【衡水湖沉水植物对水中氧含量及水质影响】 衡水湖水质保护条例

　　摘要：通过对衡水湖中沉水植物长期调查，将生物量最大的３种沉水植物，经过采集培养并采用ＪＰＢ－６０７便携式溶氧仪的测量和碘量法，对这３种沉水植物进行了水中溶解氧的测定及光合作用强度的测定，确定了３种沉水植物对水中含氧量的影响。结果表明，灯笼草为造成湖水污染的沉水植物。
　　关键词：衡水湖；沉水植物；溶解氧
　　中图分类号：Ｘ５２４文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）08－1551-02
　　
　　Effects of Submerged Plants in Hengshui Lake on the Contents of Dissolved Oxygen in
　　Water and Water Quality
　　
　　ＺＨＥＮＧ Ｂｏ－yｉｎｇ，ＺＨＥＮＧ Ｙｕｎ－xｉａｎｇ，ＬＵ Ｚｈａｎ－gｅｎ
　　（Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Cｏｌｌｅｇｅ， Ｈｅｎｇｓｈｕｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｈｅｎｇｓｈｕｉ ０５３０００， Ｈｅｎｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎ ｃｒｉｓｐｕｓ， Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｌｕｍ ｖｅｒｔｉｃｉｌｌａｔｕｍ， Ｃｈａｒａ that ａｒｅ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｂｉｏｍａｓｓ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｐｉｃｋｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｇａｉｎ ａ ｃｌｅａｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ Ｈｅｎｇｓｈｕｉ ｌａｋｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ.Ａｆｔｅｒ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇ， ＪＰＢ－６０７ ｐｏｒｔａｂｌｅ ａｎｄ ｉｏｄｉｍｅｔｒｙ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｅ ｋｉｎｄｓ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ， ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｎｆｉｒｍ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｐｌａｎｔｓ ｏｎ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ oｘｙｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ． Ｉｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｃｈａｒａ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｈｅｎｇｓｈｕｉ ｌａｋｅ； ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｐｌａｎｔｓ； ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ
　　
　　衡水湖是华北平原的第二大内陆淡水湖，对华北地区的生态环境起着重大的影响。近几年来夏季湖内部分区域水体发生明显污染，导致部分区域水体出现异常气味，部分鱼苗死亡，芦苇及香蒲也受到了威胁并相继腐烂死亡。为了摸清水体污染的原因，通过对衡水湖内的沉水植物生物量和覆盖度进行调查，并通过不同温度下几种沉水植物的培养及对水中溶氧量的检测，为衡水湖水质保护提供参考。
　　１沉水植物的调查
　　通过２００７～２００８年的早春及不同季节的多次观察，生物量最大的是菹草（Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎ ｃｒｉｓｐｕｓ）、轮叶狐尾藻（Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｌｕｍ ｖｅｒｔｉｃｉｌｌａｔｕｍ）、灯笼草［轮藻属（Ｃｈａｒａ）的一种］，其中菹草在衡水湖的北部和西北部有大量的分布，由于植物的生态适应，植物体长可达３００ ｃｍ左右，生物量最大；其次是灯笼草，在鸟区和附近的航道有大量的分布，植株在６、７月份最大可达２００ ｃｍ，是衡水湖大型沉水植物中生物量大的第二种代表；轮叶狐尾藻在早春也是分布较多的种类，但分布面较小，生物量较低，但是到６、７月份植物体可达１７０ ｃｍ，且植株单一；另外，５、６月份有一些线叶眼子菜、黄花狸藻、黑藻、大茨藻等出现，但数量相对较少，而格菱、金鱼藻生物量极少。基于沉水植物分布状况和生物量的多少，就３种对衡水湖水质影响大的植物进行了采集培养，并对水中溶解氧的含量进行了测定。
　　２试验材料的采集和培养
　　２．１试验材料的采集
　　采集自衡水湖的沉水植物：菹草、轮叶狐尾藻、灯笼草，湖水距离水面１０ ｃｍ处的温度为１８℃。
　　２．２试验材料的培养
　　将每种植物用去离子水洗净后分别称取１８ ｇ分别放在１ ０００ ｍＬ的烧杯中，在烧杯中加去离子水８００ ｍＬ，另取一去离子水空白对照为一组，共4组，每组３次重复；放置在ＨＰＧ－４００光照培养箱中，光照强度为５ ０００ ｌｘ，分别在２０℃、２５℃、３０℃下各培养３ ｄ。
　　３结果与分析
　　３．１ＪＰＢ－６０７便携式溶氧仪对各培养液中的溶氧量的测定结果
　　使用ＪＰＢ－６０７便携式溶氧仪测定各培养液中的溶氧量，结果见表１。
　　３．２碘量法测定３组培养液中溶氧量的结果
　　取４个２５０ ｍＬ的磨口溶解氧瓶，标记与培养瓶相对应的名称，盛取水样前将瓶中的水样更换３次，然后用虹吸管从烧杯中取出待测的水样，分别注入对应的磨口瓶内。按照碘量法测定溶解氧的方法［１］测定相应数据并依据碘量法测定溶氧量的计算公式计算出各培养液中的溶解氧含量（表２）。
　　３．３藻类植物光合强度测定方法［２］
　　测定3种水生植物的光合作用的强度，每组取三角烧瓶４个（２５０ ｍＬ），依次放入轮叶狐尾藻、菹草、灯笼草各２０ ｇ，剩余的１个作为对照，然后将４个三角烧瓶各注满去离子水，每组３次重复，再加塞置于阳光下，０．５ ｈ后分别测水样中的含氧量。根据测得的数据，利用光合作用强度测定的计算公式［２］，计算出３种植物的光合作用强度（表３）。
　　
　　４小结与讨论
　　１）用JPB-607便携式溶氧仪与碘量法两种方法显示的结果相差很大，推测是由于使用便携式溶氧仪的方法是将测量端插入培养液中直接测定，几乎没有溶解氧的散失；而用碘量法测定水中溶解氧时，需先从培养液中用虹吸管将相应的培养液导出，在其后还要在培养液中加入相关药品进行滴定，这一过程可能造成水中溶解氧的散失。但用ＪＰＢ－６０７便携式溶氧仪与碘量法测定水中溶解氧的试验结果比较可得到相同的结果，即在相同的光照条件下，水温越高，沉水植物在水中的溶解氧量越低。不管在哪个温度段内轮叶狐尾藻在水中的溶解氧量最高，菹草次之，灯笼草最低，对照为零。
　　２）轮叶狐尾藻在水中的光合作用能力是最强
　　的，符合轮叶狐尾藻叶羽状裂细长、受光能力最强的生物学特性；而灯笼草在水中的光合能力是最差的，在生长过程中吸收底泥释放的Ｎ、Ｐ也较少。由此可知光合作用强的沉水植物对衡水湖湖水的净化作用高于光合作用最差的沉水植物。
　　３）根据相关报道，由于灯笼草（轮藻属）的茎和小枝有中央细胞和外围的一层细胞组成［３］，没有角质层和表皮，很容易腐烂。在７、８月份，温度升到一定程度，由于微生物分解其往年残体的活动达到一年中最高强度，消耗大量的氧气，此时的温度也较为适合Ｎ、Ｐ的释放。如果灯笼草大量存在，水中溶氧量低的情况下，且其光合作用放出的氧气量也是３种植物中最少，极易形成厌氧条件，由于其形态结构上的特点，促使大量存在的植物体死亡腐败，同时底泥中的Ｎ、Ｐ大量释放［４，５］，就可能腐败成为水质污染的根源。在采捞过程中也发现在鸟区、航道等游览区中灯笼草的分布数量相比其他区域分布的数量最多，而其他的沉水植物在鸟区、航道区等游览区中几乎没有，同时在调查过程中还发现，存在灯笼草的区域的泥土黑臭，说明衡水湖湖水每年夏天７、８月份部分区域湖水出现异常气味，部分鱼苗死亡，芦苇及香蒲也受到了威胁并相继腐烂死亡，可能系灯笼草的存在造成的。
　　
　　参考文献：
　　［１］ 成都工学院分析化学教研室．水质污染分析［Ｍ］．北京：水利电力出版社，１９７８．７７－８３．
　　［２］ 华东师范大学生物系植物生理教研室．植物生理学实验指导［Ｍ］． 北京：高等教育出版社，１９８９．１０２－１０５．
　　［３］ 大连水产学院.淡水生物学［Ｍ］．北京：农业出版社，１９８２．８２－８３．
　　［４］ 王茹静，赵旭，曹瑞珏.富营养化水体底泥释磷和影响因素［Ｊ］.江苏环境科技，２００５，１８（４）：４７－４９．
　　［５］ 韩莎莎，温琰茂. 富营养化水体沉积物中磷的释放及其影响因素［Ｊ］． 生态学杂志，２００４，２３（２）：９８－１０１．
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