全 文 ：第 33卷第 6期
2012年 11月
水 生 态 学 杂 志
Journal of Hydroecology
Vol． 33，No． 6
Nov． 2012
收稿日期:2012 － 09 － 01
基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项资助
(2008ZX07209-008-05)。
通讯作者:刘存歧，1967 年生，男，教授。E-mail:liucunqi@ sina．
com． cn
作者简介:苏倩，1986 年生，女，硕士研究生，主要研究方向为水
域生态学。E-mail:su_star_ok@ 163． com
小西淀穗花狐尾藻的生长特性与氮磷吸收规律研究
苏 倩1，刘存歧1，杨 军1，吴亦红2，王靖飞2
(1．河北大学生命科学学院，保定 071002;2． 河北省环境科学研究院，石家庄 050051)
摘要:2011 年 4 － 9 月，对白洋淀的小西淀穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的生长参数、植物体各构件氮磷含
量及其生长水体的理化因子进行了测定，分析了穗花狐尾藻的氮磷吸收规律。结果表明，穗花狐尾藻的株高与生
物量均随着时间的推移而增长，种群的生长始于 3 月底或 4 月初，终于 9 月底，主要生长期在 6 － 8 月。植物体内
的全氮和全磷含量呈现出先增长后下降的趋势，在其生长旺期的 6 － 8 月保持了较高的水平。叶的氮、磷积累量
最大，茎和根次之。穗花狐尾藻植物体的氮磷积累量最大值均出现在 7 月，分别为 9． 10 g /m2 和 1． 08 g /m2。穗
花狐尾藻的氮磷积累量与水体中的总氮呈显著负相关，与总磷含量呈负相关，与透明度呈显著正相关，表明穗花
狐尾藻具有较强的净水功能。8 月末，狐尾藻大面积腐烂，水体中的氮、磷含量开始增加，致使透明度降低。建议
在植物生长旺季将植物体迁出水体，以防造成水体的二次污染。
关键词:小西淀;穗花狐尾藻;氮磷吸收规律
中图分类号:Q142 文献标志码:A 文章编号:1674 － 3075(2012)06 － 0050 － 06
白洋淀位于华北平原中部，总面积 366 km2，是
华北最大浅水草型湖泊，有 9 条入淀河流，淀区包括
143 个淀泊、39 个村落、3700 条沟渠和 8 000 hm2 芦
苇台地，因其不可替代的生态功能而被誉为“华北
之肾”(金相灿等，1990)。由于经济发展和人类活
动的影响，白洋淀地区的生态环境遭到了严重破坏，
水体富营养化问题严重(李英华等，2004)。水体富
营养化已经成为我国湖泊的主要问题，它不但破坏
水体生态系统的平衡，制约了湖泊资源的可持续利
用，而且还严重影响人类健康与社会经济的可持续
发展(吴文颖等，2007)。通过建立污水处理厂、生
物净化技术、土地处理技术、清除淀内底泥等一系列
措施治理白洋淀的富营养化，虽然已经取得了阶段
性成果，但其富营养化状况仍然严重，需要采用一些
生物手段对白洋淀进行治理(张笑归等，2006)。
沉水植物是湖泊生态系统的重要初级生产者，
是湖泊演化与生态平衡的重要调控者(Engel，
1998)。水生植物中沉水植物的氮、磷含量高于浮
叶植物与挺水植物(吴爱平，2005)。事实证明，存
在沉水植物的水域，水质可以得到有效的改善
(Moss，1990;Havens et al，2001)。沉水植物的重建
已成为治理富营养化湖泊的关键措施之一，其生长
速度快、生物量高、氮磷吸收速率快，在植物的地上
部分氮磷积累量达到最大时，通过刈割植物体可转
移出大量的氮与磷(左进城等，2009) ，从而避免植
物在衰亡期对系统中氮磷的影响，由生长旺期时系
统中的氮磷的“汇”而转变成氮磷的“源”(司静等，
2009) ，从而较好地减轻和控制水体富营养化。因
此，恢复沉水植被是控制湖泊富营养化的重要生态
方法(谷孝鸿等，2005)。穗花狐尾藻(Myriophyllum
spicatum)是湖泊典型的多年生沉水植物，具有适应
性强、生物量积累快、耐污能力较强等特点，常作为
湖泊生态修复的先锋物种(张秀敏等，1998;柏祥
等，2011)。目前，利用沉水植物对湖泊富营养化进
行生态恢复的报道比较多，而通过研究穗花狐尾藻
对 N、P的吸收规律而决定收割时间，从而改善水环
境的研究还较少(张福林等，2009)。本次调查以白
洋淀南部的小西淀为样地，研究了穗花狐尾藻的生
长特性与氮磷积累规律，讨论了其净水功能，以期为
白洋淀富营养化的生物治理提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 样品采集与处理
2011 年 4 － 9 月在白洋淀的小西淀进行采样，
采样间隔时间为 10 ～ 15 d。小西淀面积 15 hm2，为
一相对封闭水体，由水闸控制流量和调节水位。现
场测量水体的温度(T)、透明度(SD)、pH 值、溶解
DOI:10.15928/j.1674-3075.2012.06.011
氧(DO)指标。采水器采集表层 0． 5 m 以下的表层
水，带回实验室测定总氮(TN)、总磷(TP)等理化指
标。随机设置 5 个样方，使用采草器(25 cm ×
25 cm)采集植物，计数样方内植物的密度。选取 10
株根、茎、叶完好的植株，用自来水将植物清洗干净，
称重后测定单株植物的株高、鲜重、叶片数，将每株
植物根、茎、叶分开处理，置于电热恒温鼓风干燥箱
(DHG-9143B5-Ⅲ)中烘干至少 48 h 至恒重并称取
干重;以平均单株干重乘以密度得到样方内的生物
量。剪碎后进行粉碎，过 100 目筛后保存于干燥袋
中，用于测定植物的总氮和总磷含量。根据单位面
积内穗花狐尾藻根、茎、叶等构件氮磷积累量的总和
估算菹草整株植物的氮、磷积累量。
1． 2 植物氮磷积累量的测定
将烘干至恒重的植物样品利用凯氏定氮法和钼
锑抗比色法测定全氮和全磷。氮、磷积累量(M)用
单位面积内植物体所积累的氮、磷总量来表示
(g /m2)。
M =氮、磷含量 ×单位面积内干重生物量
2 结果与分析
2． 1 生长特性
4 － 7 月，穗花狐尾藻从株高、单株叶片数和单
株干重逐渐增加;8 月，由于一些成熟的植株开始腐
烂，并被新的植株代替，所以株高、叶片数等指标均
有所回落;同样，穗花狐尾藻的密度 4 － 8 月逐渐升
高，尔后开始下降。穗花狐尾藻单株干重呈现随时
间稳步增长的趋势，7 月增长到最高，达到 7． 98 g /
株(表 1)。
表 1 穗花狐尾藻的生长参数指标
Tab． 1 Growth parameters of Myriophyllum spicatum
in Xiaoxidian belonging to Baiyang lake
时间
密度 /
株·m －2
株高 /
cm
单株干
重 / g
分枝
数
叶片
数
干重 /
g·m －2
2011 － 04 － 08 22 74． 10 0． 15 4． 20 80 3． 28
2011 － 04 － 21 27 98． 80 0． 18 4． 40 111 4． 76
2011 － 05 － 04 35 161． 40 0． 77 8． 10 288 26． 98
2011 － 05 － 14 42 166． 10 1． 20 12． 50 329 50． 19
2011 － 05 － 24 44 163． 15 2． 20 14． 90 423 96． 64
2011 － 06 － 08 38 146． 80 2． 28 10． 80 535 86． 64
2011 － 06 － 27 34 157． 75 4． 55 7． 13 378 154． 70
2011 － 07 － 08 42 133． 00 7． 98 20． 20 2408 335． 33
2011 － 07 － 22 48 179． 60 5． 47 18． 20 2980 262． 56
2011 － 08 － 05 44 157． 43 6． 00 10． 70 1376 264． 00
2011 － 08 － 19 41 65． 90 4． 08 4． 90 749 167． 28
2011 － 09 － 01 33 86． 40 7． 54 5． 10 776 248． 82
2． 2 生物量的变化
穗花狐尾藻各构件生物量(干物质)随时间的
变化趋势见图 1。总体趋势为叶生物量最大，茎次
之，根最小。叶与茎生物量的最大值出现在 7 月 8
日，分别为 205． 38 g /m2 与 101． 64 g /m2;根生物量
的最大值出现在 7 月 22 日，为 43． 68 g /m2。
图 1 穗花狐尾藻各构件生物量的变化
Fig． 1 Biomass variations of different parts in
Myriophyllum spicatum
2． 3 全氮、全磷含量及其氮积累量的变化
2． 3． 1 全氮含量及氮积累量的变化 穗花狐尾藻
各构件全氮含量的变化见图 2，均呈现出先增加后
下降的趋势。叶片各时间段的全氮含量均高于茎和
根，并在 5 － 7 月维持较高水平，最大值出现在 5 月
24 日，为 33． 49 g /kg，最小值出现在 9 月 1 日，为
16． 24 g /kg;茎全氮含量趋势与叶片类似，区别在于
5 月时全氮含量较低，6 － 7 月份含氮量较高，6 月 27
日出现最大值，为 26． 56 g /kg;根的全氮含量最大值
出现在 5 月 24 日，为 20． 75 g /kg，最小值出现在 5
月 4 日，为 11． 87 g /kg。
图 2 狐尾藻各构件全氮含量的变化
Fig． 2 Variations of total nitrogen content of different
parts in Myriophyllum spicatum
穗花狐尾藻各构件氮积累量的变化趋势见图
3，总体趋势为叶的氮积累最大，茎次之，根最小。各
种构件氮含量的最小值均出现在 4 月，叶与茎的最
大值都出现在 7 月 8 号，分别为 6． 62 g /m2 与
2． 01 g /m2;根的最大值出现在 7 月 22 日，为
152012 年第 6 期 苏 倩等，小西淀穗花狐尾藻的生长特性与氮磷吸收规律研究
0． 77g /m2。穗花狐尾藻整株氮积累量出现在 7 月 8
日，为 9． 10 g /m2，然后逐渐降低。
图 3 狐尾藻各构件氮积累量的变化
Fig． 3 Variations of nitrogen accumulation of different
parts in Myriophyllum spicatum
2． 3． 2 全磷含量及其积累量的变化 穗花狐尾藻
各构件全磷含量变化如图 4。叶的全磷含量最大，
茎次之，根最小。叶的含磷量最大值出现在 6 月 27
日，为 4． 91 g /kg，最小值出现在 9 月 1 日，为
2． 39 g /kg;茎的含磷量最大值出现在 7 月 22 日，为
3． 93 g /kg，最小值出现在 8 月 19 日，为 2． 42 g /kg;
根的含磷量的最大值出现在 6 月 8 日，为2． 9 g /kg，
最小值出现在 7 月 22 日，为 1． 88 g /kg。
图 4 穗花狐尾藻各构件含磷量的变化
Fig． 4 Variations of total phosphorus content of different
parts in Myriophyllum spicatum
穗花狐尾藻各构件磷积累量变化如图 5。根、
茎、叶的整体趋势均呈现出先增加后下降的趋势。
叶和茎的磷积累量最大值均出现在 7 月 8 日，分别
为 0． 71 g /m2 和 0． 31g /m2，根的最大值出现在 7 月
22 日，为 0． 08 g /m2。穗花狐尾藻整个植株磷积累
量出现在 7 月 8 日，为 1． 08 g /m2，然后逐渐降低。
2． 4 水质因子的变化
穗花狐尾藻在其生长期内水质的理化指标如表
2 所示。水温逐渐升高，水体的 pH 值呈弱碱性，波
动较小;水体的透明度呈现先增加、后下降的趋势，
在 7 － 8 月达到最高;而水体总氮、总磷含量整体呈
现出先下降、再升高的趋势，在狐尾藻的生长旺期，6
－ 8 月达到最低，7 月 8 日总氮的含量最低达到
0． 677 mg /L，7 月 22 日总磷的含量最低达到
0． 042 mg /L。狐尾藻生长末期，腐败降解，从水体底
质中脱离，漂浮于水面上，此时总氮和总磷含量又呈
现上升趋势。
图 5 穗花狐尾藻各构件的磷积累量
Fig． 5 Variations of phosphorus accumulation of different
parts in Myriophyllum spicatum
表 2 穗花狐尾藻在其生长期内水质因子的变化
Tab． 2 Variations of physic-chemical factor
of water body in sampling sites
时间
溶氧 /
mg·L －1
透明度 /
cm
温度 /
℃
pH
总磷 /
mg·L －1
总氮 /
mg·L －1
2011 － 04 － 08 8． 37 40 15． 6 8． 6 0． 071 1． 619
2011 － 04 － 21 9． 24 35 18． 4 8． 5 0． 087 2． 613
2011 － 05 － 04 9． 98 43 20． 7 8． 5 0． 138 2． 936
2011 － 05 － 14 7． 98 44 25． 6 8． 4 0． 158 2． 694
2011 － 05 － 24 8． 26 45 24． 4 8． 6 0． 102 2． 309
2011 － 06 － 08 6． 24 49 30． 4 8． 3 0． 080 1． 269
2011 － 06 － 27 7． 47 55 30． 0 8． 7 0． 071 1． 263
2011 － 07 － 08 8． 39 60 16． 0 8． 6 0． 083 0． 677
2011 － 07 － 22 8． 77 66 32． 7 8． 9 0． 042 1． 634
2011 － 08 － 05 6． 42 63 32． 1 8． 7 0． 059 1． 198
2011 － 08 － 19 6． 23 74 31． 2 8． 5 0． 095 0． 769
2011 － 09 － 01 6． 71 67 29． 8 8． 3 0． 065 1． 824
3 讨论
3． 1 植物的生长特性及氮磷积累规律
穗花狐尾藻的密度在其生长期中整体呈现一个
先增加后下降的趋势，在 6 － 8 月达到密度最大，并
且植物的单位面积生物量达到最大，显示出此时期
是其生长旺期;穗花狐尾藻的株高、分枝数还有叶片
数均随时间的推移而增长，且增长速度最快的时期
是 7 － 8 月，这一时期正是穗花狐尾藻的主要生长
期，株高、分枝数与叶片数的变化明显。
氮磷是影响水生生态系统初级生产力最重要的
限制因子(Downing，1997)。氮在植物的生长发育
中起到非常重要的作用，是构成蛋白质的重要成分。
25 第33卷第 6 期 水 生 态 学 杂 志 2012 年 11 月
磷元素也是植物重要的营养元素，广泛参与光合作
用、呼吸作用、能量存储和传递等过程。白洋淀穗花
狐尾藻植物体氮、磷积累量最大值均出现在 7 － 8
月，分别为 9． 10 g /m2 与 1． 08 g /m2;这与狐尾藻的
生长规律保持一致，7 － 8 月是白洋淀狐尾藻开花
结果的季节，此时正是狐尾藻的生长旺期，植物体生
物量达到最高。有研究表明，为了适应水中生长，沉
水植物的茎、叶和表皮都与根一样具有吸收作用，可
以直接从水中吸收氮、磷(苏胜齐和姚维志，2002;
刘伟龙等，2007)。范国兰和李伟(2005)研究发现，
重度富营养化水体中穗花狐尾藻组织中的氮含量显
著高于其它两个水体，说明穗花狐尾藻的叶与茎可
以在水中吸收大量的氮、磷。白洋淀穗花狐尾藻的
各个构件的氮、磷积累量以叶最大，这与刘伟龙等
(2007)的研究结果一样。叶片是光合作用的主要
器官，其生物量最大，新陈代谢最为旺盛，会从水体
中吸收大量的氮、磷。茎的支持作用在沉水植物上
表现不明显，由于植物体绝大部分处于水面以下，植
株主要依靠浮力的支持，对于茎的资源投资则相对
较小(Mark et al，1997)。
3． 2 穗花狐尾藻的净水功能
湖水中氮、磷水平能够真切地反映湖泊的营养
状态，是判定湖泊富营养化程度的重要指标(马凯
等，2003)。湖泊富营养化问题日益严重，水生高等
植物易于收获和利用，是防止湖泊富营养化的有效
措施(童昌华等，2004) ;而沉水植物系统可以提高
水体透明度，增加水体溶解氧的含量，降低氮磷营养
物质的浓度，有利于湖泊富营养化的防治(宋碧玉
等，1999)。向律成等(2009)发现穗状狐尾藻能有
效地去除水体中的氮、磷，对总氮、总磷去除率分别
达到了 90． 5%和 88． 0%;王珺和柳世袭(2008)发现
狐尾藻对水中氮磷物质具有较强的吸附能力，能有
效降低水体的浊度，稳定水质;柏祥等(2011)发现
狐尾藻的生长过程能够使水中氮磷含量明显下降;
黄亮等(2010)研究结果表明，狐尾藻对水体中氮、
磷的富集与转移有明显的效果。本次调查中，随着
植物氮磷积累量的增加，水体的透明度呈现增高趋
势，水体总氮、总磷呈现下降趋势(表 3)。水体透明
度与植物氮磷积累量呈现显著的正相关关系，水体
总氮、总磷与植物氮、磷积累量呈现负相关关系，并
且植物总氮与水体总氮的相关性显著。
至 8 月，穗花狐尾藻开始腐败，水体中的氮、磷
含量有所回升，可能是因为经过微生物的分解作用，
穗花狐尾藻向水中释放了大量的营养盐，从而导致
了周围水体总氮、总磷含量升高。司静等(2009)研
究沉水植物衰亡过程中氮磷释放规律及温度的影响
发现，狐尾藻在水体中衰亡后会释放大量的氮、磷和
碳。
表 3 穗花狐尾藻的氮磷积累量与水体
总氮、总磷、透明的相关性分析
Tab． 3 Correlations between nitrogen and phosphorus
accumulation of Myriophyllum spicatum and total nitrogen，
total phosphorus，transparency in water
因子 水体总氮 水体总磷 透明度
植物总氮 － 0． 673* － 0． 682*
植物总磷 － － 0． 563 0． 741＊＊
注:* 表示 P ＜ 0． 05，相关性显著;＊＊表示 P ＜ 0． 01，相关性极
显著。
Notes: * Correlation was significant at the 0． 05 level;
＊＊Correlation was highly significant at the 0． 01 level．
试验证明，水生植物修复对去除氮、磷有明显的
效果，可用于控制湖泊富营养化(童昌华等，2004)。
国内外多年来已积累了一些利用植物修复技术净化
受污染或富营养化水体的研究(何淑英，2011) ;对
于漂浮植物可以通过整株植物一起打捞的途径移
出，而沉水植物是多年生的水生植物，不适宜将其植
株全部移开，要在植物体内的氮、磷积累量最大时，
将植物的地上部分收割后移出水体，转移出大量的
氮、磷。合理地收割沉水植物将有利于水生动物的
活动与生存，也能避免沉水植物过量生长带来的二
次污染，收割出来的沉水植物可以作为资源开发利
用，如生产沼气、加工有机肥料等增加经济效益(司
静等，2009)。在本次试验中，小西淀穗花狐尾藻的
生长旺期在 6 － 8 月，此时的氮、磷积累量最大，8 月
末，穗花狐尾藻开始腐烂。因此，应该在 6 － 8 月对
穗花狐尾藻进行收割，将植物体迁出水体，以防造成
水体的二次污染。
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(责任编辑 万月华)
45 第33卷第 6 期 水 生 态 学 杂 志 2012 年 11 月
Growth Characteristics and Nitrogen and Phosphorus Accumulation
of Myriophyllum spicatum in Xiaoxidian
SU Qian1，LIU Cun-qi1，YANG Jun1，WU Yi-hong2，WANG Jing-fei2
(1． College of Life Science，Hebei University，Baoding 071002，P． R． China;
2． Hebei Provincial Academy of Environmental Science，Shijiazhuang 050051，P． R． China)
Abstract:In order to explore growth characteristics and accumulation regulation of nitrogen and phosphorus of Myr-
iophyllum spicatum，some growth indices and contents of nitrogen and phosphorus of M． spicatum and physic －
chemical factors of water body were determined in Xiaoxidian belonging to Baiyang Lake from April to September
2011． The results showed:plant height and biomass of M． spicatum increased over time;population growth began
in late March and early April，prevailed between June and August，and ended in September;total nitrogen and to-
tal phosphorus contents of M． spicatum presented a high level from June to August，corresponding to the main grow-
ing periods;accumulation of nitrogen and phosphorus was the highest in leaf，and then stem and root;the highest
accumulation of nitrogen and phosphorus in M． spicatum happened in July，and their contents were 9． 10 g /m2 and
1． 08 g /m2，respectively;nitrogen and phosphorus accumulation of M． spicatum had a negative correlation with the
nitrogen and phosphorus concentration in water，a positive correlation with water transparency，which proved that
M． spicatum could purify water;in late August，large areas of M． spicatum decayed，water nitrogen and phosphor-
us concentrations began to increase，resulting in the decline of water transparency． In conclusion，there was a sug-
gestion that M． spicatum should be harvested in the growth period for avoiding the secondary pollution of water．
Key words:Xiaoxidian;Myriophyllum spicatum;Nitrogen and phosphorus accumulation
552012 年第 6 期 苏 倩等，小西淀穗花狐尾藻的生长特性与氮磷吸收规律研究