營養(yǎng)鹽累積程度。在中營養(yǎng)水平下，馬來眼子菜葉片葉綠素含量、過氧化物酶活性與水體中 Chla濃度呈顯著正相關，進一步表明營養(yǎng)鹽是影響馬來眼子菜生長的重要因子。水體透明度與氮磷濃度呈顯著負相關，馬來眼子菜葉片中葉綠素含量以及過氧化物酶活性隨水體透明度升高而顯著降低，表明當水體透明度高而氮磷濃度較低時，馬來眼子菜的生長仍然受到抑制。CODMn是水質監(jiān)測的重要指標，可以反映水體受有機污染還原性物質污染的程度。在中營養(yǎng)水體中馬來眼子菜葉片葉綠素含量、過氧化物酶活性均與 CODMn呈顯著正相關，表明馬來眼子菜在水質污染嚴重的水體中仍能夠生長。

3.2結論

（1）通過對馬來眼子菜主要分布湖區(qū)（胥口灣、東太湖、貢湖灣和西南區(qū)）的原位調查發(fā)現，不同湖區(qū)間的水質理化性質存在顯著的空間異質性。從水體營養(yǎng)狀態(tài)來看，其主要分布在中營養(yǎng)水體中，在輕度富營養(yǎng)狀態(tài)下有少量生長。

（2）太湖馬來眼子菜生理指標存在空間差異，葉綠素含量、過氧化物酶活性和游離脯氨酸含量在貢湖灣最高，而在西南區(qū)最低。葉綠素含量、過氧化物酶活性與TLI呈二次多項式回歸關系，過高的營養(yǎng)水平對其有抑制作用。在馬來眼子菜主要分布的中營養(yǎng)水體中，除游離脯氨酸之外，其余生理指標均與TLI呈顯著相關。

（3）中營養(yǎng)水體中，馬來眼子菜各生理指標與水質因子之間存在顯著相關性，灰色關聯性分析結果表明其與水體營養(yǎng)鹽（TN、TP）、CODMn關系最為密切。

BOLWELL G P, WOJTASZEK P. 1997. Mechanisms for the generation of reactive oxygen species in plant defence–a broad perspective [J]. Physiological and Molecular Plant Pathology, 51(6): 347-366.

CARPENTER S R, LODGE D M. 1986. Effects of submersed macrophyteson ecosystem processes [J]. Aquatic botany, 26: 341-370.

DUARTE C M, KALFF J, PETERS R H. 1986. Patterns in biomass and cover of aquatic macrophytes in lakes [J]. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 43(10): 1900-1908.

HILT S, GROSS E M. 2008. Can allelopathically active submerged macrophytes stabilise clear-water states in shallow lakes? [J]. Basic and Applied Ecology, 9(4): 422-432.

KUBíN P, MELZER A. 1997. Chronological relationship between eutrophication and reed decline in three lakes of southern Germany [J]. Folia Geobotanica, 32(1): 15-23.

TRACY M, MONTANTE J M, ALLENSON T E, et al. 2003. Long-term responses of aquatic macrophyte diversity and community structure to variation in nitrogen loading[J]. Aquatic Botany, 77(1): 43-52.

陳建勛，王曉峰. 2002. 植物生理學實驗指導[M]. 廣州: 華南理工大學出版社.

陳宇煒, 陳開寧, 胡耀輝. 2006. 浮游植物葉綠素a測定的“熱乙醇法”及其測定誤差的探討[J]. 湖泊科學, 18(5): 550-552.

鄧聚龍. 1993. 灰色控制系統[M]. 武漢: 華中科技大學出版社.

刁曉君, 黃彩虹, 何連生, 等. 2013. 白洋淀草型與藻型湖泊沉水植物群落結構差異及影響因素[J]. 濕地科學, 11(3): 366-371.

計汪棟, 施國新, 楊海燕, 等. 2008. 銅脅迫對竹葉眼子菜葉片生理指標和超微結構的影響[J]. 應用生態(tài)學報, 18(12): 2727-2732.

金相燦, 屠清瑛. 1990. 湖泊富營養(yǎng)化調查規(guī)范[M]. 北京: 中國環(huán)境科學出版社.

李合生. 2000. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京: 高等教育出版社.

李繼影, 吳昕賢, 徐恒省, 等. 2014. 太湖大型水生植物的現狀與管理研究[J]. 環(huán)境科學與管理, 39(3): 118-120.

史樹德, 孫亞卿, 魏磊. 2011. 植物生理學實驗指導[M]. 北京: 中國林業(yè)出版社.

宋睿, 姜錦林, 耿金菊, 等. 2011. 不同濃度銨態(tài)氮對苦草的生理影響[J]. 中國環(huán)境科學, 31(3): 448-453.

覃曉艷, 林萍, 馬佳, 等. 2013. 五種水生植物對生活污水的生理響應[J]. 湖北農業(yè)科學, 52(17): 4058-4062.

湯章城. 1984. 逆境條件下植物脯氨酸的累積及其可能的意義[J]. 植物生理學通訊, (1): 15-21.

王斌, 李偉. 2002. 不同N、P濃度條件下竹葉眼子菜的生理反應[J]. 生態(tài)學報, 22(10): 1616-1621.

王移, 衛(wèi)偉, 楊興中, 等. 2011. 黃土丘陵溝壑區(qū)典型植物耐旱生理及抗旱性評價[J]. 生態(tài)與農村環(huán)境學報, 27(4): 56-61.

許曉偉, 陳昌仁, 萬福緒, 等. 2012. 高等水生植物對太湖沉積物再懸浮特征的影響[J]. 安徽農業(yè)科學, 40(3): 1706-1709.

楊頂田, 陳偉民, 江晶, 等. 2003. 藻類爆發(fā)對太湖梅梁灣水體中 NPK含量的影響[J]. 應用生態(tài)學報, 14(6): 969-972.

余國營, 劉永定, 丘昌強, 等. 2000. 滇池水生植被演替及其與水環(huán)境變化關系[J]. 湖泊科學, 12(1): 73-80.

中國人民共和國環(huán)境保護部. 2011. 地表水環(huán)境質量評價辦法(試行)(環(huán)辦[2011]22號)[E].

左奇麗, 李子燕, 楊曉玲, 等. 2012. 沉水植物對水中氮, 磷的去除效果[J]. 化工進展, 31(1): 217-221.

Studies on Effects of Water Quality in Different Lake Zones on Main Physiological Indices of Potamogeton wrightii Morong

GAO Min1,2, LIU Xin1,2, DENG Jiancai1, ZHANG Hongmei1, HU Chunhua1
1. Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 2. Graduate School, Chinese Academy of Science, Beijing 10049, China

Physiological indices of submerged macrophytes are reflections of environmental conditions, for which building their correspondence relations of is of important significance to researching the mechanism that submerged macrophytes decline and the lake ecosystem restoring. Response mechanisms of main physiological indices in leaves of Potamogeton wrightii Morong to lake water quality were studied under the field test, combined with measuring Chlorophyll contents and peroxidase (POD) activities as well as free proline (PRO) contents in the leaves of P. wrightii Morong under different water quality and nutrition status. The results showed that: (1) there were significant spatial differences among physicochemical factors and the comprehensive eutrophication index (TLI) in P. wrightii Morong’s main distribution zones in lake Taihu. P. wrightii Morong mainly grew in mesotrophic water or eutrophic water. (2) there were significant spatial differences among main physiological indices in the leaves of P. wrightii Morong in different zones in lake Taihu. There was an obvious quadratic regression relationship between Chlorophyll, POD and TLI. The physiological indices except PRO were significantly correlated with TLI in mesotrophic water. (3) there were significant correlations between physiological indices in the leaves of P. wrightii Morong and physicochemical factors. Besides, the most relevant water factors for physiological indices in the leaves of P. wrightii Morong were TN, TP, and CODMn. The findings from this study indicate that P. wrightii Morong well grows in mesotrophic water, and TN, TP and CODMnhave most important effects on physiological indices of P. wrightii Morong.

water quality; Potamogeton wrightii Morong; trophic level; physiological response

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.11.020

X171.5

A

1674-5906（2015）11-1886-07

國家自然科學基金項目（41230853；41271213）；國家水體污染控制與治理科技重大專項（2014ZX07101-011）；中國科學院重點部署項目（KZZD-EW-10）

高敏（1991年生），女，碩士研究生，研究方向為湖泊生物與生態(tài)。E-mail: gm19911028@163.com *通信作者。鄧建才，E-mail: jcdeng@niglas.ac.cn

2015-09-22

引用格式：高敏, 劉鑫, 鄧建才, 張洪梅, 胡春華. 不同水質對沉水植物馬來眼子菜主要生理指標的影響研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學報, 2015, 24(11): 1886-1892.