冬季5种水生植被污水环境中环棱螺的生存状况研究

1、冬季5种水生植被污水环境中环棱螺的生存状况研究大型水生植物是大多数湖泊沿岸带和浅水河流中重要的初级生产者，在湿地 中也处于优势地位。水生植被修复与重建是国内外湖泊富营养化的常用措施之 一。王国祥等的研究表明不同类型的水生高等植物及其根际微生物组成的人工复 合生态系统对富营养化的太湖污水有明显的净化效果。止匕外，大型植物能为底栖 动物提供生存所需的氧气和牧食场所。环棱螺是常见的大型底栖软体动物，广泛分布于我国各大淡水水体，并且与 水生植物关系密切。白秀玲等的研究表明，加入环棱螺能促进伊乐藻和轮叶褐藻 的生长纠。刘保元等在东湖水生植被的修复过程中发现，在极富营养化的湖水中，水生植被的恢复能提高软体

2、动物的多样性。环棱螺的生存状态不仅受水生植 物的影响，具体内SOD舌性和MD总量还是评价水体的污染状况的指标之一。 而 在污水中不同水生植物对环棱螺生存状况的影响在国内还未见报道。因此该试验旨在研究在人工模拟的微型生态系统中，不同水生植被下的污水中环棱螺的生存 状况。1材料与方法1.1 材料1.1.1 试验材料。太湖环棱螺采自江苏省太湖水域。灌木柳、水芹菜、水花生均取自江苏省林业科学研究院；金鱼藻取自江苏省南京市中山植物园；芜萍取自培养池。1.1.2 仪器和试剂。试验所用仪器主要有：岛津 UV-2201紫外可见分光光度 计；数显恒温水浴锅HH-4（金坛市杰瑞尔电器有限公司）；5800离心机。S

3、OD、MDA蛋白测定试剂盒由南京建成生物工程研究所提供；其他试剂均为 国产，规格为分析纯。1.2 方法1.2.1 试验处理。在实验室内安置规格为（70 cmX50 cmX50 em）的培养箱3 0个，每个水箱底部依次铺人碎砂 5 cm,泥土 10 cm,加水至距水箱上沿10 cm 处，静置。试验分为6个处理组，分别栽种水芹菜、灌木柳、水花生、金鱼藻、 芜萍和无植物对照组，每组5个重复，室温04C。依据GB3838 - 2002地表水环境质量标准配制IV类水，其成分配比为： 磷酸盐（KH2P04） 1.32 mg/L ,硝酸盐（KN03）3.885 mg/L ,氨氮（NH。C1）0.23 mg/

4、L,铜盐（CUE12）2.11 mg/L,锌盐（ZnC12）4.18 mg/L ,氟化俊（NH4F）2.92 mg /Lo每个培养箱中放入50个环棱螺（体重为2:5 -3.5 g）,每个对照培养箱取3 只环棱螺测定生理指标作为初始值， 之后每5天取样一次并记录存活率，测定环 棱螺细胞SOD舌性和MD*量，共检测25 d o1.2.2 酶活性测定。从每个水箱中随机取 2只环棱螺，取其腹足肌肉组织， 按质量体积比1:10加入pH 7.2的磷酸盐缓冲液4 cC下研磨匀浆，12000 r/mi n离心10 min,取上清测其SOD MDA舌性。1.2.3 数据处理。采用独立样本T检验方法分析各组环才8

5、螺的最终存活率、S OD?口 MDA勺差异性。2结果与分析2.1 不同植被类型下环棱螺的最终存活率及存活率之间的差异比较由图1可知，不同植被类型下环棱螺的存活率从高到低依次是：水花生水芹菜金鱼藻灌木柳 对照组 芜萍组，其中芜萍组中环棱螺的存活率显著低于对照组， 水花生组的环棱螺存活率显著高于其他组。灌木柳 水芹菜 水花生 先萍 金免藻 对照处理组不同植被类型下环橙嵋的存活率2.2 不同植被类型下各时间段螺体SOD舌性如表1所示，6种不同植物生境 下，环棱螺肌肉组织SOD舌性均为先降后升的趋势。第5天时，金鱼藻组SOD舌性显著低于对照组、水花生组和芜萍组，芜萍组 显著高于灌木柳组和水芹菜组。第1

6、0天时，芜萍组和水芹菜组均显著高于灌木柳组和水花生组。第15天时，对照组显著高于灌木柳、水花生组，灌木柳组显著高于金鱼藻 组；芜萍组显著高于水花生组、灌木柳组和水芹菜组，水花生组显著高于金鱼藻 组，水芹菜组显著高于灌木柳组和金鱼藻组。第20天时，水芹菜组显著高于对照组；对照组和灌木柳组均显著高于水花 生组、金鱼藻组和芜萍组。第25天时，各组之间无显著差异如图2所示，灌木柳组和水花生组SOD舌性始终低于对照组，而芜萍组除第4次检测外均高于对照组；金鱼藻组和水芹菜组波动较为频繁，与对照组的差异肌肉组织MD给量的变化趋势有所差异，芜萍、灌木柳和对照组相比，为先升后降，而水芹菜组波动比较频繁，金鱼藻和

7、水花生组无明显变化趋势比较复杂2.3不同植被类型下各时间段螺体 MDA舌性由表2可知，6种生境下环棱螺 I不廉奥占下州金海”）口最整扣 II -01 -02有时间,一 awi-m-w 17.12口厂3J玉J7 P溯定时间2不同植被组SOD活性与对照组的差异的向上好蚓 昱IV*命仇明».«T30. J5Y.0040 J N g在第5天时，芜萍组MD给量显著高于灌木柳组、对照组和水芹菜组；灌木第10天时,柳组、对照组和水芹菜组均显著高于水花生组和金鱼藻组。芜萍组和灌木柳组均显著高于对照组、水花生组、水芹菜组和金鱼藻组。第15天时,芜萍和水芹菜组均显著高于金鱼藻组。第20天时,对

8、照组、灌木柳组、水花生组和金鱼藻均显著高于水芹菜组。第25天时,芜萍组和灌木柳组均显著高于金鱼藻组。在各试验组与对照组的差异方面，灌木柳组和芜萍组在第 5天和第10天时均高于对照组，而水芹菜和水花生则明显低于对照组，之后各组 MD给量趋于一致（图3）。21衣芹簟娴工时制 求也i旭 ->« AmiO.口 00.-a.n2Q1t -0 -03iml.nL.N；MLBi ，n刈 L-H1-旧 SlJJ -DI - J28叫国*&o.t;D.O(百de/i自g*刈爰SWK测定时间93不同植被组MDA含置与对照组的差异3结论与讨论从存活率指标看，各组环棱螺存活率排序为：水花生组水

9、芹菜组金鱼藻组 灌木柳组对1IB&芜萍组，可能与各组中不同的植物对污水的净化能力有关。环 棱螺在芜萍生态系统下存活率最低， 在水花生生态系统中存活率最高，可能因为 芜萍是漂浮植物，密集覆盖在水层表面，阻碍了水体内部与外界的气体交换， 使 环棱螺缺氧窒息，存活率下降，另外，死亡的芜萍沉入水底，进一步增加了底泥 和水体的还原性，恶化水质。而水花生虽然漂浮在水表面，但其根系发达并延伸 到水下，为环棱螺提供了氧气和附着条件， 同时，水花生上的附着生物为环棱螺 提供了食物。超氧化物歧化酶（SOD粒生物体内的一种保护酶，能将氧自由基歧化为H2G 和0:。该试验中，各生境下环棱螺肌肉组织 SOD舌性

10、均先降后升，且在第10天时达到低谷。刘筑民等在研究大运河的梨形环棱螺时发现，在污染的短期胁迫 中环棱螺的SOD舌性为先应激性升高（10 d时），之后表现为适应性的下降， 与该试验结果存在差异，可能是因为污染类型和试验植被不同所致。 另外，不同 类型的水生植物对富营养化水体中的营养物质的吸收速率差异也可能是影响因 素之一。而兰策介等通过模拟试验研究了金鱼藻、梨形环棱螺及其组合对富营养 水体的净化效果，发现在二者共同存在时，水体的氨氮含量为先降后升，且在第 10天左右达到低谷，与该试验中SOD舌性趋势非常相似12。作为检测重金属 污染的生物标志物，环棱螺体内SOD舌性究竟与模拟的富营养化湿地水体中

11、的氨 氮含量有无显著的相关性还有待进一步研究。丙二醛（MDA双不饱和脂肪酸被氧自由基攻击的产物，能与蛋白质交联，引 起细胞损伤。在该试验中，芜萍组环棱螺对污水的应激比较强烈， 其次为灌木柳 组，而金鱼藻组和水花生组最弱，可能是因为金鱼藻和水花生的生长速度快， 对 水中的营养物质吸收速率高，从而快速解除水体中的 N P对环棱螺的胁迫。在 第15天之后，各组MD给量趋于一致并与初始值接近，可能是因为富营养化的 污水被植物和底部淤泥净化后已不能对环棱螺构成胁迫所致。而芜萍组应激最为强烈，可能是由于芜萍的遮蔽，导致了下面水体的溶氧较少，另外，死亡的芜萍 沉降后的腐烂分解也是原因之一。从与对照组的差异来

12、看，与对照组有明显差异的芜萍组、灌木柳组和水花生组 均表现出了短期污水胁迫的特点。芜萍组SOD舌性在前3次取样均明显高于对照 组，之后与对照组差异变小；相反，灌木柳组和水花生组在第 2、3、4次取样中 均明显低于对照组，之后与对照组趋于一致。芜萍组 MDA含量与SOD舌性变化 基本相同；而水花生组在第2次取样时MD的量明显低于对照组，之后与对照组 趋于一致；灌木柳组MD给量则一直高于对照组。金鱼藻组和水芹菜组呈无规律 变化。总体来说，从环棱螺的存活率来看，水花生与环棱螺的组合能最有效的抵御 富营养化污水的冲击，能给环棱螺相对稳定的生存环境，而芜萍与环棱螺的组合 的效果最差。从环棱螺的生理指标来看，漂浮植物芜萍对污水的应激比较大，但 吸收较慢，表现为环棱螺的SOD舌性和MD的量均偏高；木本挺水植物灌木柳对 污水的应激反应较小，净化污水的能力也相对较弱，表现为环棱螺的SOD舌性低， 而MD给量高；草本的漂浮植物水花生