菹草的水體凈化價(jià)值水生態(tài)系統退化失調是目前世界的一大生態(tài)災難，受損水生態(tài)系統的生態(tài)恢復業(yè)已成為當今世界環(huán)境科學(xué)的一大研究熱點(diǎn)。沉水植被如同水下森林，對水生態(tài)系統結構和功能的穩定起至關(guān)重要作用。因此重建沉水植被便是水域生態(tài)系統的關(guān)鍵。菹草乃常見(jiàn)的沉水植物，它生存范圍廣，適應能力強，具有多種利用價(jià)值和生態(tài)功能。本研究以重慶地區常見(jiàn)的沉水植物—菹草為對象，旨在探討菹草凈化富營(yíng)養化水的機理，摸清菹草在富營(yíng)養化水體(湖、庫、塘)中消失的原因與其適宜的生長(cháng)環(huán)境，尋求水庫、湖泊管理的手段和已富營(yíng)養化湖泊、水庫生態(tài)恢復治理的措施。首先分別在水族缸和室外圍隔中驗證了菹草凈化富營(yíng)養化水的效果;接著(zhù)對光照、水溫和pH等重要的環(huán)境因子對菹草光合作用的影響及著(zhù)生藻類(lèi)與菹草生長(cháng)的相關(guān)性作了研究;然后初步研究了對菹草種群繁衍起主要作用的鱗枝的產(chǎn)生與萌發(fā)條件，并在此基礎上對富營(yíng)養水體中恢復重建菹草為主的沉水植物群落的可行性作了初步分析。經(jīng)過(guò)試驗，得到如下結果。 菹草對富營(yíng)養化水(氮3.347mg/L，總磷0.682mg/L)中的NH4+-N、NO3--N、NO2--N和TP都有較強的吸收能力，其中對NH4+-N的吸收先于NO3--N;水中營(yíng)養物濃度越高，菹草對水中營(yíng)養物質(zhì)的吸收速度越快;試驗15d時(shí)，菹草對水中氮和總磷的累積清理率分別為89.8-91.7%和73.9-79.9%。野外實(shí)驗發(fā)現，長(cháng)有菹草的圍隔水質(zhì)較對照圍隔有明顯改變，即氮、總磷和浮游植物葉綠素a的含量顯著(zhù)下降(P<0.05)，水體透明度、溶解氧顯著(zhù)提高，色度、pH等水化指標也有明顯變化。 采用單因子設計法，研究水溫(10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃)、光照(9.62×104lx、7.28×104lx、5.43×104lx、2.60×104lx、0.84×104lx、0.12×104lx)和pH(5、6、7、9、11)對菹草頂枝凈產(chǎn)氧量、毛產(chǎn)氧量的影響。試驗結果表明：水溫為10—35℃時(shí)，菹草頂枝光合作用凈產(chǎn)氧量、毛產(chǎn)氧量都與溫度呈曲線(xiàn)相關(guān)(yN=-0.0038x2+0.1452x-0.6192，r2=0.9854;yG=-0.0038x2+0.1789x-0.8225，r2=0.9829);20℃附近菹草光合作用產(chǎn)氧量是至高的，適宜的生長(cháng)溫度為15—25℃。在光照強度為0.12×104-9.62×104lx的范圍內，菹草頂枝的凈產(chǎn)氧量和毛產(chǎn)氧量與光照亦呈曲線(xiàn)相關(guān)(yN=0.0282x2+0.3093x+0.0218，r2=0.9790;yG=0.0343x2+0.3695x+0.2389，r2=0.9835)，光照為5.43×104lx時(shí)菹草光合作用的產(chǎn)氧量是至高的，適宜的光照為2.6-5.5×104lx。pH為5—11的范圍內，菹草頂枝的凈產(chǎn)氧量、毛產(chǎn)氧量與pH值呈線(xiàn)型負相關(guān)(yN=-0.2864x+2.7549，r2=0.9667;yG=-0.2512x+2.8653，r2=0.9563)，表明菹草生長(cháng)喜中性偏酸的環(huán)境，堿性條件下缺乏CO2和HCO3-將限制其生長(cháng)。 池塘中菹草著(zhù)生藻類(lèi)包括硅藻門(mén)、綠藻門(mén)、藍藻門(mén)、裸藻門(mén)、黃藻門(mén)和隱藻門(mén)的種類(lèi)，共50屬68種;常見(jiàn)優(yōu)勢種以硅藻門(mén)和綠藻門(mén)的種類(lèi)為主。菹草整個(gè)生活史中，著(zhù)生藻類(lèi)的平均著(zhù)生密度以硅藻l]膽9.90X 10’illd.兒ffi勺，其次為綠藻門(mén)(l.87X 103ittdJCm2)和藍藻門(mén)*.52X*./CffiZh就平均生物量而亭，硅藻門(mén)門(mén)刀702m令L)較其它藻類(lèi)高得多。著(zhù)生藻類(lèi)生長(cháng)與疽草生長(cháng)呈負相關(guān)，即疽草生長(cháng)率高時(shí)門(mén)4月)，著(zhù)生藻類(lèi)的密度和生物量較小，菹草生長(cháng)緩慢門(mén) 月)或衰亡K刁月)時(shí)，著(zhù)生藻類(lèi)的密度和生物量較大。 用Q)正交表研究光照(強、中、弱人 pH(高、中、低)和營(yíng)養鹽(高、低)影響菹草鱗枝形成的試驗結果顯示：高洲門(mén)J\強光照卜10‘IX)和低營(yíng)養(自來(lái)水)條件下，落草產(chǎn)生鱗枝快，其中pH的影響程度相對強些。水溫低于 26’C時(shí)，疽草生長(cháng)正常3超過(guò) 26’C時(shí)，隨著(zhù)溫度升高，菹草產(chǎn)生鱗枝的速度越快，數目越多。 采用單因素試驗設計法，研究水溫Q2 C、28℃、34℃、40℃L光照(900-62000lX、200-25000IX、95-!0000IX、30-3800lX、5-500lX)，pH(3、5、7、9、10)和營(yíng)養水平對池塘中的當年離體鱗枝萌發(fā)的影響。結果表明：菹草鱗枝離體后沒(méi)有休眠期，水溫低于 34 ’C條件下，只要見(jiàn)光就會(huì )萌發(fā);pHSq的范圍內，鱗枝能正常萌發(fā);營(yíng)養鹽的豐歉不會(huì )成為鱗枝萌發(fā)的限制因子。 整個(gè)試驗表明：菹草能清理水體中的營(yíng)養物質(zhì)，是治理富營(yíng)養化水體的重要植物品種。菹草光合作用受環(huán)境因子影響顯著(zhù)，夏季淺水體中區舊照強烈、水溫和叫偏高，菹草將趨于衰亡：著(zhù)生藻類(lèi)的優(yōu)勢種為吠藻，著(zhù)生藻類(lèi)會(huì )對菹草的生長(cháng)產(chǎn)生影響，尤其在富營(yíng)養水體中，出于浮游植物大量滋生再加上著(zhù)生藻類(lèi)的增加，使得菹草可能因光饑餓而衰敗;菹草面臨惡劣環(huán)境ja pH鄧、光照刀.28X10‘IX、水溫刁6’C等時(shí)，將產(chǎn)生鱗枝以作為其延續后代的主要材料：離體鱗枝萌發(fā)的環(huán)境條件耍求并不嚴格，春夏秋三季均可萌發(fā)。利用春季沉水植物菹草構建的階梯式水生植物系統研究了其對水體懸浮泥沙及氮、磷污染物的凈化效果。結果表明：由菹草構成的生態(tài)物理模型系統對挾沙水體氮、磷負荷以及泥沙含量具有較好的作用，菹草系統前后總氮負荷分別為0.746mg•l-1和0.622mg•l-1，清理率為16.57%，其中菹草凈化率占6.67%;停留時(shí)間分別為24小時(shí)和48小時(shí)時(shí)，菹草系統對總磷的凈化百分率分別為18.52%和22.22%，其中菹草對總磷的凈化作用分別占10.83%和6.84%，因此，菹草系統對挾沙水體中氮、磷的凈化包括自身營(yíng)養需求對氮、磷的吸收利用和菹草促使泥沙沉積和吸附過(guò)程中泥沙對氮、磷的攜帶作用兩個(gè)方面。菹草系統對經(jīng)過(guò)其的挾沙水體的泥沙含量具有較好的效果，且對平均粒徑及10µm-25µm范圍泥沙顆粒效果較明顯。出水口挾沙水體總磷變化與懸浮泥沙含量具有較強的相關(guān)性一致性(r=0.96)，說(shuō)明在挾沙水體的總磷凈化過(guò)程中，泥沙起到了舉足輕重的作用。