不同水生植物配置模式对景观水质的影响_丁元春.pdf

水生植物是城市水体景观的重要构成部分，不仅可以装饰水面、柔化堤岸1,还具有吸附水体中氮、磷等营养元素2，有效抑制水体富营养化，提高水体自净能力的功能,同时还能为水生动物、微生物提供栖息地和食物源,维持物种多样性3.目前，大多水体景观植物设计以园林美学为主要设计依据，较少考虑水生植物的水体净化能力，对水生植物改善水质的研究也多选取单一种类水生植物或同类型水生植物混合种植.如：纪美辰等4研究鸢尾、菖蒲、水葫芦在水培条件下对铅的抗性；居萍等5采用常绿水生植物香菇草和石菖蒲研究单独种植和混合种植时对冬季富营养化水体的净化效果；廖昌福6按照不同季节测定研究鸢尾、翠芦莉、美人蕉、梭鱼草、再力花和慈姑的水质净化效果；李斌等7研究12种水生植物对河流污染水体的净化能力.对于不同类型水生植物配置组合种植后对水质的影响研究还很有限.为更清楚地认识不同水生植物配置对水质的净化效果，更好地发挥水生植物的生态效益，本研究选取了7种安庆市常见的水生植物，设置挺水+浮水+沉水、挺水+沉水、浮水+沉水3种不同配置模式，通过测定分析植物叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量，水体的pH值、溶解氧（dissolved oxygen，DO）含量、氨氮（NH4+-N）含量，以及植物生长情况的变化，综合评价不同配置模式下植物对水体水质的净化效果，以期为城市水体景观植物的选择和配置提供参考.1材料与方法1.1供试材料在前期调查及相关文献资料收集的基础上，综合分析安庆市已有的水生植物品种，根据水生植物对季节和水体水质变化的适应能力、景观效果，以及易栽培、方便管理的原则选择7种具有良好净化功能和较高观赏价值的水生植物，其中挺水植物3种：再力花Thalia dealbata（平均高度31 cm）、黄菖蒲Iris不同水生植物配置模式对景观水质的影响丁元春1,2,3，王俊3，偶帆3，范志强3*（1.水生生物保护与水生态修复安徽省高校工程技术研究中心，安徽 安庆 246011；2.皖西南生物多样研究与生态保护安徽省重点实验室，安徽 安庆 246011；3.安庆师范大学 生命科学学院，安徽 安庆 246011）摘要：为探讨安庆市几种常见水生植物在不同配置模式下对景观水质产生的影响，以挺水植物（再力花、黄菖蒲和香蒲），浮水植物（睡莲和铜钱草），沉水植物（金鱼藻和苦草）为实验材料，通过设置不同水生植物配置模式进行水培实验，测定分析水质的pH值、溶解氧含量和氨氮含量，以及植物叶片的叶绿素含量，探讨7种水生植物在不同配置模式下对水质的净化效果.结果表明：含有浮水植物睡莲和挺水植物再力花的配置模式中植物叶绿素a和叶绿素b的含量较高，长势较好；不同配置模式下的水生植物对水体均有不同程度的净化效果，综合评价结果表明，不同配置模式的净化效果依次为：T1(再力花金鱼藻铜钱草)T3(黄菖蒲金鱼藻)T4(睡莲+苦草)T2(香蒲苦草睡莲).关键词：水生植物；景观水质；水质净化；配置模式；安庆市中图分类号：P901文献标识码：A文章编号：2095-2481（2023）02-0212-05收稿日期：2022-07-28作者简介：丁元春（1984-），女，副教授.E-mail：.*通信作者：范志强（1974-），副教授，博士.E-mail：基金项目：安徽省教育厅重点项目（KJ2019A0560）；水生生物保护与水生生态修复安徽高等学校工程技术研究中心开放研究项目（Sz2021001）；安徽省创新创业训练项目（S202110372109）.第 35 卷第 2 期2023 年 6 月宁德师范学院学报(自然科学版)Journal of Ningde Normal University（Natural Science)Vol.35 No.2Jun.2023DOI:10.15911/ki.35-1311/n.2023.02.011第2期丁元春，等：不同水生植物配置模式对景观水质的影响pseudacorus（平均高度26 cm）、香蒲Typha orientalis（平均高度25 cm）；浮水植物2种：铜钱草Hydrocotylevulgaris（平均高度18 cm）、睡莲Nymphaea tetragona（平均高度29 cm）；沉水植物2种：金鱼藻Ceratophyllum demersum（平均高度20 cm）、苦草Vallisneria natans（平均高度18 cm）.1.2试验设计根据美学原理和生长习性将这7种水生植物组成4种水景植物配置模式（表1）8，并以没有植物的为空白对照组（CK）.每种配置模式和对照组均设3个重复.选用长势相近，数量相近的植物进行种植，实验前将每种植物表面的灰尘和泥土清洗干净，按配置模式分别将植物栽种在4个大小和材质相同的水盆（外径23 cm，高度20 cm）之中，每个水盆中的泥和水的量保持基本一致.通过比较挺水植物，沉水植物和浮水植物自身的高度来确定水盆中底泥的厚度，根据每组配置模式的植物对水位和水量的要求将底泥调整一定的坡度以适合植物生长.每组的实验用泥平均厚度为5 cm，水位的深度基本保持在20 cm.为了模拟人工景观水体的效果，以自来水为实验用水（pH值6.69），以安庆师范大学龙山校区双龙湖湖岸的泥土为实验用土（pH值6.24），土壤有机质量比为27.36 gkg-1，有机酸质量比为0.436 mgkg-1，铁铝氧化物质量比为10.68 gkg-1，碳酸盐质量比为11.49 gkg-1.实验地点为安庆师范大学生命科学学院607实验室，实验时间为2022年3月13日至2022年4月16日.在第15天时补充盆内的水量，为防止因蒸发造成水位下降，每组补充的水量保持一致，水位深度保持在20 cm左右.待各组植物适应栽植环境后，从第25天开始每隔5 天测1次水质，共测3次.表1不同配置模式模式编号T1T2T3T4配置模式挺水植物+浮水植物+沉水植物挺水植物+浮水植物+沉水植物挺水植物+沉水植物浮水植物+沉水植物植物再力花+铜钱草+金鱼藻香蒲+睡莲+苦草黄菖蒲+金鱼藻睡莲+苦草株数/株8+15+68+1+810+61+81.3指标测定用笔式pH计测定pH值，用笔式溶氧仪测定DO含量，用便携式氨氮快速测定仪测定NH4+-N含量，采用分光光度法测定植物叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量9.2实验结果与分析2.1不同配置模式下植物的形态生长在植物的生长过程中，植株的形态上出现了明显的变化，包括叶片的生长，茎的伸长.与沉水植物相比，挺水植物和浮水植物生长状况较好，长出了新叶和根系.再力花和睡莲的繁殖能力和长势较其他植物更明显，睡莲相较于其他植物，叶片较大，颜色较深.4个配置模式实验组的水中出现不同程度的悬浮颗粒：T1和T3组水质清澈，仅盆底出现较少的颗粒；T4组水质较清，颜色微黄，有部分悬浮颗粒；T2组中悬浮颗粒相较于其他3组较多，盆底和盆壁出现了黑色藻类，水体颜色泛黄，并且随着时间的延长，香蒲出现了萎蔫，原本新长出的叶子逐渐发黄，有部分出现了萎蔫和死亡的症状，但睡莲和苦草的长势正常.2.2不同配置模式对植物叶片叶绿素含量的影响如图1所示，4个配置模式实验组植物叶片的叶绿素a含量之间差异具有统计学意义（P0.05）；T1组的叶绿素a、叶绿素b含量与T2、T3、T4组差异均具有统计学意义（P0.05），与T4组差异具有统计学意义（P0.05）；T3和T4组叶绿素a和叶绿素b含量差异均具有统计学意义（P0.05），且相比第25天的结果，4个配置模式实验组的pH值均有不同程度的降低（P0.05）.实验开始25天后，各处理水体均呈碱性，CK组pH值约为8.0，可见土壤向水体释放了碱性物质.4个配置模式实验组的pH值均低于CK组，其中含金鱼藻的实验组（T1、T3组）水体pH值高于含苦草实验组（T2、T4组）的水体pH值.pH值最高的配置模式为T1组(再力花+铜钱草+金鱼藻)，pH值最低的配置模式为T2组（香蒲+苦草+睡莲）.2个配置模式实验组均为挺水植物浮水植物沉水植物的配置，香蒲的枯萎是导致pH值偏低的主要原因.不同小写字母表示不同配置模式间差异具有统计学意义（P0.05）.不同大写字母表示相同配置模式间差异具有统计学意义（P0.05），不同小写字母表示不同配置模式间差异具有统计学意义（P0.05）.图2不同配置模式对水体pH值的影响图1不同配置模式对植物叶绿素含量的影响叶绿素质量浓度/（mgL-1)4035302520151050T1T2T3T4不同配置模式T1T2T3T4CK不同配置模式1086420pH值25 d30 d35 dAab2.4不同配置模式对水体DO含量的影响由图3可知，4个配置模式实验组的DO含量随着实验时间的延长呈先增后减趋势，CK组的DO含量随着时间呈递减趋势，且CK组的DO含量低于实验组，CK组的DO含量在3个时间点差异具有统计学意义（P0.05）.第30天各配置模式实验组的DO含量与第25天和第35天的实验组DO含量差异具有统计学意义（P0.05），T1、T3与CK组差异显著（P0.05）.含有金鱼藻的实验组（T1、T3组）相较于含有苦草的实验组（T2、T4组）DO含量稍高.第30天和第35天时，各配置模式实验组之间差异均具有统计学意义（P0.05），CK组的水体对NH4+-N含量也存在一定的自净能力，但净化效果远不如有植物的实验组.第35天时，CK组的NH4+-N含量与T2组相比差异不具有统计学意义（P0.05），与其他3个配置模式实验组相比差异具有统计学意义（P0.05）.生长后期T2组的NH4+-N含量有所升高，由于香蒲的生活力下降，长势也远不如其他挺水植物，叶片的腐烂或者是外界的温度导致该配置模式对水体的净化效果具有统计学意义降低.T1和T3组相比于CK组的3个时间点分别差异具有统-214第2期丁元春，等：不同水生植物配置模式对景观水质的影响计学意义（P0.05），这两种配置模式对水体NH4+-N的净化效果比其他两种配置模式明显，其中T1组（再力花+铜钱草+金鱼藻）配置模式的净化效果最佳.不同大、小写字母分别表示相同和不同配置模式间差异具有统计学意义（P0.05）.不同大、小写字母分别表示相同和不同配置模式间差异具有统计学意义（PT3(Iris pseudacorus+Ceratophyllum demersum)T4(Nymphaea tetragona+Vallisneria natans)T2(Typhaorientalis+Vallisneria natans+Nymphaea tetragona).Key words:aquatic plants;landscape water quality;water purification;configuration mode;Anqing City责任编辑杨玉玲-216