全 文 ：第 34 卷第 20 期
2014年 10月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.20
Oct.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(40873057);湖北师范学院人才引进项目;山东省水土保持与环境保育重点实验室开放基金(stkf201206)
收稿日期:2013鄄05鄄05; 摇 摇 修订日期:2014鄄05鄄16
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: wangguoxiang@ njnu.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201305050929
葛绪广,王国祥,陈成忠,王立志.苦草生长对沉积物中磷迁移转化的影响.生态学报,2014,34(20):5802鄄5811.
Ge X G, Wang G X, Chen C Z,Wang L Z.Effects on the Transformation of Phosphorus in Sediment with Growing of Vallisneria natans.Acta Ecologica
Sinica,2014,34(20):5802鄄5811.
苦草生长对沉积物中磷迁移转化的影响
葛绪广1,王国祥2,*,陈成忠1,王立志3
(1. 湖北师范学院地理科学系, 黄石摇 435002;
2. 南京师范大学地理科学学院,江苏省环境演变与生态建设重点实验室,南京摇 210046;
3. 临沂大学,山东省水土保持与环境保育重点实验室,临沂摇 276000 )
摘要:构建了不同营养盐负荷的沉积物环境“水鄄苦草鄄沉积物冶生态系统,监测分析了沉积物中总磷(TP)、生物可获得磷及其环
境因子的垂直分布及变化,以苦草为例,研究了沉水植物生长对沉积物中磷迁移转化的影响,结果表明:生长期的苦草通过改变
沉积物环境因子或自身的生理活动,直接或间接地对沉积物中不同形态磷的迁移转化产生了影响,并随着深度的增加而出现不
同的变化。 具体表现在,低(L)、中(M)、高(H)营养负荷的沉积物总磷(TP),相对于初始值均有不同程度的下降,但苦草组下
降的幅度大,分别比对照组多下降了 11.63、18.50和 46.25 mg / kg;在垂直方向上均表现出随深度的增加 TP 呈减少趋势,苦草对
沉积物影响的深度随根系的活动范围变化而变化,根系增长最长(比试验初始增加了 9.2 cm)的低营养负荷苦草组(LV),可影
响到 6 cm以下的沉积物;中营养负荷苦草组(MV)、高营养负荷苦草组(HV)根系增加不明显(分别为 2.60和 2.10 cm),影响深
度主要在 6 cm以内;检验发现,苦草组与对照组差异显著(P<0.05)。 交换态磷(Ex鄄P)、铝磷(Al鄄P)随深度增加而升高,苦草组
小于对照组;铁磷(Fe鄄P),随深度的增加而降低,苦草组大于对照组,其中,在 L、M、H 中,苦草组的 Ex鄄P 分别比对照组下降了
0郾 065、0.215和 1.483 mg / kg,Al鄄P 分别为 1.198、2.040和 2.390 mg / kg;LV中苦草的影响深度可达到 10 cm的深,而MV、HV中主
要集中在 6 cm以内;苦草组中的 Fe鄄P 分别比对照组高 8.135、16.689和 8.598 mg / kg,在垂直方向上的变化幅度亦大于对照组。
检验发现,L中苦草组 Ex鄄P 与对照组有极显著差异(P<0.01),M、H苦草组与对照组无显著差异(P>0.05);L、M、H中 Al鄄P、Fe鄄
P 苦草组与对照组均无显著差异(P>0.05)。
关键词:苦草;沉积物;磷迁移
Effects on the transformation of phosphorus in sediment with growing of
Vallisneria natans
GE Xuguang1, WANG Guoxiang2,*, CHEN Chengzhong1,WANG Lizhi3
1 Department of Geographical Science,Hubei Normal University,Huangshi 435002, China
2 Jiangsu Key Laboratory of Environmental Change and Ecological Construction, College of Geographic Science, Nanjing Normal University, Nanjing,
Jiangsu 210046, China
3 Shandong Provincial Key Laboratory of Soil Conservation and Environmental Protection,Linyi University,Linyi 276000,China
Abstract: Phosphorus is a very important limiting factor in nutrient cycling. Sediments act as both sinks and sources of
phosphorus due to continuous transport of chemical species across the sediment-water interface. The submerged macrophyte
has an important influence on the migration and transformation of phosphorus in sediments. In order to investigate the impact
of the macrophyte on the transformation of phosphorus in sediment, Vallisneria natans was taken as an example, and the
ecological system of water - Vallisneria natans - sediment was constructed in different nutrient levels of sediments. The
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variations of phosphorus and environmental factors were measured during the growing season of Vallisneria natans. The result
showed that Vallisneria natans directly and indirectly influenced the migration and transformation of different phosphorus
forms in different degree. In addition, the transformation of phosphorus showed different variation tendencies as the
sediments depth increased. In oligotrophic sediment (L), moderate eutrophic sediment (M) and eutrophic sediment (H),
total phosphorus (TP) showed decreasing trends at various levels. However, the decreasing rate of TP in Vallisneria natans
group was larger than that of the control group, and they had, on average, decreased more 11.63, 18.50 and 46.25 mg / kg
than the control group, respectively. TP had a decreasing trend with increasing depth. The extent and influence of
Vallisneria natans on sediment depended on the range of its root action. In oligotrophic sediment and Vallisneria natans
group (LV), the root length increased 9.2 cm than the initial value, and it could affect the sediment depth over 6 cm. But
they affected the sediments depth within 6cm because they didn忆 t increase significantly in the root length. There was a
significant difference between Vallisneria natans group and the control group (P < 0.05). Exchangeable鄄phosphorus (Ex鄄
P) and aluminum bound phosphorus (Al鄄P) of Vallisneria natans group increased with increasing depth, and they were
lower than those of the control group in L, M and H. Moreover, the extent of variation in Vallisneria natans group was
significantly greater than that of the controls (P <0.05). Iron bound phosphorus (Fe鄄P) decreased with increasing depth.
Fe鄄P of Vallisneria natans group was higher than that of the control group in vertical direction. Ex鄄P had, on average,
decreased more 0.065, 0.215 and 1.483 mg / kg than the control group, respectively. Meanwhile Al鄄P had on average,
decreased more 1.198, 2.040 and 2.390 mg / kg than the control group, respectively. But Fe鄄P had, on average, increased
more 8.135, 16.689 and 8.598 mg / kg than the control group, respectively. Vallisneria natans affected the sediment depth to
10 cm in LV. But it affected the depth within 6 cm in moderate eutrophic sediment and Vallisneria natans group (MV) and
eutrophic sediment and Vallisneria natans group (HV). As for Ex鄄p, there was an significant difference between Vallisneria
natans group and the control group in L (P<0.01), but there were no significant differences in others (P>0郾 05). As for
Al鄄P and Fe鄄P, there were no significant differences in L, M and H (P>0.05).
Key Words: Vallisneria natans; sediment; phosphorus transferred
摇 摇 湖泊富营养化愈演愈烈,早已成为我国湖泊的
主要问题。 大量研究表明,磷是影响湖泊富营养化
的关键性限制因素之一[1鄄2]。 水体中的磷按来源可
分为外源性磷和内源性磷,有些湖泊 95%以上的外
源磷负荷被削减之后,蓝藻水华依然肆虐[3鄄5]。 美国
Coeurd Alene湖的研究中证实,全湖内源性磷酸盐的
释放量与该湖入湖河流的外源性磷酸盐输入量相
当[6]。 Port Phillip湾的营养盐循环研究中发现磷的
内源再生量为湖泊溶解性磷酸盐的 72%[7]。 因此,
控制和削减湖泊“内源性冶磷负荷引起了关注[8],沉
积物磷的迁移转化成为新的研究热点,磷能否与沉
积物发生界面交换取决于其形态,不同结合态的磷
具有不同的地球化学行为和生物有效性,只有某些
形态的磷(如交换态磷(Ex鄄P)、铝结合磷(Al鄄P)、铁
结合磷(Fe鄄P))被称为生物可获得磷[9鄄11],在物理化
学及生物学等因素的作用下,通过解吸、溶解、还原
等过程而释放到水中,转化为生物可直接利用的磷,
成为影响水域营养状况及诱发富营养化的重要
因素[12鄄14]。
苦草(Vallisneria natans),俗名面条草、扁担草、
水韭菜等,为最常见的沉水植物之一,广泛分布于我
国南北各省区,在淡水湖泊、沟渠、池塘、内河航道的
静水或流动水体中均能很好地生长[15]。 苦草生态
适应性广,能进行克隆生长,再生能力强,群落破坏
后恢复时间短,吸附污染物能力强,是减少水体污
染,缓解水体富营养化程度的重要沉水植物[16]和重
建水生植被的重点先锋种之一[17]。 本试验运用不
同营养盐负荷的沉积物培养苦草,比较沉积物中不
同深度中磷的迁移及主要环境因子的垂直变化,试
图揭示沉水植物作用下沉积物不同深度底质中磷的
迁移规律,为利用沉水植物修复富营养湖泊提供科
学基础。
3085摇 20期 摇 摇 摇 葛绪广摇 等:苦草生长对沉积物中磷迁移转化的影响 摇
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1摇 材料与方法
1.1摇 材料
摇 摇 研究所用苦草取自南京师范大学仙林校区水环
境生态修复中试平台水道,在水环境生态修复中试
平台内驯化培养 2个星期,选取生长良好、长势一致
的植株做试验材料。
1.2摇 实验处理
不同磷负荷的沉积物,具有不同的磷迁移转化
方式,对外界抗干扰的能力也不同,综合以上因素,
本研究主要选择了长江中下游地区常见水体的 3 种
磷负荷的沉积物,相关指标如表 1、2 所示。 按营养
盐负荷的高低排序为低(L)、中(M)、高(H)营养盐
负荷的沉积物,分别作底质培养苦草,同时作无植物
组对照(LC、MC、HC),试验设 3 个实验组(LV、MV、
HV),每种处理 3个平行。
表 1摇 沉积物营养状况
Table 1摇 The nutritional status of the sediments
营养状况
Nutritional status
总磷
TP / (mg / kg)
总氮
TN / (mg / kg)
有机质
Organic matter / (mg / kg)
低营养 Oligotrophic sediment (L) 389.19 293.21 1242.76
中营养 Moderate eutrophic(M) 620.86 2711.03 27935.93
高营养 Eutrophic sediment (H) 1078.86 3832.52 39577.84
表 2摇 不同沉积物的粒径组成
Table 2摇 Size composition of the sediments
营养状况
Nutritional status
粒 / %
Sand
1—0.05mm
粗粉粒 / %
Coarse silt
0.05—0.01mm
中粉粒 / %
Medium silt
0.01—0.005mm
细粉粒 / %
Fine silt
0.005—0.001mm
粘粒 / %
Clay
<0.001mm
低营养 Oligotrophic sediment (L) 82.81 8.50 4.07 4.00 0.62
中营养 Moderate eutrophic(M) 5.28 41.28 26.11 23.55 3.79
高营养 Eutrophic sediment (H) 2.90 45.76 28.06 19.73 3.54
摇 摇 实验在玻璃温室内进行,实验容器为下底直径伊
上口直径伊高= 45 cm伊55 cm伊80 cm 的塑料桶;每桶
装厚 10 cm 沉积物,栽种 30 株苦草(鲜重 75 g),用
自来水培养,实验水深为 55 cm,并每隔 30 d 补充一
定量的蒸馏水,以弥补蒸发和采样带来的水量损耗。
1.3摇 取样与分析
取样间隔时间为 30 d,沉积物采用微型柱状采
泥器分层采集,从上向下,间隔 2 cm,每次每桶采集
5个微型柱状样(横切面直径 2 cm),3 个重复混合;
采集后的样品室温(25益)风干,对风干前后的样品
称重,以计算由采样带来的总体磷和水量的损耗,将
风干后沉积物样品与植物根系分离,过 100 目筛后
充分混匀,然后进行沉积物中各形态磷分析;沉积物
中总磷(TP)、不同形态的无机磷 Ex鄄P、Al鄄P、Fe鄄P 含
量采用 SMT和文献[18]方法测定。
采集沉积物样品的同时采集植物样品,测定生
物量及根系分布状况,并测定根长及根直径,根长采
用分度值为 1 mm的刻度尺测量。
1.4摇 数据处理
实验所得数据采用 Excel、SPSS 13.0 统计软件
进行方差分析,处理组和对照组之间采用单因素方
差分析法,P<0.05,具有显著差异,实验数据用平均
值依标准差表示。
2摇 结果与分析
2.1摇 苦草生长状况
在本研究系统中,苦草均能正常生长。 如图 1
所示,种植的苦草经过约 1 周的适应,开始逐渐生
长,且生长速度逐渐增加,LV、MV、HV 在整个生长
期的速度分别为 3.43、6.84 和 6.66 g / d,同时进行了
无性繁殖,株数增多,并于试验进行到约 80 d 时,生
物量达到峰值,此后,随温度的降低,苦草趋向于衰
亡,生物量开始下降。 苦草根系平均长度在 20—80
d内迅速增加,LV、MV、HV 中苦草根系平均增长速
度分别为 0.153、0.043和 0.035 cm / d,其中,LV 组增
加的最多较初始值增加了 9.20 cm,MV、HV 组增加
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不明显,分别为 2. 60 和 2. 10 cm;检验发现,LV 与 MV、HV差异性显著(P<0.05)。
图 1摇 苦草生长状况
Fig.1摇 Changes of biomass (fresh weight) of Vallisneria natans during the experiment
LV: 低营养负荷苦草组; MV: 中营养负荷苦草组; HV: 高营养负荷苦草组
2.2摇 苦草对不同深度沉积物中 TP 的影响
在植物生长期,沉水植物通过根系直接吸收[19]
和间接影响了沉积物磷的迁移转化,使沉积物中的
磷被植物吸收或释放的上覆水中。 由图 2 可以看
出,相对于初始沉积物中的 TP,L、M、H 中均有不同
程度的下降,说明沉积物中的磷被植物吸收或释放
到上覆水中;苦草组下降的幅度大于对照组,分别比
对照组多下降了 11.63、18.50 和 46.25 mg / kg,说明
沉水植物对沉积物磷的迁移变化产生了不同程度的
影响,而且不同营养负荷的沉积物影响的程度亦不
同,高营养盐负荷的沉积物下降的更多;在垂直方向
上均表现出随深度的增加 TP 呈减小趋势,垂直方向
上苦草组的变化幅度小于对照组。 在 L、M、H,苦草
组与对照组差异显著(P<0.05)。
图 2摇 沉积物不同深度的总磷变化
Fig.2摇 Variability of the total phosphorus in the different sediments administrative levels
LC: 低营养盐对照组;MC: 中营养盐对照组;HC:高营养盐对照组
2.3摇 苦草对不同深度沉积物中生物可获得磷的影响
由图 3—图 5可以看出,生长期的苦草对沉积物
不同深度的生物可获得性磷影响复杂。 在 L、M、H
中,Ex鄄P、Al鄄P 随深度增加总体呈升高的趋势,苦草
组小于对照组,但垂直变化的幅度大于对照组。 其
中,苦草组的 Ex鄄P 分别比对照组下降了 0.065、0.215
和 1.483 mg / kg,Al鄄P 分别为 1.198、2.040 和 2.390
mg / kg;L 中的 Ex鄄P 苦草组与对照组有极显著差异
(P<0.01),M、H 苦草组与对照组无显著差异(P>
0郾 05);L、M、H的 Al鄄P 苦草组与对照组均无显著差
异(P>0.05)。 对于 Fe鄄P,则表现为随深度的增加而
降低,苦草组大于对照组,在 L、M、H中,苦草组分别
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比对照组高 8.135、16.689 和 8.598 mg / kg,垂直方向
上植物组变化幅度大于对照组。 LV 中苦草的影响
深度可达到 10cm的深处,而 MV、HV 中主要集中在
6 cm以内;L、M、H 中 Fe鄄P 在苦草组与对照组均未
达到显著程度(P>0.05)。
图 3摇 沉积物不同深度的 Ex鄄P的变化
Fig.3摇 Variability of Ex鄄P in the different sediments administrative levels
图 4摇 沉积物不同深度的 Al鄄P的变化
Fig.4摇 Variability of Al鄄P in the different sediments administrative levels
3摇 讨论
3.1摇 沉水植物对沉积物中磷的迁移转化的影响机制
沉水植物占据着浅水水体生态系统的关键界
面,以自身的形态特征、群落结构特征及生理活动影
响着其周围的环境,对水体生产力及生物地球化学
循环具有十分重要的影响。 沉水植物在生长发育、
衰亡及季相交替过程中,通过光合、呼吸、残体分解
等作用,对影响水鄄沉积物磷的迁移转化的因子温
度[20]、pH值[21]、溶解氧[22]、水力扰动[23]、湖泊的水
化学组成[24]、有机质含量及类型[25]和沉积物中磷形
态[26]等产生复杂的作用,并通过这些理化因子的变
化进而影响到磷的迁移转换。
植物通过吸收降低了沉积物及上覆水中的磷含
量,对苦草中磷含量检测发现 L、M、H 组中分别为
309郾 37、348.35和 397.50 mg / m2。 在本实验系统中,处
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于一个相对封闭的环境,没有外源磷的输入,因此沉
水植物体内富集的磷只来自于上覆水和沉积物。 沉
积物中生物有效磷的监测亦证明了这点(图 3—
图 5)。
图 5摇 沉积物不同深度的 Fe鄄P的变化
Fig.5摇 Variability of Fe鄄P in the different sediments administrative levels
摇 摇 沉水植物的快速生长,使上覆水体含氧量和 pH
值升高,并影响到沉积物的氧化还原条件和酸碱度
的变化,影响沉积物中磷的沉积与释放[27],在 L、M、
H组中,上覆水中的含氧量和 pH值均有不同程度的
升高,其中 L组中比对照升高的最大值分别为 0.22
mg / L、0.39,M组中比对照升高的最大值分别为 0.12
mg / L、0.32,H组中比对照升高的最大值分别为 0.11
mg / L、0.43,上覆水中含氧量和 pH 值的升高还会使
沉积物中氧化还原电位升高,并逐渐向沉积物底层
扩散(图 6,图 7),这种变化利于 Fe2+转化为 Fe3+,
Fe3+与磷酸盐结合成难溶的磷酸铁,使好氧状态下底
泥对磷的释放作用减弱;可有效控制上覆水中磷
含量。
此外,在水生植物根际形成特珠的生态环境,能
为大量的需氧微生物群生长繁殖提供良好的生境,
影响磷的迁移[28]。
3.2摇 苦草对不同深度沉积物中生物可获得磷的影响
沉积物中生物可获得磷(Ex鄄P、Al鄄P 和 Fe鄄P)是
沉积物中磷释放及植物利用的主要磷形态。 Ex鄄P
是沉积物中最具活性、变化范围较大的一类磷形态。
但它的含量在各种磷的形态中是最少的[29]。 较容
易受到植物的影响。 由于植物的吸收作用,使含量
低于对照。 pH 值的变化将会导致沉积物中结合态
的 Fe鄄P、Al鄄P 和 Ca鄄P 释放出来,增加沉积磷释放
量[30]。 Al鄄P 在底泥中的含量与分布受许多因素影
响,苦草的吸收与 pH值的影响。 pH值升 7 左右,生
成 Al(OH) 3,它具有巨大比表面积,强烈吸附正磷酸
盐。 由于铝的价态不受氧化还原电位的影响,还原
也不会增强磷酸铝的溶解性[31]。 由于苦草根系小
环境氧化性较对照高,有机质分解释放有机酸,pH
值低于对照(图 6),但属于中性范围。 表现为吸附,
所以沉积物中 Al鄄P 含量高。 Fe鄄P 释放较难,有氧环
境下被认为是一种永久性的磷汇,而在厌氧环境中
被看作是一中暂时性磷汇,它同样也是水体复磷的
主要来源,沉积物中铁磷含量也与生物生长量有很
大的相关性。 如图 7,L 组 Eh 低,M、H 组植物组由
于根区富氧。 导致较对照组高,起到了固定铁磷的
作用。
3.3摇 苦草对不同深度沉积物中 TP 的影响
沉积物中 TP 的下降是多种因素综合作用的结
果,沉水植物的影响使之与对照组有了不同的变化
规律。 沉积物中磷的形态分为无机磷和有机磷,无
机磷又被细分为弱吸附态磷、铝结合态磷、铁结合态
磷、钙结合态磷、闭蓄态磷。 其中,由于沉水植物苦
草的作用,能被生物可获得磷如交换态磷(Ex鄄P)、铝
结合磷(Al鄄P)、铁结合磷(Fe鄄P)),Ex鄄P、Al鄄P 相对
于对照组均有不同程度的下降,Fe鄄P 有所上升。 其
变化已讨论。
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图 6摇 沉积物不同深度中 pH的变化
Fig.6摇 Change of pH in different sediments administrative levels
图 7摇 沉积物不同深度中 Eh的变化
Fig.7摇 Change of Eh in different sediments administrative levels
摇 摇 钙结合态磷监测发现:对照组与苦草组均呈逐
渐下降趋势,但植物组的变化幅度大于对照组,均未
达到显著影响程度;在垂直剖面上,随沉积物深度增
加而增大。 钙结合态磷(Ca鄄P)又被称为酸提取磷。
主要指与自生磷灰石、湖泊沉积碳酸钙以及生物骨
骼等的含磷矿物有关的沉积磷存在形态,作为一种
难溶于水的化合物,它对湖水复磷贡献较小。 常被
称为不可利用磷,但易受低 pH 值的影响[18]。 实验
中苦草组沉积物中 pH 值的下降(图 6)是导致降解
的主要因素。 闭蓄态磷(Oc鄄P)主要指被 Fe2O3胶膜
包裹在沉积物颗粒表面的磷盐,在没有除去外层胶
膜前,很难发挥其有效作用,能长时间存在,被认为
是生物不可利用的磷。 本研究结果发现,不同培养
时间,Oc鄄P 变化不大(表 3),这与闭蓄态磷的生物稳
定性有关。
实验期间,实验组、对照组总体呈下降趋势,对
照组下降的幅度小于实验组(表 4)。 Org鄄P 存在形
式主要有三类:核酸类、植素类、磷酯类,普遍存在于
动植物的残体内或微生物体内,都必须通过微生物
的分解才能释放到水中。 沉积物 Org鄄P 多数以磷酸
酯(包括肌醇六磷酸)、磷脂、核酸等及一些未知的化
合物形态出现[2],其中肌醇六磷酸是沉积物中 Org鄄P
的重要形态,它可以被有效地矿化成 IP,其矿化程度
和速率与氧化还原条件极为相关(图 7)。
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L组主要是石英砂,颗粒大小混合均匀,作为沉
积物在垂直分布上分布较均匀,而上层与上覆水之
间交换频繁使之较下层低;而 M、H组是淤泥质的沉
积物,在悬浮物沉降过程内,沉降速率为颗粒无机物
(PIM)>悬浮物(SS) >颗粒有机物(POM) [29]。 稳定
时,下部粒径较大的无机颗粒物相对较多,向上粒径
间小,而小颗粒的吸附能力强[30],同时有机质也较
高,由于有机质中的腐殖质能和铁、铝形成的有机无
机复合体[31],提供了重要的无机磷吸附位点,从而
增强了对磷的吸附。 导致沉积物中的磷呈现随深度
的增加呈现下降的趋势,由于沉水植物苦草的影响,
又使苦草组和对照组出现了不同的变化规律。
表 3摇 Oc鄄P在沉积物 TP中的比例及变化 / %
Table 3摇 Tendency of the Proportion of the Oc鄄P in TP
时间 / d
Time
L
苦草
Vallisneria natans
对照
The control
M
苦草
Vallisneria natans
对照
The control
H
苦草
Vallisneria natans
对照
The control
0 15.37 15.37 21.55 21.55 8.22 8.22
40 14.36 14.86 19.26 20.12 7.94 8.26
80 14.34 15.07 18.69 19.54 8.06 8.18
表 4摇 Org鄄P在沉积物 TP中的比例及变化 / %
Table 4摇 Tendency of the Proportion of the Org鄄P in TP
时间 / d
Time
L
苦草
Vallisneria natans
对照
The control
M
苦草
Vallisneria natans
对照
The control
H
苦草
Vallisneria natans
对照
The control
0 5.14 5.14 35.15 35.15 44.40 44.40
40 1.26 5.73 31.10 36.85 36.57 42.77
80 4.31 7.02 27.10 38.19 36.80 43.68
4摇 结论
(1)L、M、H沉积物中的 TP,相对于初始值均有
不同程度的下降,在沉水植物苦草吸收和环境因子
改变等综合作用下,苦草组下降的幅度大于对照组,
分别比对照组多下降了 11.63、18.50 和 46.25 mg /
kg;在垂直方向上均表现出随深度的增加 TP 呈减少
趋势,沉水植物苦草对沉积物影响的深度随根系的
活动范围变化而变化,L 组根系增长最多(比试验初
始增加了 9.2 cm),影响深度也最大;M、H 根系增加
不明显(分别为 2.60和 2.10 cm),影响深度主要在 6
cm以内;垂直方向上苦草组的变化幅度小于对照
组;检验发现,苦草组与对照组差异显著(P<0.05)。
(2)生长期的苦草对沉积物不同深度的生物可
获得性磷影响复杂。 在 L、M、H 中,Ex鄄P、Al鄄P 随深
度增加总体呈升高的趋势,苦草组小于对照组,但垂
直变化的幅度大于对照组。 其中,苦草组的 Ex鄄P 分
别比对照组下降了 0.065、0.215和 1.483 mg / kg,Al鄄P
分别为 1.198、2.040 和 2.390 mg / kg;L 中的 Ex鄄P 苦
草组与对照组有极显著差异(P<0.01),M、H 苦草组
与对照组无显著差异(P>0.05);L、M、H 的 Al鄄P 苦
草组与对照组均无显著差异(P>0.05)。 对于 Fe鄄P,
则表现为随深度的增加而降低,苦草组大于对照组,
在 L、M、H中,苦草组分别比对照组高 8.135、16.689
和 8.598 mg / kg,垂直方向上植物组变化幅度大于对
照组。 LV 中苦草的影响深度可达到 10cm 的深处,
而 MV、HV中主要集中在 6cm 以内;L、M、H 中 Fe鄄P
在苦草组与对照组均未达到显著程度(P>0.05)。
本文通过室内模拟的方法研究了沉水植物苦草
对不同深度沉积物的各形态磷迁移的影响,忽略了
风浪扰动、物种竞争、动物干扰等方面的影响,其普
适性尚需要进一步探讨。 同时,在苦草影响下沉积
物各形态磷之间迁移转化过程及机理有待进一步
研究。
致谢:南京师范大学生态修复实验室成员在实验、样
品分析、文章的写作等方面给予帮助,特此致谢。
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