全 文 ：文章编号：１００７－４９２９（２０１４）０９－００５４－０３
人工湖泊中悬浮物对狐尾藻生长的影响
王同勋１，张翠英１，蔡 浩１，王乐阳１，王世朋２，戴青松１，于 焱３
（１．江苏徐州工程学院环境工程学院，江苏 徐州２２１１１１；２．江西南昌大学环境与化学工程学院，江西 南昌３３００３１；
３．江苏徐州工程学院管理学院，江苏 徐州２２１１１１）
摘 要：研究人工湖泊中悬浮物对沉水植物狐尾藻的ＰＯＤ活性、叶绿素、类胡萝卜素含量等生理特性的影响。结
果表明：试验期间，狐尾藻上悬浮物的附着量在０．１６～０．５７ｇ之间变动；试验初期狐尾藻各项生理指标迅速下降，而
中后期反复波动或趋于稳定，试验组ＰＯＤ活性、叶绿素ａ、叶绿素ｂ和类胡萝卜素含量均显著低于对照组，分别为对
照的６１．６２％、６４．２４％、７２．１５％、３５．９０％。相关性分析表明，试验组悬浮物附着量与叶绿素ａ、类胡萝卜素含量呈负
相关，与ＰＯＤ活性、叶绿素ｂ含量相关性极小。悬浮物对狐尾藻的生理特性影响显著。
关键词：悬浮物；狐尾藻；生理特性；人工湖泊
中图分类号：Ｘ５２４ 文献标识码：Ｂ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｍａｔｔｅｒ ｉｎ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｌａｋｅ ｏｎ Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ Ｖｅｒｔｉｃｉｌａｔｕｍ
ＷＡＮＧ Ｔｏｎｇ－ｘｕｎ１，ＺＨＡＮＧ Ｃｕｉ－ｙｉｎｇ１，ＣＡＩ Ｈａｏ１，ＷＡＮＧ Ｌｅ－ｙａｎｇ１，ＷＡＮＧ Ｓｈｉ－ｐｅｎｇ２，ＤＡＩ Ｑｉｎｇ－ｓｏｎｇ１，ＹＵ Ｙａｎ３
（１．Ｘｕｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１１１１，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００３１，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｘｕｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１１１１，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｔｔｅｒ ｏｎ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ ｖｅｒｔｉｃｉｌａｔｕｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＰＯＤ ａｃｔｉｖｉｔｙ，
ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ ａｎｄ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ，ｉｎ ｔｈｅ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｌａｋｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｔｔａｃｈｅｄ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ ｖｅｒｔｉ－
ｃｉｌａｔｕｍ ｗｉｔｈ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｔｔｅｒ ｗａｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ０．１６ｇ ａｎｄ ０．５７ｇ；ａｌ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ｄｒｏｐｐｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ，ａｎｄ
ｔｈｅｎ ｆｌｕｃｔｕａｔｅｄ ｏｒ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ；ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＰＯＤ，ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ Ａ，ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ Ｂ ａｎｄ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ ｏｆ Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ ｖｅｒｔｉｃｉｌａｔｕｍ ｉｎ ｔｈｅ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｇｒｏｕｐ ｗｅｒｅ ６１．６２％，６４．２４％，７２．１５％ａｎｄ ３５．９０％ｏｆ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｔ－
ｔｅｒ ｗａｓ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ Ａ ａｎｄ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ，ｂｕｔ ｈａｄ ｌｉｔｔｌｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＰＯＤ ａｎｄ
ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ Ｂ．Ｓｏ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｔｔｅｒ ｈａｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ ｖｅｒｔｉｃｉｌａｔｕｍ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｍａｔｔｅｒ；Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ ｖｅｒｔｉｃｉｌａｔｕｍ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｌａｋｅ
收稿日期：２０１３－１２－１７
基金项目：国家级大学生创新训练项目（２０１３１１９９８０１８Ｘ）；住房和城乡建设部科技计划项目（２０１２Ｋ７９）；徐州市科技计划项目（ＸＭ１２Ｂ０８７）；江苏
省大学生实践创新训练计划项目（ＳＣＸ２０１２０１３）；徐州工程学院青年项目（ＸＫＹ２０１１２１２）。
作者简介：王同勋（１９８９－），男，本科生，主要研究水质修复和水污染处理技术。Ｅ－ｍａｉｌ：１１９８８９５２００＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通讯作者：张翠英（１９７８－），女，讲师，主要从事水污染防治与生态修复的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｕｉｙｉｎｇｚｈａｎｇ＠１６３．ｃｏｍ。
沉水植物在污染水体中具有一定的净化水体的作用，其生
态效应越来越受到广泛关注。而植物生长离不开水、无机盐、
营养物质和光照等因素，其中光照在沉水植物的生长过程中起
了至关重要的作用。在悬浮物较高的水体中，由于悬浮物颗粒
对光具有折射、反射以及散射等作用，从而抑制植物光合作用，
所以水体中的悬浮物对植物的光合作用有直接的影响［１］；同时
水体中的悬浮物会成为阻碍水体中气体交换的物理屏障，导致
水体中溶解氧的含量降低，致使植物需氧量降低；悬浮物附着
在植物上，对植物的生理造成不良影响，使得植物生长出现停
滞，加速或者不变［２］。本文探讨了人工湖泊中悬浮物对沉水植
物狐尾藻的生理特性的影响，旨在为悬浮物水体中沉水植物的
恢复提供理论依据。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
试验选用沉水植物狐尾藻（Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｕｍ ｖｅｒｔｉｃｉｌａｔｕｍ）。
４５ 节水灌溉·２０１４年第９期
狐尾藻属小二仙草科的多年生沉水植物，大多生于池沼或静水
中。我国常见的狐尾藻属植物有４～５种，如小狐尾藻、穗花狐
尾藻、轮叶狐尾藻、三裂叶狐尾藻等［３］。狐尾藻在微碱性的土
壤中生长良好，喜好温暖水湿、阳光充足的气候环境，不耐寒，
入冬后地上部分逐渐枯死，以根茎在泥中越冬。本试验狐尾藻
取自徐州工程学院景观湖，将狐尾藻置于聚乙烯塑料桶中用自
来水培养１２ｄ，并用２个双管式增氧泵２４ｈ不断增氧，每隔３ｄ
换一次水，保证植物表面吸附的悬浮物被气流冲洗干净。
１．２ 试验方法
称取２．５ｇ生长状况良好的狐尾藻，共１０组，装在镂空培
养瓶中，置于徐州工程学院景观湖中，位于水面以下０．５ｍ处
培养。每２ｄ取出１组植物，分别测定悬浮物附着量及植物的
过氧化物酶（ＰＯＤ）活性、叶绿素含量、类胡萝卜素含量等生理
指标。同时取试验同一地点的经过过滤的水样，用以培养狐尾
藻作为对照。
１．３ 测定方法
悬浮物附着量测定采用张兰芳等［４］方法；ＰＯＤ活性采用化
学发光法［５］；叶绿素含量采用乙醇丙酮混合液法［６］；类胡萝卜
素含量采用丙酮法［７］。
２ 结果与分析
２．１ 狐尾藻上悬浮物附着量的变化
狐尾藻对悬浮物的吸附量随着培养时间的延长而处于不
断地变化中（图１）。试验期间，狐尾藻吸附悬浮物的量呈现反
复升高－降低趋势，平均吸附量为０．３７ｇ，最大吸附量出现在
９月１９日，为０．５７ｇ，至９月２９日实验结束时，吸附量达到
０．５３ｇ。狐尾藻生长过程中，悬浮物附着量的变化显著（Ｐ＜
０．０５），这可能是由于风力、鱼游动等因素扰动水体而导致悬浮
物附着量的减少。但是狐尾藻仍能吸附一定量的悬浮物，这缘
于狐尾藻表面粗糙的绒毛和一定的黏性［８］，试验期间，狐尾藻
吸附悬浮物的量占自重６．４０％～２２．８０％。
图１ 悬浮物在狐尾藻上附着量的变化
２．２ 悬浮物对狐尾藻过氧化物酶活性的影响
环境污染会对植物造成伤害、死亡和改变相关酶的活性，
过氧化物酶作为保护系统主要酶之一，可以反映植物生长的好
坏状况，是一种理想的生态毒理学指标［９］。由图２可知，试验
组狐尾藻ＰＯＤ最低活性出现在９月１３日，为０．０３１ｍｍｏｌ／Ｌ，
最高活性出现在９月２９日，为０．１３０ｍｍｏｌ／Ｌ，平均为０．０６１
ｍｍｏｌ／Ｌ，明显低于对照０．０９９ｍｍｏｌ／Ｌ（Ｐ＜０．０１），仅为对照的
６１．６２％，说明悬浮物对狐尾藻ＰＯＤ活性影响显著。
图２ 悬浮物对狐尾藻ＰＯＤ活性的影响
２．３ 悬浮物对狐尾藻叶绿素含量的影响
悬浮物对水体的主要作用之一是降低水体的透明度，导致
沉水植物的光合作用减弱，可以通过植物体内叶绿素的含量来
反映植物生长状况的好坏。悬浮物对狐尾藻叶绿素含量的影
响见图３和图４。
图３ 悬浮物对狐尾藻叶绿素ａ含量的影响
图４ 悬浮物对狐尾藻叶绿素ｂ含量的影响
试验组狐尾藻叶绿素ａ含量均低于对照（图３），最低含量
出现在９月１３日，为０．５６ｍｇ／ｇ，最高含量出现在９月１５日，
为１．３７ｍｇ／ｇ，平均为０．９７ｍｇ／ｇ。方差分析表明，试验组狐尾
藻叶绿素ａ含量与对照差异显著（Ｐ＜０．０１），仅为对照的
６４．２４％。从图４可以看出，试验组狐尾藻叶绿素ｂ最低含量也
出现在９月１３日，为０．０３０ｍｇ／ｇ，但最高含量出现在９月１９
日，为０．７９ｍｇ／ｇ，平均为０．５７ｍｇ／ｇ，明显低于对照的０．７９
ｍｇ／ｇ（Ｐ＜０．０５），为对照的７２．１５％。由此可见，悬浮物对狐尾
藻叶绿素含量影响显著。
２．４ 悬浮物对狐尾藻类胡萝卜素含量的影响
类胡萝卜素的功能为吸收和传递光能，保护叶绿素不受破
坏，是植物光合作用中不可缺少的光合色素［１０］。由图５可知，
试验组狐尾藻类胡萝卜素含量变化可分为快速下降期、波动
期、稳定升高期３个阶段，与叶绿素ａ的变化趋势相同，但是其
含量远小于叶绿素ａ，最低值出现在９月１７日，最高含量出现
在９月２７日，平均为０．２８ｍｇ／ｇ，显著低于对照的０．７８ｍｇ／ｇ
５５人工湖泊中悬浮物对狐尾藻生长的影响 王同勋 张翠英 蔡 浩 等
（Ｐ＜０．０１），仅为对照的３５．９０％。
图５ 悬浮物对狐尾藻类胡萝卜素含量的影响
２．５ 悬浮物附着量与狐尾藻生理指标相关性分析
对试验组悬浮物附着量与狐尾藻生理指标的相关性进行
了分析（表１）。悬浮物附着量与叶绿素ａ、类胡萝卜素含量呈
负相关但不显著，与ＰＯＤ活性、叶绿素ｂ含量相关性极小，这
可能与景观湖悬浮物含量较低有关。另外，发现ＰＯＤ活性与
类胡萝卜素含量呈显著正相关（Ｐ＜０．０５），这说明在悬浮物附
着、污染水体胁迫下，狐尾藻的抗氧化酶系统受到损伤，引起
ＰＯＤ活性降低，从而导致植物体内类胡萝卜素合成减少；叶绿
素ａ含量与叶绿素ｂ、类胡萝卜素含量呈极显著正相关（Ｐ＜
０．０１），这说明狐尾藻体内叶绿素ａ、叶绿素ｂ、类胡萝卜素等光
合色素关系密切。
表１ 悬浮物附着量与狐尾藻生理指标的相关关系
项目 悬浮物 ＰＯＤ 叶绿素ａ 叶绿素ｂ 类胡萝卜素
悬浮物 １
ＰＯＤ ０．０７１ １
叶绿素ａ －０．４０６ ０．４９６ １
叶绿素ｂ ０．０４５ ０．２１０ ０．６７７＊＊ １
类胡萝卜素 －０．４９６ ０．６５０＊ ０．８８３＊＊ ０．４４７ １
注：＊表示０．０５水平显著；＊＊表示０．０１水平显著。
３ 结 语
（１）试验期间狐尾藻的生长受水体扰动的影响，悬浮物的
附着量处于不断地变化之中，变幅为０．１６～０．５７ｇ，占自重
６．４０％～２２．８０％。
（２）悬浮物对试验组狐尾藻ＰＯＤ活性、叶绿素含量、类胡
萝卜素含量的影响总体表现为：试验初期狐尾藻各项生理指标
迅速下降，而中后期反复波动或趋于稳定。试验组ＰＯＤ活性、
叶绿素ａ含量、叶绿素ｂ含量和类胡萝卜素含量平均值分别为
０．０６１ｍｍｏｌ／Ｌ、０．９７ｍｇ／ｇ、０．５７ｍｇ／ｇ、０．２８ｍｇ／ｇ，均显著低
于对照，仅为对照的６１．６２％、６４．２４％、７２．１５％、３５．９０％。
（３）试验组悬浮物附着量与狐尾藻生理指标的相关性分析
发现，悬浮物附着量与叶绿素ａ、类胡萝卜素含量呈负相关，与
ＰＯＤ活性、叶绿素ｂ含量相关性极小；ＰＯＤ活性与类胡萝卜素
含量呈显著正相关（Ｐ＜０．０５）；叶绿素ａ含量与叶绿素ｂ、类胡
萝卜素含量呈极显著正相关（Ｐ＜０．０１）。
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