氮负荷升高对苦草（Vallisneria natans）和穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）生长的影响

李启升; 胡忠军; 李永吉; 何虎; 韩燕青; 靳辉; 李宽意

文章摘要

李启升,胡忠军,李永吉,何虎,韩燕青,靳辉,李宽意.氮负荷升高对苦草（Vallisneria natans）和穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）生长的影响[J].农业环境科学学报,2019,38(7):1589-1596.

氮负荷升高对苦草（Vallisneria natans）和穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）生长的影响

Effects of elevated nitrogen loading on the growth of Vallisneria natans and Myriophyllum spicatum

投稿时间：2018-12-17

DOI：10.11654/jaes.2018-1599

中文关键词: 氮负荷沉水植物浅水湖泊苦草穗花狐尾藻

英文关键词: nitrogen loading submerged macrophytes shallow lake Vallisneria natans Myriophyllum spicatum

基金项目:水体污染控制与治理科技重大专项（2017ZX07203-005）；国家自然科学基金项目（31770509，41571086）；中国科学院 135部署项目（NI-GLAS2018GH04）；中国科学院科技服务网络计划重点项目（KFJ-STS-ZDTP-038-3）

作者	单位	E-mail
李启升	上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心, 上海 201306 上海海洋大学农业部鱼类营养与环境生态研究中心, 上海 201306 上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心, 上海 201306 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 南京 210008
胡忠军	上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心, 上海 201306 上海海洋大学农业部鱼类营养与环境生态研究中心, 上海 201306 上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心, 上海 201306
李永吉	岳阳市水产科学研究所, 湖南岳阳 414001
何虎	中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 南京 210008
韩燕青	中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 南京 210008
靳辉	中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 南京 210008
李宽意	上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心, 上海 201306 上海海洋大学农业部鱼类营养与环境生态研究中心, 上海 201306 上海海洋大学上海水产养殖工程技术研究中心, 上海 201306 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室, 南京 210008 中国科学院大学中丹学院, 北京 100049	kyli@niglas.as.cn

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中文摘要:

为研究在浅水湖泊的外源污染源控制工作中控氮（N）的必要性，通过室外模拟实验，探究了N负荷升高对浅水湖泊沉水植物生长的影响。实验设置低N组（输入氮磷比为5∶1）和高N组（输入氮磷比为100∶1）两个N负荷水平，同时选择不同生长型的两种沉水植物——莲座型苦草（Vallisneria natans）和冠层型穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）作为实验对象。结果表明：N负荷升高对苦草生长产生了明显的抑制作用，表现为高N组苦草的相对生长率、生物量、根长、株数和叶片数等指标均显著低于低N组。与苦草不同，N负荷升高对穗花狐尾藻的胁迫作用不显著，两种N浓度下穗花狐尾藻的生物量、相对生长率、节间距、株高和株数均无明显差异。总体而言，N负荷升高显著降低了沉水植物的总生物量，实验结束时高N组沉水植物的总生物量（115.86 g·m^-2）是低N组（321.98 g·m^-2）的36.0%。研究表明，N负荷升高会对沉水植物的生长产生胁迫，但是不同沉水植物对N负荷升高的响应具有种间差异。从湖泊管理和生态修复的角度，本研究支持外源N、P均需要控制的观点。

英文摘要:

N and P are key factors that limit phytoplankton growth in freshwater lakes. Controlling external P loading is a widely recognized measure for lake restoration, but the necessity of limiting N inputs remains under debate. Here, we conducted a mesocosm experiment with a duration of 28 d to explore the effects of external N loading on the growth of submerged macrophytes with contrasting growth types of rosette(Vallisneria natans)and canopy(Myriophyllum spicatum). There were mixed plantings of both macrophytes(density ratio:1:1)in each mesocosm. Our experiment design included one treatment with two levels of N inputs(high N group:N:P=100:1; low N group:N:P=5:1). The results showed that high N inputs greatly inhibited the growth of V. natans, which had a significantly lower relative growth rate, biomass, root length, and number of plants and leaves in the high N group compared with those in the low N group. However, there were no significant differences in the relative growth rate, biomass, internodal length, total height, and number of plants of M. spicatum between the two N loading treatments, thereby indicating that N loading did not have a significant effect on the growth of M. spicatum. Overall, the total biomass of the two submerged macrophytes in the high N group(115.86 g·m^-2)was only 36.0% of that in the low N group(321.98 g·m^-2), thereby indicating that high external N loading had a significant negative effect on submerged macrophytes. Our study suggested that high N inputs can greatly reduce submerged macrophytes in shallow lakes, but the effects are species-specific. From the perspective of lake management and restoration, our study supported the view that both N and P should be controlled.

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