近年来,沉水植物的恢复重建在富营养化水体的治理过程中得到越来越多的关注.作为水生生态系统的初级生产者,沉水植物通过光合作用产生O2,增加了水中溶解氧,促进有机污染物和某些还原性无机物的氧化分解,从而净化水质[1].同时,沉水植物的根茎叶还可以吸附和吸收水中的重金属及N、P等元素,其植株的存在则可沉降水体中的悬浮粒子.附植藻类和沉水植物同属于湖泊生态系统内的初级生产者,其生态位高度重叠,两者相互竞争水下光照、矿质营养元素和CO2等资源[2].但附植藻类常与周丛细菌及有机碎屑等一同组成沉水植物表面的覆盖物,影响其正常吸收,降低其生长速率,附植藻类的代谢产物还会对沉水植物产生一定毒害作用[3].此外,还有研究表明光照强度、温度、营养盐、底质等均对沉水植物的生长有显着影响,而光照强度普遍被认为是沉水植物存活和生长的限制因子[3, 4, 5],光照强度在一定程度上决定了沉水植物的分布、最大光合量子产量以及种群竞争的能力[6, 7],但附植藻类在不同光照强度下对沉水植物生长的影响尚无明确阐述.本研究选取太湖等富营养化湖泊中常见的沉水植物狐尾藻[8, 9]为研究对象,将生物因子与非生物因子相结合,探究光照强度及附植藻类对其生理的影响,这对认识浅水富营养化湖泊中沉水植物的衰退机制以及利用沉水植物在浅水富营养化湖泊中进行生态修复具有重要的理论和实践意义. 1 材料与方法 1.1 试验材料

试验用狐尾藻取自于溱湖国家湿地公园,选取长势良好的植株,截取顶枝(20 cm,外形基本一致)扦插到底部具有小孔的塑料杯中,每个塑料杯在种植前铺上8 cm厚洗净的沙子,每杯种5株狐尾藻.把栽有植株的塑料杯均匀地放入大棚的塑料箱(30 cm×40 cm×50 cm)中,每箱移入15只杯子,并向箱中注入40 L的自来水.附植藻类来源于太湖沉水植物,用于分离附植藻类的植株先用去离子水轻轻冲洗,再用软毛刷刷洗植株表面,收集刷洗液及软毛刷冲洗液定容备用.备用液一部分用于藻源,接种到附植藻类处理组中,另一部分用鲁哥试剂固定用来鉴定附植藻类属种.

经偏光显微镜NIKON LV100POL鉴定,用于试验的附植藻类共3门11属,包括蓝藻门的隐杆藻、微囊藻、色球藻、鱼腥藻、念珠藻;硅藻门的直链藻、小环藻、脆杆藻、舟形藻、桥弯藻;绿藻门的小球藻. 1.2 试验设计

2012年9月10日,向栽种狐尾藻的塑料箱中加入配制好的氮(NH4+∶NO3-=1∶1)、磷(NaH2PO4)营养盐溶液,TN浓度为4.5 mg·L-1,TP浓度为0.45 mg·L-1.狐尾藻适应培养一周后开始处理,附植藻类处理组每箱加入4 g(鲜重)附着物,含0.4 μg·g-1(以Chla计)的附植藻类;对照组未添加藻类,并在每个塑料箱中放入25只萝卜螺(每个约0.2 g)来控制附植藻类的生长.试验设置3个光强梯度(10%自然光、50%自然光和100%自然光),光照强度的处理方式采用遮阳网遮阳.试验共6个处理,每个处理设置3个重复.为保持试验期间各处理组水体的营养盐浓度,每3 d测一次水体的TN、TP浓度并补充营养盐溶液.为了控制浮游藻类,试验期间每3 d将培养液以虹吸的方式更换1/2.处理后第7 d开始采样,以后每7 d采一次,每次从各处理组中的各重复中随机选取3株狐尾藻,用于其生理指标的测定,所得数据取平均值用于统计分析.实验期间日最高温度为33 ℃,最低为14 ℃,每日11:00左右水面光照强度的变化范围为210.2~230.4 μmol·m-2·s-1(100%自然光),1层遮阳网下水面光照强度变化的范围为104.4~140.4 μmol·m-2·s-1(50%自然光),2层遮阳网下水面光照强度变化的范围为39.6~75.6 μmol·m-2·s-1(10%自然光). 1.3 测定方法

植株叶片叶绿素含量用每克叶片(鲜重)含叶绿素的毫克数表示,采用乙醇萃取分光光度计法测定[10];可溶性蛋白质含量用每克叶片(鲜重)可溶性蛋白的毫克数表示,采用紫外吸收法测定[11];MDA含量用每克叶片(鲜重)MDA毫克数表示,采用硫代巴比妥酸比色法测定[10];狐尾藻生物量用鲜重表示,采用称重法测定[12].SOD活性测定:使用pH7.8、50 mmol·L-1的磷酸缓冲液,在5.9 mL的反应体系(含130 mmol·L-1甲硫氨酸、750 μmol·L-1氮蓝四唑、100 μmol·L-1 EDTA和50 μmol·L-1核黄素)中加入0.1 mL的酶提取液启动反应,在光照培养箱中光照20 min,反应结束后测定560 nm处的光吸收,以不加酶提取液的处理组为对照,根据560 nm处的光吸收公式计算酶活性. 1.4 数据处理

采用Excel 2003和SPSS 17.0软件对所有数据进行统计分析,通过单因素方差分析、双因素方差分析和相关性处理等方法分析数据,利用Origin 8.5对数据进行图形处理. 2 结果与分析 2.1 光照强度及附植藻类对狐尾藻叶片叶绿素含量的影响

由图 1中的B、D、F组可以看出,狐尾藻叶片叶绿素含量随光照强度的增强而下降,不同光照强度之间存在极显着差异(P