河北农业科学,2010,14(10):110-112ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ
编辑 杜晓东
郑博颖，郑云翔 (衡水学院生命科学系,
河北衡水 053000)
摘要：菹草(Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｃｒｉｓｐｕｓ)、轮叶狐尾藻(Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｌｕｍｖｅｒｔｉｃｉｌｌａｔｕｍ)和灯笼草(轮藻属(Ｃｈａｒａ)的一种)是衡水湖中生物量较大的3种沉水植物。经过采集培养并研究了这3种沉水植物对水中溶解氧含量、硝态氮含量及光密度和电导率的影响，结合实地调查，推测灯笼草的存在可能是造成近几年七八月衡水湖鸟区等游览区出现臭味和鱼苗死亡的原因，初步确定了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；溶解氧含量；硝态氮含量；光密度；电导率 中图分类号:Ｘ524 文献标识码:Ａ 文章编号:1008-1631(2010)10-0110-03ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＭａｉｎＳｕｂｍｅｒｇｅｄＭａｃｒｏｐｈｙｔｅｓｏｎＷａｔｅｒＱｕａｌｉｔｙｉｎＨｅｎｇｓｈｕ
ｉＬａｋｅ
ＺＨＥＮＧＢｏ-ｙｉｎｇ,ＺＨＥＮＧＹｕｎ-ｘｉａｎｇ (ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓ,ＨｅｎｇｓｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｈｅｎｇｓｈｕｉ 053000,Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ::ＩｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔＭｙｒｉｏｐｈｙｌｌｕｍｖｅｒｔｉｃｉｌｌａｔｕｍ,Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｃｒｉｓｐｕｓ,Ｃｈａｒａｓｐ.ｗｅｒｅｔｈｅｍａｉｎｓｕｂｍｅｒｇｅｄｍａｃｒｏｐｈｙｔｅｓｉｎＨｅｎｇｓｈｕｉＬａｋｅ.Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｒｅｅｓｕｂｍｅｒｇｅｄｍａｃｒｏｐｈｙｔｅｓｏｎｔｈｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ,ｎｉｔｒａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ,ｏｐｔｉｃａｌｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ.Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｆｉｅｌｄｓｕｒｖｅｙ,ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｄｏｒｓａｎｄｄｉｅｄｆｉｓｈｌａｒｖａｅｉｎｔｈｅｓｉｇｈｔｓｅｅｉｎｇａｒｅａｓｆｒｏｍＪｕｌｙｔｏＡｕｇｕｓｔｗｅｒｅｃａｕｓｅｄｂｙＣｈａｒａｓｐ.,ｔｈａｔｗａｓｔｏｓａｙ,Ｃｈａｒａｓｐ.ｐｏｌｌｕｔｅｄｔｈｅｌａｋｅｗａｔｅｒ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＨｅｎｇｓｈｕｉＬａｋｅ;Ｓｕｂｍｅｒｇｅｄｍａｃｒｏｐｈｙｔｅｓ;Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ;Ｎｉｔｒａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ;Ｏｐｔｉｃａｌｄｅｎｓｉｔｙ;Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ
收稿日期:2010-08-16
基金项目：河北省科技厅科技攻关指导计划项目(07276742)；衡水
学院科研基金资助课题(2007年)
作者简介：郑博颖(1972-)，女，河北深州人，讲师，研究方向为
汤山颐尚温泉酒店>青岛攻略必去的地方植物分类及植物资源学。Ｅ-ｍａｉｌ:ｈｓｚｈｅｎｇｂｏｙｉｎｇ@163.ｃｏｍ。
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有重大影响。湖中常见的高等水生植物共有32种，其中挺水植物蒲草和芦苇为优势种
[1]
，沉水
植物主要有穿叶眼子菜(Ｐｏｔａｍａｇｏｔｏｎｐｅｒｆｏｌｉａｔｕｓ)、轮叶狐尾藻(Ｍｙｒｉｏｐｈｙｌｌｕｍｖｅｒｔｉｃｉｌｌａｔｕｍ)、菹草(Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｃｒｉｓｐｕｓ)、线叶眼子菜(Ｐｏｔａｍａｇｏｔｏｎｐｕｓｉｌｌｕｓ)、马来眼子菜(Ｐｏｔａｍａｇｏｔｏｎｃｒｉ
ｓｐｕｓ)、黄花狸藻(Ｕｔｒｉｃｕｌａｒｉａａｖｒｅａ)和灯笼草(轮藻属(Ｃｈａｒａ)一种大型植物)等。沉水植物可以净化水质，吸收和吸附大量的营养物质及其他物质
[2]
。但是大量沉水植物死亡腐烂后，不仅成为了湖
泊营养物质的再生源，而且加速湖泊的淤积及沼泽化进程，使湖泊走向衰亡
[3]
。
近几年夏季，衡水湖部分区域水体发生明显污染，出现了气味异常和鱼苗死亡的现象，芦苇及香蒲的生长也受到了威胁。2007～2008年早春及不同季节进行多次观察发现，衡水湖中生物量较大的沉水植物是菹草、轮叶狐尾藻和灯笼草。其中，菹草生物量最大，大量分布在湖的北部和西北部，植物体长可达300ｃｍ左右；其次是灯笼草，大量分布在鸟区和附近航道，在六七月植株最大可达200ｃｍ；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，六七月植物体可达170ｃｍ，且植株单一。研究菹草、轮叶狐尾
藻和灯笼草3种植物对水中溶解氧及硝态氮含量的影响，旨为控制衡水湖水质的恶化，以保护衡水湖的生态环境。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料为菹草、轮叶狐尾藻和灯笼草。均于2008年4月8日采自衡水湖，湖水温度为18℃(距离水面10ｃｍ处)。1.2 试验方法
1.2.1 试验设计 将菹草、轮叶狐尾藻和灯笼草用蒸馏水洗净，分别称取18ｇ，放在1000ｍＬ的烧杯中加蒸馏水至800ｍＬ；另只加蒸馏水为1组作空白对照。试验共设4个处理，每处理均重复3次。然后放置在ＨＰＧ-400光照培养箱中(光照强度5000ｌｘ)，分别在20℃、25℃和30℃条件下培养3ｄ。备用。1.2.2 测定项目和方法
1.2.2.1 溶解氧含量测定。分别采用便携式溶氧仪和碘量法2种方法测定。(1)便携式溶氧仪方法测定。使用ＪＰＢ-607便携式溶氧仪，测定各培养液中的溶氧量。(2)碘量法测定。按照用碘量法测定溶解氧方法
[1]
所
测相应数据并依据碘量法测定溶氧量的计算公式(溶解氧=Ｖ×0.0250×16/2000×1000×1000/100=2Ｖ)(ｍＬ/Ｌ)，计算出各培养液中的溶解氧含量。
1.2.2.2 硝态氮含量测定。硝态氮(ＮＯ3-Ｎ)是指与
第10期郑博颖等：衡水湖中主要沉水植物对水质的影响
氧结合形式的氮，硝态氮含量是水质监测的重要项目之一。采用水杨酸法[4]测定菹草、轮叶狐尾藻和灯笼草在不同温度下水中硝态氮的含量，以分析这3种沉水植物对水中有机质含量的影响。
(1)标准曲线制作。吸取500ｍｇ/Ｌ的ＫＮＯ
3
-Ｎ标准溶液1ｍＬ、2ｍＬ、3ｍＬ、4ｍＬ、6ｍＬ、8ｍＬ、10ｍＬ、12ｍＬ分别放入50ｍＬ容量瓶中，加入蒸馏水定容至50ｍＬ，使之成为10ｍｇ/Ｌ、20ｍｇ/Ｌ、30ｍｇ/Ｌ、40ｍｇ/Ｌ、60ｍｇ/Ｌ、80ｍｇ/Ｌ、100ｍｇ/Ｌ、120ｍｇ/Ｌ的系列标准溶液。分别吸取上述系列标准溶液0.1ｍＬ，加入0.4ｍＬ水杨酸-硫酸溶液，摇匀，室温下放置20ｍｉｎ后再加入8%的ＮａＯＨ溶液9.5ｍＬ，摇匀
冷却至室温，使显液总体积为10ｍＬ。另以0.1ｍＬ无离子水代替标准溶液作空白。以空白作参比，用ＴＵ-1901双光束紫外可见分光光度计，在410ｎｍ波长下测定光密度值。
(2)培养液光密度值测定及ＮＯ
3
-Ｎ浓度计算。吸取培养液及蒸馏水对照各0.1ｍＬ于刻度试管中，采用水杨酸法，使用ＴＵ-1901双光束紫外可见分光光度计，在410ｎｍ波长下测定其光密度值。根据测得的各组光密度值，在曲线图上查出对应的硝态氮浓度(将光密度值扩大10或100倍，查出硝态氮值后再除以10或100)。
(3)培养液电导率测定。从光照培养箱中取出所培养的样品，用ＤＤＳＪ-308Ａ型电导仪直接测定各种植物培养液的电导率。
2 结果与分析
2.1 沉水植物种类对水中溶解氧含量的影响
用ＪＰＢ-607便携式溶氧仪与碘量法测定水中溶解氧含量的结果(表1和表2)均显示：在相同光照条件下，水温越高，水中的溶解氧含量越低；不管在哪个温度段内，均以有狐尾藻水中的溶解氧量最高，菹草次之，灯笼草最低。
可以看出，轮叶狐尾藻在水中的光合作用能力最强，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；灯笼草在水中的光合能力最差。由此可推断，光合作用强的沉水植物种类对衡水湖水质的净化作用高于光合作用差的沉水植物种类。
表1 不同温度下沉水植物种类对水中溶解氧含量的影响
Ｔａｂｌｅ1 Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｕｂｍｅｒｇｅｄｍａｃｒｏｐｈｙｔｅｓｏｎｔｈｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｉｎｗａｔｅｒｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ (ｍｇ/Ｌ)
培养箱温度
(℃)实测水温
(℃)
卡塔尔集装箱酒店
ＪＰＢ-607便携式溶氧仪测定
轮叶狐尾藻菹草灯笼草蒸留水(ＣＫ)
碘量法滴定
轮叶狐尾藻菹草灯笼草蒸馏水(ＣＫ)大鹿岛民宿包吃住
2018.110.36.25.84.14.03.62.01.8 2523.06.75.44.63.72.42.01.61.4 3028.24.64.54.13.11.61.41.11.0
2.2 沉水植物种类对水中硝态氮含量的影响
根据光密度结果(表2)绘制硝态氮浓度-光密度
关系标准曲线(图1)。从含3种沉水植物水中形成的
硝态氮值(表3)可以看出，在相同温度条件下，灯笼
草在水中产生的硝态氮含量最高，同时随着温度的升
高，硝态氮含量也随之升高。
3种沉水植物的电导率顺序为灯笼草>轮叶狐尾藻
威海自驾一日游最佳路线>菹草。表明相同情况下，灯笼草的细胞透性最强，由
此说明在相同条件下灯；笼草耐受胁迫的能力最弱。灯
笼草是轮藻一种，其假茎和小枝由中央细胞和外围的一
层细胞组成[5]，极易腐败而沉积水底。由此可推测，灯
笼草经过春季的大量生长后，在夏季可能由于自身耐胁
迫能力较弱，造成大量植物体死亡，而影响衡水湖的
水质。
表2 410ｎｍ时不同ＮＯ
3-Ｎ浓度下的光密度
Ｔａｂｌｅ2 Ｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｄｅｎｓｉｔｙｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
ｏｆＮＯ
3
-Ｎｕｎｄｅｒ410ｎｍ
浓度
(ｍｇ/Ｌ)光密度浓度(ｍｇ/Ｌ)光密度100.069600.431 200.122800.562 300.2131000.704 400.2891200.862
图1 ＮＯ
3
-Ｎ浓度与410ｎｍ下光密度关系的标准曲线Ｆｉｇ.1 ＴｈｅｓｔａｎｄａｒｄｃｕｒｖｅｂｅｔｗｅｅｎＮＯ
3
-Ｎ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｃａｌｄｅｎｓｉｔｙｕｎｄｅｒ410ｎｍ
2.3 生态环境的调查及分析
在调查及采集试验材料时发现，在有灯笼草也有其他植物如芦苇、香蒲的区域,4月水下泥土已变黑变臭；而在没有灯笼草有其他植物如芦苇和香蒲的区域，水底的泥土无变黑变臭的现象；同时在只有灯笼草没有其他植物的区域，其水底泥土也有变黑变臭的现象。
在七八月温度升到一定程度，由于微生物分解往年植物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和Ｐ的释放。如果灯笼草大量存在，在水中溶氧量低的情况下，且其光合作用放
·
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河北农业科学2010年
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和Ｐ大量释放(其释放平衡深度
为好氧状态的25倍)[6,7]，就可能腐败成为水质污染的
根源。因此推断，衡水湖湖水每年夏天七八月部分区域
湖水出现气味异常和鱼苗死亡的现象，芦苇及香蒲也受
到了威胁并相继腐烂死亡，可能是灯笼草的存在造成的。
表3 不同温度下的培养液光密度、ＮＯ
3-Ｎ浓度和电导率
Ｔａｂｌｅ3 Ｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｄｅｎｓｉｔｙ,ＮＯ
3-Ｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄ
ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃｕｌｔｕｒｅｍｅｄｉｕｍｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
温度
(℃)植物种类光密度ＮＯ
3
-Ｎ浓度
(ｍｇ/Ｌ)
电导率
(μｓ/ｃｍ)
20 25 30蒸馏水(ＣＫ)00.00313.2轮叶狐尾藻0.0020.28089.2菹草0.0030.42018.0灯笼草0.0142.500185.0蒸馏水(ＣＫ)00.00316.5轮叶狐尾藻0.0030.420122.3菹草0.0040.56021.7灯笼草0.0324.300206.0蒸馏水(ＣＫ)00.00311.7轮叶狐尾藻0.0040.560132.0菹草0.0091.26032.1灯笼草0.0395.500287.0
3 结论与讨论
菹草、轮叶狐尾藻和灯笼草是衡水湖中生物量较大的3种沉水植物。经过采集培养并研究了这3种沉水植物对水中溶解氧含量、硝态氮含量及光密度和电导率的影响，结合实地调查，推测灯笼草的存在可能是造成近几年七八月衡水湖鸟区等游览区出现臭味和鱼苗死亡的原因，初步确定了灯笼草为造成湖水污染的沉水植物。
根据研究结果，建议在严格控制外来性污染的基础上，对衡水湖水中有机质含量的增高进行适度控制，既要充分利用合理数量、合理种类的沉水植物在生长期间具有净化水质的作用，又要控制沉水植物过量生长及腐败沉落后造成的污染和生物填平作用，从而维护衡水湖生态系统的良性循环。
沉水植物在生长期间将湖水中的氮和磷素转化为有机体的组成物质，大量收获这些水生植物就可以从湖水中去除过量的氮、磷等，从而减少内源性营养物质负荷，这是针对以沉水植物过量生长为特征的富营养化湖泊进行湖内治理的一项积极措施[8]。可以在6月灯笼草生物量接近最大，特别是在七八月随着温度的升高，腐败程度也会增大，应尽快对其进行打捞并运出湖外，减少水体的有机物含量，增加水体透明度，以增强好氧性微生物的活动，促使水体内有机物矿化。
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