外源稀土对凤眼莲生长及水体富营养化影响研究

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1、四川师范大学学位论文版权使用授权书本人声明：所呈交学位论文外湮箍土对凤眼莲生长及水体富营养化影响研蕴，是本人在导师赵仕盐教授指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。本人承诺：已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容一致。如因不符而引起的学术声誉上的损失由本人自负。学位论文作者：瞬f零杩签字日期：铷，垆年厂月≯6日本人同意所撰写学位论文的使用授

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3、适用本授权书)学位论文作者签名：露I毒确签字日期：如似年f月少6日导师签名签字日期：护件摘要外源稀土对风眼莲生长及水体富营养化影响研究环境科学专业研究生宋雪梅指导教师赵仕林教授廖洋副教授摘要：水体富营养化常导致河流、湖泊、水库、池塘等水域的水生生态系统紊乱，水生生物种类减少，多样性受到破坏，其危害十分严重。国内外众多学者研究认为水体富营养化产生的最直接原因是水体中植物的爆发性生长，进而导致水质恶化，生态系统遭到破环。大量的氮、磷营养元素进入到江河流域中富集，引起藻类等浮游植物以及浮萍、凤眼莲等水生植物的大量繁殖，

4、使水质恶化，引发水体富营养化；然而在一定N、P存在下协同其他适当的外源性化合物的调控作用下也可能导致水体富营养化的发生。因此，水体富营养化过程是非常复杂的。已有相关研究表明，一定浓度范围内的稀土离子对植物具有高效的促生长作用，对包括藻类植物在内的水生植物也有类似的生物效应，因此进入水体中的稀土可能诱发或加速水体富营养化。四川是稀土大省，由于稀土大规模的开采、冶炼与应用，使得大量稀土从原矿区逐步转移至其他区域环境中，其中在枯水期时长江流域部分河段稀土浓度接近100ug／L，稀土含量增量最明显，且以轻稀土(镧、铈、钕

5、、镨)为主，其含量已远远超出世界淡水平均水平。凤眼莲是一类生长周期短、繁殖快的水生漂浮植物，在营养物质丰富的缓流水体中能迅速增殖覆盖于水面，引发水体富营养化。本论文选取凤眼莲为实验对象，研究稀土对凤眼莲生长、光合作用及钙相关生理作用的影响，以及对相应的静态、动态水体中水质变化的影响，进而探究因稀土元素而可能引起的水体富营养化的相关机制，以此为四川长江流域地区水体富营养化的预防与控制提供理论依据。论文丰要研究结论有：(1)采用单一稀土(Ce3+)和混合稀土(Ce3+、La3+、Nd3+)在静态水体中培养凤眼莲，研究

6、其对凤眼莲生长及光合作用的影响。结果表明适宜浓度范围内(0"---"1．2mg／L)的单一稀土和混合稀土均能有效促进凤眼莲对N、P的吸收，提高叶绿素含量和蛋白质含量，提高碳酸酐酶和ATP酶活性，提高光能的吸收、利用和转化效率，有利于PSII向PSI的转移，提高光合作用效率，进而促进凤眼莲的生长，增加其鲜重；通过对鲜重增长率、叶绿素含量、蛋白质含量数据拟合得出1．2四川师范大学硕士学位论文mg／L的稀土离子是促进风眼莲生长的最佳浓度。(2)通过对缺钙营养液组添加最适促进浓度(1．2mg／)的稀土ce”，研究稀土离子

7、对凤眼莲钙相关生理作用的影响。结果表明稀土离子可以替代或补偿Ca2+，促进植物的光合作用，削弱凤眼莲因缺钙而导致的钙相关生理功能的降低；(3)在静态水体中添加单一和混合稀土元素培养凤眼莲，研究风眼莲各器官对稀土元素的吸收情况。结果显示风眼莲吸收同一稀土离子(Ce3+)后在体内各器官中的含量分布主要是根>茎>叶；混合稀土离子(Ce3+、La3+、Nd3+)被凤眼莲吸收后总含量分布同样是根>茎>叶，各稀土离子在根内分布特征为LJ+>Ce3+>Nd3+，在茎、叶中的分布特征为Cea+>La3+>Nd”。这表明南方水域中

8、主要以轻稀土(镧、铈、钕、镨)为主的稀土离子可以进入到凤眼莲体内参与凤眼莲生长生理过程，促进凤眼莲的光合作用和风眼莲的生长繁殖，进而加速水体富营养化的进程。(4)在静态、动态水体中采用稀土培养凤眼莲，研究不同稀土浓度和不同水体流速对水体水质的变化影响。结果显示适宜稀土浓度(O～1．2mg／L)和适宜的水体流速(O．1m／s左右)可以促进凤眼莲吸收N、P元素，促进其大量生长