水平方向上桐花樹人工濕地植物生理生態特性研究

摘要：植物在人工濕地污水系統中起著重要的作用，但目前對于植物在人工濕地污水處理系統水平方向上的生理生態特性卻很少研究。本論文研究濕地植物桐花樹在人工濕地水平方向上的生理生態學特性。實驗結果表明，隨著水平距離的增加，超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）活性降低，丙二醛（MDA）含量減少，根系活力減弱。株高、葉片含水量、葉綠素含量、蛋白質含量隨著水平距離而增加，但差異不顯著。

關鍵詞：人工濕地;桐花樹;生理活性

中圖分類號：X173 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.113

Abstract：Plants always play an important role in constructed wetland system. However ，we still had few studies about physiological ecology characteristic at different distances all through these years .The research objectives of this thesis is supposed to be the constructed wetland in Futian mangrove Nature Reserve， with the purpose of finding out the physiological ecology characteristic of Aegiceras corniculatum at different distances according to indicators like tree height， water content， superoxide dismutase （SOD） activity， peroxidase （POD） values， protein content， chlorophyll content， MDA content， root activity .The results showed that ，as the distance increased ，SOD activity， POD activity decreased， MDA content， root activity also decreased ， meanwhile ， the four other indicators of plant physiological activity（tree height， water content， chlorophyll content， protein content） showed a rising trend but did not changed significantly.

Keywords：Constructed wetland;Aegiceras corniculatum ; Physiological activity

人工濕地是模擬自然濕地環境并結合污水處理工程知識，發展出來作為防治水污染的技術。近30年來，人工濕地作為生活，農業，水產養殖業，工業及礦業的污水處理技術已廣泛應用，它能有效的去除水中的固體懸浮物、氮磷營養鹽、重金屬及病原菌等，并證實為一種投資少，成本低，管理易的污水處理方法 [1-4]。

植物在人工濕地污水處理系統中起著重要的作用，植物不僅可以直接攝取和利用污水中的氮磷營養鹽、富集重金屬等有毒有害物質，還能輸送氧氣到根區，為根區微生物生長、繁殖和降解過程提供氧氣。但對于植物在濕地系統中的生長情況及生理活性特征的研究還比較少。

本研究以已建成的桐花樹人工濕地帶（33×3×0.5m）中試系統為研究對象[3-4]，研究桐花樹的生理生態特性在不同水平距離間的變化特征。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

在桐花樹人工濕地系統中設置采樣點，采樣點為距進水口2.5m、7.5m、12.5m、17.5m、22.5m、27.5m，3個重復，葉片采集后天實驗室洗凈，貯存于4 ℃冰箱，作理化性質及酶活性測定。

1.2 分析方法

超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用氮藍四唑（NBT）光化還原法，過氧化物酶（POD）活性測定采用愈創木酚比色法、丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法、葉片蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250法、根系活力的測定采用α-萘胺法，葉綠素含量的測定采用丙酮提取法[6]。

2 結果與分析

2.1 理化性質的水平梯度變化特征

桐花樹的株高隨水平距離的增加而增大（表1），通過實地觀察，人工濕地中出水口處植物生長的茂密程度也遠遠大于進水口處。葉片含水量的變化趨勢和株高變化一致。

葉綠素含量的變化呈現出先上升后下降的趨勢，在濕地中部達到最高值。桐花樹的蛋白質含量隨水平距離增加有減小趨勢，在進水口處蛋白質含量最高（359.66 mg/g），出水口處的含量最低（311.67 mg/g）。

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化產物特有，MDA的濃度表示脂質過氧化程度和膜系統傷害程度，是逆境生理指標[7]。桐花樹葉片中丙二醛的含量隨水平距離增加而降低，說明污水對桐花樹的細胞膜產生了過氧化作用，對細胞膜產生了一定的傷害，而隨著污水濃度的降低，膜的傷害程度也降低。

2.2 酶活性的水平梯度變化特征

SOD酶活性隨水平距離的增加而降低（圖1），這可能是由于人工濕地的凈化作用，污水濃度隨水平距離增加而相應減小，桐花樹所受的脅迫減輕，體內代謝產生的自由基越來越少，SOD酶活性也隨之下降[8]。

POD酶也是植物體中保護酶系統中的成員，SOD可以消除O2`- 產生H202， 而H202可以被過氧化物酶分解[9]。POD酶活性隨水平距離的增加而顯著減小（圖1），差異顯著（P<0.05）。

2.3 根系活力的水平梯度變化特征

根系活力，是指根系整個代謝的強弱，包括呼吸作用、氧化力、酶活性、代換量等，可見根系活力的大小與整個植株生命活動的強度緊密相關，當根系的氧化力較大時，根的有氧呼吸也較旺盛，吸收氮、磷養分也較多，還可氧化土壤中有害的還原物質，從而保證根的正常代謝[10]。根系活力不僅是反映生命活動的重要指標，也可以用來分析植物對污水中的污染物的吸收情況。如圖2所示，植物的根系活力呈現出下降的趨勢，在人工濕地出水口處（22.5m和27.5m），根系活力顯著小于人工濕地進水口處（2.5m），這可能和營養物質在濕地系統中的分布有關，隨著水平距離的增加，氮磷等污染物質逐漸減少，植物對污染物吸收量減小，從而使得根系活力下降。

3 結語

（1）桐花樹在人工濕地系統中的生長狀況隨水平距離而改變，隨水平距離增加，株高、葉片含水量、葉綠素含量及蛋白質含量增加。

（2）隨著水平距離的增加，超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）活性降低，丙二醛（MDA）含量減少，根系活力減弱。

參考文獻

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收稿日期：2019-01-23

作者簡介：王孟琪（1969-），男，漢族，本科學歷，工程師，研究方向為紅樹林濕地生態學研究和自然保護區管理。