基于基底修復的退圩還湖區水生植物配置技術研究

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。

關鍵詞配置模式；穗花狐尾藻；密齒苦草；黑藻；基底修復

中圖分類號S181文獻標識碼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

經過修復后的河道沒有進行生態環境的修復，很快又會回到修復之前的狀態[1-4]，而沉水植物是湖泊生態系統的重要組成部分，能吸收水體中的氮磷等營養元素，對維護湖泊生態系統，控制湖泊富營養化具有重要生態價值；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的作用[5-7]。為使修復后的基底能維持穩定又避免沉水植物群落結構趨向單一化，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，為河道底泥的生態修復提供依據。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室內培養7 d備用。試驗基質使用基底修復后的基質沙土∶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的湖水。將基質去除雜質并混勻，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。將預培養后的植物按照4種不同配置種植到裝有基質的100 L圓形聚乙烯塑料桶中，其中基質為基底修復后的基質（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水，調節至相同的水位條件，放在露天試驗場進行水生植物生長培養試驗。試驗于2015年7月2日開始，至8月2日結束，試驗測定植株最大株高、覆蓋度、成活率、分蘗數、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結果與分析

2.1基質營養情況分析

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

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到100%（圖2），嚴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，嚴重抑制了密齒苦草的生長，導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時間內并沒有增加，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勢減弱，導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的影響

試驗結果表明（圖4），穗花狐尾藻在A種配置類型中的分株數最大，原因可能是在該配置中穗花狐尾藻的數量是最多的，其覆蓋度也是最大的，導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最多；黑藻則在B種配置類型中的分株數最多，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束時的總的生物量干質量；t為試驗天數，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

總葉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葉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種配置類型的總葉綠素和類胡蘿卜素含量最低，其他3種配置類型之間的總葉綠素和類胡蘿卜素含量差異不顯著（圖6）。

3結論與討論

該研究采用生態修復的手段改善基底環境，使修復后的基底維持穩定。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、分株數和相對生長速率的變化是水生植物群落變化的重要指標[8-11]。生物量較大的沉水植物有利于吸收更多的營養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，進行光合作用提供繼續生長所需的能量。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。就分蘗數而言，以黑藻和密齒苦草的分蘗數相對較多，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。

以上研究結果說明，黑藻和穗花狐尾藻是優勢種，具有明顯的競爭優勢，因此在工程實踐過程中，應在保持基底穩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定的群落結構所起的作用有限，還需要進一步的工程實踐來驗證。

參考文獻

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