冬季5種水生植被污水環(huán)境中環(huán)棱螺的生存狀況研究

1、冬季5種水生植被污水環(huán)境中環(huán)棱螺的生存狀況研究大型水生植物是大多數(shù)湖泊沿岸帶和淺水河流中重要的初級(jí)生產(chǎn)者，在濕地 中也處于優(yōu)勢(shì)地位。水生植被修復(fù)與重建是國(guó)內(nèi)外湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的常用措施之 一。王國(guó)祥等的研究表明不同類型的水生高等植物及其根際微生物組成的人工復(fù) 合生態(tài)系統(tǒng)對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的太湖污水有明顯的凈化效果。止匕外，大型植物能為底棲 動(dòng)物提供生存所需的氧氣和牧食場(chǎng)所。環(huán)棱螺是常見的大型底棲軟體動(dòng)物，廣泛分布于我國(guó)各大淡水水體，并且與 水生植物關(guān)系密切。白秀玲等的研究表明，加入環(huán)棱螺能促進(jìn)伊樂藻和輪葉褐藻 的生長(zhǎng)糾。劉保元等在東湖水生植被的修復(fù)過程中發(fā)現(xiàn)，在極富營(yíng)養(yǎng)化的湖水中，水生植被的恢復(fù)能提高軟體

2、動(dòng)物的多樣性。環(huán)棱螺的生存狀態(tài)不僅受水生植 物的影響，具體內(nèi)SOD舌性和MD總量還是評(píng)價(jià)水體的污染狀況的指標(biāo)之一。 而 在污水中不同水生植物對(duì)環(huán)棱螺生存狀況的影響在國(guó)內(nèi)還未見報(bào)道。因此該試驗(yàn)旨在研究在人工模擬的微型生態(tài)系統(tǒng)中，不同水生植被下的污水中環(huán)棱螺的生存 狀況。1材料與方法1.1 材料1.1.1 試驗(yàn)材料。太湖環(huán)棱螺采自江蘇省太湖水域。灌木柳、水芹菜、水花生均取自江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院；金魚藻取自江蘇省南京市中山植物園；蕪萍取自培養(yǎng)池。1.1.2 儀器和試劑。試驗(yàn)所用儀器主要有：島津 UV-2201紫外可見分光光度 計(jì)；數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-4（金壇市杰瑞爾電器有限公司）；5800離心機(jī)。S

3、OD、MDA蛋白測(cè)定試劑盒由南京建成生物工程研究所提供；其他試劑均為 國(guó)產(chǎn)，規(guī)格為分析純。1.2 方法1.2.1 試驗(yàn)處理。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安置規(guī)格為（70 cmX50 cmX50 em）的培養(yǎng)箱3 0個(gè)，每個(gè)水箱底部依次鋪人碎砂 5 cm,泥土 10 cm,加水至距水箱上沿10 cm 處，靜置。試驗(yàn)分為6個(gè)處理組，分別栽種水芹菜、灌木柳、水花生、金魚藻、 蕪萍和無植物對(duì)照組，每組5個(gè)重復(fù)，室溫04C。依據(jù)GB3838 - 2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)配制IV類水，其成分配比為： 磷酸鹽（KH2P04） 1.32 mg/L ,硝酸鹽（KN03）3.885 mg/L ,氨氮（NH。C1）0.23 mg/

4、L,銅鹽（CUE12）2.11 mg/L,鋅鹽（ZnC12）4.18 mg/L ,氟化?。∟H4F）2.92 mg /Lo每個(gè)培養(yǎng)箱中放入50個(gè)環(huán)棱螺（體重為2:5 -3.5 g）,每個(gè)對(duì)照培養(yǎng)箱取3 只環(huán)棱螺測(cè)定生理指標(biāo)作為初始值， 之后每5天取樣一次并記錄存活率，測(cè)定環(huán) 棱螺細(xì)胞SOD舌性和MD*量，共檢測(cè)25 d o1.2.2 酶活性測(cè)定。從每個(gè)水箱中隨機(jī)取 2只環(huán)棱螺，取其腹足肌肉組織， 按質(zhì)量體積比1:10加入pH 7.2的磷酸鹽緩沖液4 cC下研磨勻漿，12000 r/mi n離心10 min,取上清測(cè)其SOD MDA舌性。1.2.3 數(shù)據(jù)處理。采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)方法分析各組環(huán)才8

5、螺的最終存活率、S OD?口 MDA勺差異性。2結(jié)果與分析2.1 不同植被類型下環(huán)棱螺的最終存活率及存活率之間的差異比較由圖1可知，不同植被類型下環(huán)棱螺的存活率從高到低依次是：水花生水芹菜金魚藻灌木柳 對(duì)照組 蕪萍組，其中蕪萍組中環(huán)棱螺的存活率顯著低于對(duì)照組， 水花生組的環(huán)棱螺存活率顯著高于其他組。灌木柳 水芹菜 水花生 先萍 金免藻 對(duì)照處理組不同植被類型下環(huán)橙嵋的存活率2.2 不同植被類型下各時(shí)間段螺體SOD舌性如表1所示，6種不同植物生境 下，環(huán)棱螺肌肉組織SOD舌性均為先降后升的趨勢(shì)。第5天時(shí)，金魚藻組SOD舌性顯著低于對(duì)照組、水花生組和蕪萍組，蕪萍組 顯著高于灌木柳組和水芹菜組。第1

6、0天時(shí)，蕪萍組和水芹菜組均顯著高于灌木柳組和水花生組。第15天時(shí)，對(duì)照組顯著高于灌木柳、水花生組，灌木柳組顯著高于金魚藻 組；蕪萍組顯著高于水花生組、灌木柳組和水芹菜組，水花生組顯著高于金魚藻 組，水芹菜組顯著高于灌木柳組和金魚藻組。第20天時(shí)，水芹菜組顯著高于對(duì)照組；對(duì)照組和灌木柳組均顯著高于水花 生組、金魚藻組和蕪萍組。第25天時(shí)，各組之間無顯著差異如圖2所示，灌木柳組和水花生組SOD舌性始終低于對(duì)照組，而蕪萍組除第4次檢測(cè)外均高于對(duì)照組；金魚藻組和水芹菜組波動(dòng)較為頻繁，與對(duì)照組的差異肌肉組織MD給量的變化趨勢(shì)有所差異，蕪萍、灌木柳和對(duì)照組相比，為先升后降，而水芹菜組波動(dòng)比較頻繁，金魚藻和

7、水花生組無明顯變化趨勢(shì)比較復(fù)雜2.3不同植被類型下各時(shí)間段螺體 MDA舌性由表2可知，6種生境下環(huán)棱螺 I不廉奧占下州金?！保┛谧钫?II -01 -02有時(shí)間,一 awi-m-w 17.12口廠3J玉J7 P溯定時(shí)間2不同植被組SOD活性與對(duì)照組的差異的向上好蚓 昱IV*命仇明».«T30. J5Y.0040 J N g在第5天時(shí)，蕪萍組MD給量顯著高于灌木柳組、對(duì)照組和水芹菜組；灌木第10天時(shí),柳組、對(duì)照組和水芹菜組均顯著高于水花生組和金魚藻組。蕪萍組和灌木柳組均顯著高于對(duì)照組、水花生組、水芹菜組和金魚藻組。第15天時(shí),蕪萍和水芹菜組均顯著高于金魚藻組。第20天時(shí),對(duì)

8、照組、灌木柳組、水花生組和金魚藻均顯著高于水芹菜組。第25天時(shí),蕪萍組和灌木柳組均顯著高于金魚藻組。在各試驗(yàn)組與對(duì)照組的差異方面，灌木柳組和蕪萍組在第 5天和第10天時(shí)均高于對(duì)照組，而水芹菜和水花生則明顯低于對(duì)照組，之后各組 MD給量趨于一致（圖3）。21衣芹簟嫻工時(shí)制 求也i旭 ->« AmiO.口 00.-a.n2Q1t -0 -03iml.nL.N；MLBi ，n刈 L-H1-舊 SlJJ -DI - J28叫國(guó)*&o.t;D.O(百de/i自g*刈爰SWK測(cè)定時(shí)間93不同植被組MDA含置與對(duì)照組的差異3結(jié)論與討論從存活率指標(biāo)看，各組環(huán)棱螺存活率排序?yàn)椋核ㄉM水

9、芹菜組金魚藻組 灌木柳組對(duì)1IB&蕪萍組，可能與各組中不同的植物對(duì)污水的凈化能力有關(guān)。環(huán) 棱螺在蕪萍生態(tài)系統(tǒng)下存活率最低， 在水花生生態(tài)系統(tǒng)中存活率最高，可能因?yàn)?蕪萍是漂浮植物，密集覆蓋在水層表面，阻礙了水體內(nèi)部與外界的氣體交換， 使 環(huán)棱螺缺氧窒息，存活率下降，另外，死亡的蕪萍沉入水底，進(jìn)一步增加了底泥 和水體的還原性，惡化水質(zhì)。而水花生雖然漂浮在水表面，但其根系發(fā)達(dá)并延伸 到水下，為環(huán)棱螺提供了氧氣和附著條件， 同時(shí)，水花生上的附著生物為環(huán)棱螺 提供了食物。超氧化物歧化酶（SOD粒生物體內(nèi)的一種保護(hù)酶，能將氧自由基歧化為H2G 和0:。該試驗(yàn)中，各生境下環(huán)棱螺肌肉組織 SOD舌性

10、均先降后升，且在第10天時(shí)達(dá)到低谷。劉筑民等在研究大運(yùn)河的梨形環(huán)棱螺時(shí)發(fā)現(xiàn)，在污染的短期脅迫 中環(huán)棱螺的SOD舌性為先應(yīng)激性升高（10 d時(shí)），之后表現(xiàn)為適應(yīng)性的下降， 與該試驗(yàn)結(jié)果存在差異，可能是因?yàn)槲廴绢愋秃驮囼?yàn)植被不同所致。 另外，不同 類型的水生植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收速率差異也可能是影響因 素之一。而蘭策介等通過模擬試驗(yàn)研究了金魚藻、梨形環(huán)棱螺及其組合對(duì)富營(yíng)養(yǎng) 水體的凈化效果，發(fā)現(xiàn)在二者共同存在時(shí)，水體的氨氮含量為先降后升，且在第 10天左右達(dá)到低谷，與該試驗(yàn)中SOD舌性趨勢(shì)非常相似12。作為檢測(cè)重金屬 污染的生物標(biāo)志物，環(huán)棱螺體內(nèi)SOD舌性究竟與模擬的富營(yíng)養(yǎng)化濕地水體中

11、的氨 氮含量有無顯著的相關(guān)性還有待進(jìn)一步研究。丙二醛（MDA雙不飽和脂肪酸被氧自由基攻擊的產(chǎn)物，能與蛋白質(zhì)交聯(lián)，引 起細(xì)胞損傷。在該試驗(yàn)中，蕪萍組環(huán)棱螺對(duì)污水的應(yīng)激比較強(qiáng)烈， 其次為灌木柳 組，而金魚藻組和水花生組最弱，可能是因?yàn)榻痿~藻和水花生的生長(zhǎng)速度快， 對(duì) 水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收速率高，從而快速解除水體中的 N P對(duì)環(huán)棱螺的脅迫。在 第15天之后，各組MD給量趨于一致并與初始值接近，可能是因?yàn)楦粻I(yíng)養(yǎng)化的 污水被植物和底部淤泥凈化后已不能對(duì)環(huán)棱螺構(gòu)成脅迫所致。而蕪萍組應(yīng)激最為強(qiáng)烈，可能是由于蕪萍的遮蔽，導(dǎo)致了下面水體的溶氧較少，另外，死亡的蕪萍 沉降后的腐爛分解也是原因之一。從與對(duì)照組的差異來

12、看，與對(duì)照組有明顯差異的蕪萍組、灌木柳組和水花生組 均表現(xiàn)出了短期污水脅迫的特點(diǎn)。蕪萍組SOD舌性在前3次取樣均明顯高于對(duì)照 組，之后與對(duì)照組差異變??；相反，灌木柳組和水花生組在第 2、3、4次取樣中 均明顯低于對(duì)照組，之后與對(duì)照組趨于一致。蕪萍組 MDA含量與SOD舌性變化 基本相同；而水花生組在第2次取樣時(shí)MD的量明顯低于對(duì)照組，之后與對(duì)照組 趨于一致；灌木柳組MD給量則一直高于對(duì)照組。金魚藻組和水芹菜組呈無規(guī)律 變化?？傮w來說，從環(huán)棱螺的存活率來看，水花生與環(huán)棱螺的組合能最有效的抵御 富營(yíng)養(yǎng)化污水的沖擊，能給環(huán)棱螺相對(duì)穩(wěn)定的生存環(huán)境，而蕪萍與環(huán)棱螺的組合 的效果最差。從環(huán)棱螺的生理指標(biāo)來看，漂浮植物蕪萍對(duì)污水的應(yīng)激比較大，但 吸收較慢，表現(xiàn)為環(huán)棱螺的SOD舌性和MD的量均偏高；木本挺水植物灌木柳對(duì) 污水的應(yīng)激反應(yīng)較小，凈化污水的能力也相對(duì)較弱，表現(xiàn)為環(huán)棱螺的SOD舌性低， 而MD給量高；草本的漂浮植物水花生