包先明，何俊，刘国锋

1.淮北师范大学生命科学学院，安徽 淮北，235000；2.无锡市农林局水产技术指导站，江苏 无锡 214023；3.中国水产科学研究院淡水渔业研究中心//农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室，江苏 无锡 214081



藻华聚集的环境效应：对凤眼莲生态学性状的影响

包先明1，何俊2，刘国锋3*

1.淮北师范大学生命科学学院，安徽 淮北，235000；2.无锡市农林局水产技术指导站，江苏 无锡 214023；3.中国水产科学研究院淡水渔业研究中心//农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室，江苏 无锡 214081

摘要：化肥的过量使用，工业、生活污水的直排以及农业径流等多种因素，导致当前中国的主要河流、湖泊等均出现了因氮磷过量累积而造成的水体富营养化现象；而伴随该现象发生的是周期性水体蓝藻水华，对水生态环境以及当地居民生活、社会生产活动等造成了严重的不良影响。而在各种治理蓝藻水华和水体富营养化的措施中，原位种养水生植物因具有生态、环保和投入少等优点而成为首选措施。然而，在水生植物种植过程中，蓝藻大量聚集后将会对植物的生态性状产生何种影响，需要深入研究。通过研究藻华聚集后对水生植物的生理生态的影响，有助于揭示藻华规模性爆发引起水生植物消亡的深层机制和更好地发挥植物的水体生态修复功能。以凤眼莲为研究对象，探究不同蓝藻水华聚集下对凤眼莲生态学性状的影响及植物的应答响应。结果表明：藻华聚集后2 h内植物根区水体溶氧会被耗尽，Eh降至-200 mV，形成厌氧、强还原环境从而对凤眼莲产生胁迫作用；植物叶片、根系中N、P及可溶性糖含量上升，K含量下降，表明凤眼莲对环境胁迫有较强的应答响应；添加60 g·L-1处理的根系活力持续增强，添加120 g·L-1处理的根系活力在胁迫的前3 d增加、随后呈快速下降的变化趋势；植物根系长度、生物量和根系/茎叶比值呈持续下降趋势，表明在超过了凤眼莲的抗逆能力后，就开始出现根活性降低、生物量下降、K+含量下降等对逆境胁迫的应答现象，植物的新陈代谢受阻，植物开始死亡，表明藻华聚集后水体生态环境恶化，对凤眼莲产生的重度胁迫是导致植物死亡的主要原因。

关键词：藻华聚集；环境效应；凤眼莲；生态学性状

引用格式：包先明，何俊，刘国锋.藻华聚集的环境效应：对凤眼莲生态学性状的影响［J］.生态环境学报，2016，25（4）:656-663.

BAO Xianming，HE Jun，LIU Guofeng.Environmental Effects of Algae Blooms Cluster:The Impact on Ecology Character of the Eichhornia crassipes ［J］.Ecology and Environmental Sciences，2016，25（4）:656-663.

水体富营养化导致的蓝藻水华周期性、大规模爆发（孔繁祥等，2007；王成林等，2011），成为当前重要的水环境问题。蓝藻水华（cyanobacterial bloom）大量聚集死亡引起的藻源性黑水团等现象（刘国锋等，2009；Guo，2007），使得其对水质污染产生了质的变化，对当地居民的生产、生活和国民经济发展都造成了极大的影响。因此，只有快速、有效地去除水体中过量的氮磷营养盐，才能从源头上控制蓝藻水华的发生。目前已采取了多种治理方式，如底泥疏浚（钟继承等，2009）、引江济太工程（贾锁宝等，2008）、种植水生植物修复水体（陈荷生，2001）等，在一定范围内取得了较好的效果。其中，凤眼莲（Eichhornia crassipes）因具有生长和扩繁能力快、适应性强且生物量大、易于机械化打捞等优点而成为当前植物水体治理的研究热点（Tsutomu et al.，1988；张文明等，2007；刘国锋等，2011），其实际治理效果也显现出明显的水质净化功能（严少华等，2012）。然而，在没有完全控制住水体及内源氮磷负荷的情况下，蓝藻水华仍然存在周期性、规模性发生现象，而且藻华发生期间正值温度高（气温大于25 ℃）、光照强烈的夏季。模拟在较低温度水平下（气温＜25 ℃）蓝藻水华聚集后对植物的影响实验表明蓝藻水华聚集不会对植物产生重大影响，且蓝藻降解后释放的营养盐可以为植物生长提供丰富的物质（吴婷婷等，2015）。然而，多数情况下，蓝藻爆发时间正是水温逐渐升高时，此时水华细胞聚集后将会快速耗尽水体中的溶解氧后因供氧不足而死亡、分解。在研究逆境胁迫对水生植物的影响时，多采用沉水植物作为研究对象（赵凤斌等，2012；刘丽贞等，2012）。然而，在实际大型水体的生态治理中，采用以凤眼莲为代表的漂浮植物进行水体治理，具有更高的灵活性和更显著的治理功效。因此，本文采用模拟试验研究在较高温度（气温大于25 ℃）、藻华细胞不同聚集程度下，水体溶解氧耗尽后形成的缺氧、还原环境下，以凤眼莲为代表的水生植物生物学指标对外界的胁迫作用产生的应答响应，探讨水生植物在蓝藻水华严重聚集后的消亡原因，以期为减轻蓝藻水华聚集所产生的危害，强化利用以凤眼莲为代表的水生植物修复污染水体和水质净化效果提供理论依据。

1　实验设置与样品分析

1.1实验设置

本实验在江苏省农科院的温室大棚内的400 L大塑料周转箱内开展，编号为1～9，其中1～3号为处理实验1，4～6号为处理实验2，7～9号为对照。实验水体采集于江苏省农科院的2号池塘，该池塘的上游来水主要是生活污水（实验区水体水温不低于25 ℃）。水体盛放在周转箱内，周转箱底部预先放入过筛的10 cm厚、采自2号池塘的底泥。待水体注入周转箱10 d后，开始放入规格一致、生长健壮的凤眼莲植株40株，凤眼莲为单株、带有8片新鲜叶片、白色须根的绿色健壮植株，静置10 d后，待凤眼莲适应水体并开始正常生长后，放入从太湖梅梁湾采集的新鲜藻体。放入前预先用浮游植物生物网过滤掉流动的水分，然后用天平（精确至0.01 g）称量后，在处理1中加入60 g·L-1蓝藻细胞（何浪等，2012；陆桂华等，2009），在处理2中加入120 g·L-1蓝藻细胞，以模拟蓝藻水华不同聚集程度以及发生藻源性黑水团时对凤眼莲的影响；对照试验不添加，每个处理3个平行。在蓝藻大量死亡、水体发黑后，凤眼莲生长无明显变化时视为植物受到的损伤为不可逆的，结束实验。

1.2样品采集

实验开始后，用谓载微电极系统测定植物根区DO含量变化，便携式水质监测仪YSI测定水体基本参数。每3天采集1次植物样品，然后带回实验室，立即用自来水冲洗干净。采集完好植物顶生叶片4片和新鲜须根，放入自封袋中用细线缠好（保护样品不受折叠），立即置于液氮罐中，用于测定叶绿素及生理指标。

1.3样品测定

1.3.1植株形态变化的测定

每次取样时，采集一定数量的植株，带回实验室，用直尺测定植株地上部分茎叶和根的长度，通过公式计算株高和根茎比，其中，株高=茎叶长+根长，根茎比=根长/茎叶长，。同时用吸水纸吸干植株附着的水分，然后用天平称量植物新鲜样品的根系质量、茎叶质量。

1.3.2植株NPK含量测定

测定时把植物叶片、须根从液氮罐中取出，叶片中可溶性糖、N、P、K等含量变化的测定参照文献进行（李合生，2000）。

1.3.3根系活力测定

用TTC法测定根系活力（李合生，2000），取根尖材料0.5 g，加入0.4% TTC溶液0.2 L和1/15 的PBS 5 mL，黑暗、室温条件下保存1 h，然后加入1 mol·L-1硫酸2 mL终止反应，取出材料用滤纸吸干水分，加入乙酸乙酯研磨，取红色提取液，用乙酸乙酯定容至10 mL，在485 nm下测定TTC还原量C。

式中，C为四氮唑还原量（μg·g-1·h-1），W为根质量（g），t表示时间（h）。

1.4数据分析

用Excel 2013对数据进行初步处理，然后应用SPSS 18.0和Origin 8.0进行数据分析和绘图。

2　结果与分析

2.1藻华细胞聚集对植物根区DO和Eh值变化影响

藻华细胞聚集后，藻细胞会在2h内消耗掉植物根区周围水体中溶解氧（DO），根区水体中DO低于0.2 mg·L-1，从而形成缺氧环境（图1a，b）。植物根区缺氧后，藻细胞易出现死亡，同时高温加剧了藻细胞的腐解，使得水体DO含量呈现持续低溶氧状态；根区水体氧化还原电位值（Eh）在藻细胞加入后1 d内就下降为-135.2 mV（图1c），表现为厌氧、还原环境；实验进行5 d后，植物根系就出现发黑、发臭，且老根开始大量脱落，表现出对植物根系产生毒害。在实验结束时，处理1中大部分藻细胞已经分解，根部开始长出新根，表明植物已经克服了由藻细胞死亡引起的水体环境恶化所带来的不良影响，植物长势较好，根部水体中DO、Eh含量呈现缓慢升高，分别为0.22 mg·L-1、-121 mV。处理2中仍有大量的藻细胞存在，水体仍然呈现为发黑、发臭现象，水体DO、Eh低至0.10 mg·L-1，-199.9 mV，呈现厌氧、强还原的环境；处理组水体中氨氮含量比对照组高出102倍（平均质量浓度为45.6 mg·L-1），对植物根系产生严重的毒害作用；此时老根基本脱落或已死亡，植物叶片呈现焦黄、干枯现象，植物出现大量死亡，表明在120 g·L-1的蓝藻严重聚集状态下，蓝藻水华将会对植物产生不可逆的毒害作用，造成植物死亡。

图1　藻华聚集后根区DO、Eh、盐度变化Fig.1 Changes of DO，Eh，and salinity in root zone after algae cells gathered

藻华聚集、死亡后，在初始阶段（实验前5 d）大量细胞内含物会释放到水体中，这种细胞内含物含有大量的颗粒态、胶体态等氮磷营养盐成分，导致水体中颗粒态的氮磷含量升高，故水体盐度升高（图1d）（孙小静等，2007；朱梦圆等，2011）。

2.2藻华细胞聚集后对植株体内N、P、K含量变化的影响

植物体内N、P、K含量水平在调节植株体内各种代谢活动中起着相当重要的作用。研究表明，提高氮素营养水平，尤其在作物生育后期施氮肥，有缓解作物早熟、提高植物抗逆性能的作用。藻华细胞聚集、死亡过程中，造成水体厌氧、还原的环境条件（尚丽霞等，2013；唐金艳等，2013；曹培培等，2014），水体中盐度升高，对植物生长产生了严重的胁迫作用，引起植物光合作用功能产生紊乱，光合产物无法正常运输。植物根系和叶片中吸收大量N、P，其含量呈现不断增加趋势（图2a～d）；随着藻细胞添加量增加和处理时间的延长，植株体内N含量呈现不断增加趋势，而P含量变化幅度较为平缓，至实验结束时，处理1、2中，植物根系N分别为对照组的1.91、2.09倍，茎叶内N分别为对照组的1.31、1.50倍；植物根系P分别为对照的1.39、1.61，茎叶内P分别为对照的1.21、1.67倍，表明在藻细胞分解后植物吸收了大量的氮磷营养盐。出现这种情况的原因是在藻细胞加入后，植物对环境的胁迫产生了应激反应，加剧了新陈代谢活动，从而导致植株在胁迫前期对氮磷的吸收转运能力加剧。

钾能改善植物的糖代谢，增加细胞的渗透浓度，保持气孔保卫细胞紧张度，有利于气孔张开，最终促进光合作用。在本实验中，植株内K含量总体呈现下降趋势（图2e，f）。在实验初始阶段，植株根系内的K含量呈现急剧下降趋势，实验进行3 d后，处理组1、2中根系内K质量分数分别从0.372、0.425 mg·g-1下降为0.154、0.198 mg·g-1，下降幅度分别为58%和53%。根系内钾含量呈现持续下降趋势，至实验结束时，根系内钾质量分数分别为0.196、0.121 mg·g-1，而同期对照组中植株根系钾含量也出现下降趋势，这可能是凤眼莲对钾的吸收速率较高，水体中钾含量随着植物吸收其含量不断下降（盛婧等，2011）。植株叶片内钾含量呈现先升高后下降的变化趋势，在加入藻细胞处理3 d后，植株叶片内钾含量达到最高值，处理1、2中钾质量分数分别为0.792、0.964 mg·g-1，随后出现快速下降，至实验结束时，其质量分数分别为0.556、0.627 mg·g-1，下降幅度分别为23%、19%，对照组中钾从0.671 mg·g-1下降为0.495 mg·g-1，下降幅度为26%。虽然处理组叶片内钾含量变化与对照组差异不明显（P＜0.05），但植株根系内K+含量变化显著（P＜0.05），表明环境胁迫对植物吸收、转运K+产生了显著影响（刘强等，2014）。在藻细胞聚集、腐解过程中形成的环境胁迫，对植物体内钾的含量变化产生了较大影响，这是因为藻细胞形成的环境胁迫，造成植株体内K+的亏缺，而K+对植物具有十分重要的作用，它可作为某些酶的辅酶或活化剂，植物生长发育和光合碳同化的合成中都需要K+诱导或活化，淀粉的形成也需要K+的参与，因此藻细胞聚集后形成的厌氧、还原环境对植物吸收、转运K+产生了严重抑制效应，导致植物体内K+含量出现快速降低。在藻细胞聚集3 d后，植物叶片气孔导度、叶片蒸腾速率和叶片光合能力均出现显著下降（数据未发表），表明此时植物已经受到严重的环境胁迫，导致植物光合作用受到抑制作用（彭海欢等，2006）。

图2　藻华聚集后植物体内体内N、P、K变化Fig.2 Changes of N，P，and K in plant body after algae cells gathered

2.3藻华聚集对植株可溶性糖含量变化的影响

植物遭受逆境胁迫时植株体内可溶性糖含量增加（闫洪奎等，2012）。藻华细胞聚集后，处理组中植物根系中可溶性糖含量呈现缓慢增加趋势，至实验结束时，处理1、2中植株根系内可溶性糖含量分别为7.04%、8.79%（图3），同期对照样品中可溶性糖分含量为6.36%；与初始含量相比，其含量增加了16%、43%。植株叶片中可溶性糖分含量变化与根系中变化不同，处理2中可溶性糖呈现先快速增加、后急剧下降的单峰变化趋势，在藻细胞聚集6 d后叶片中糖分含量达到最高值，为13.26%，比初始含量增加了56%；而同期处理1、对照组中叶片糖分含量分别为8.63%、8.19%。随后处理2中叶片糖分含量快速下降，至实验结束时，其含量为8.05%，而同期处理1、对照组中糖分含量为8.72%、9.24%。这可能是在实验前期受藻细胞聚集引起的环境胁迫，植物为应对不良环境条件，植株体内开始快速积累糖分，且胁迫愈严重，糖分含量升高得越快；处理1中植物在抵消了不良环境效应、开始恢复生长后，植株内糖分含量呈现平缓增加现象。处理2中植物受到严重的藻细胞聚集引起的环境胁迫，植株叶片为应对胁迫，植株内糖分呈现快速增加现象；随后，植物开始死亡，植物叶片光合作用受阻，无法继续合成糖分，表明环境胁迫造成叶肉细胞内糖分积累对光合作用产生反馈抑制（张其德，2000；李芳兰等，2009）。

图3　藻华聚集后植株体内糖分变化Fig.3 Changes of sugar in plant body after algae cells gathered

2.4藻华聚集对植物根系活力变化的影响

根系活力（RA，root activity）泛指根系的吸收、合成、氧化和还原能力等，是一种较客观反映根系生命活动的生理指标。根的生长情况和活力水平直接影响地上部的营养状况，可及时反映出植物对外界环境胁迫的反应（陈雄伟等，2012）。加入藻华细胞后，植株根系活力很快就表现出对胁迫的应激反应（图4），实验进行1 d后，处理1、2中根系活力分别为0.35、0.60 μg·g-1·h-1，而同期对照组中根系活力为0.18 μg·g-1·h-1。处理1、2中根系活力水平显著高于对照组根系活力水平，表明植物根系加强了代谢作用，以促进吸收营养物质，增强抵抗环境胁迫能力。随着实验进行，处理2中根活力水平明显要高于处理1中根活力水平，更显著高于对照组，至实验进行3 d后，处理2中根系活力呈现急剧下降的现象，这可能是此时植物受环境胁迫作用植物体开始死亡，导致植物根系失去活性，根系活力严重降低。采集根系时，均选取新鲜、嫩根进行测定。处理1、2中大部分老根均已死亡并开始大量脱落，处理1中已有嫩根出现，表明处理1中植物已克服环境胁迫的不良影响，而处理2则在环境胁迫下开始死亡。随后处理1中根系活力一直呈现增加趋势，表现出较强的根活性，处理2的根活性呈持续下降现象，至实验结束时，处理1、2中根系活力水平分别为0.81、0.14 μg·g-1·h-1，分别为其初始根活的2.4和0.24倍，对照处理组根活力为0.64 μg·g-1·h-1，表明处理2中植物受藻细胞带来的逆境影响，根系活性基本处于失活状态。试验也发现，处理2中植物叶片也基本处于干枯、焦黄的濒死状态；而处理1中叶片表现出较为旺盛的生命力，同时根系有大量新长出的嫩根。表明在处理1中的藻华聚集状态下，植物可以低于抵御逆境胁迫，度过不良生长期后仍可以正常生长，而在处理2的藻华聚集下，植物将无法抵抗不良环境影响，出现大面积死亡。因此，在利用凤眼莲进行水体治理时，要尽量避免藻华达到该种程度的聚集，以能充分发挥植物的生态净化功能。

图4　藻华聚集后植物根系活力变化Fig.4 Changes of root vigor of plant after algae cells gathered

2.5藻华聚集后对植物外形及生物量变化的影响

根系是植物用来吸收营养、提供植物生长必需的营养物质。通常凤眼莲根系长度变化反映了周围水体中可获得营养盐的含量。在藻华细胞聚集后，对植物根系长度变化产生了显著的影响（图5a）。实验进行3 d后，处理1、2中根系长度变短，尤其处理2中根系下降幅度显著，其长度分别为13.50、7.25 cm（所取的5株凤眼莲平均长度，下同），同期对照为15.19 cm。随后处理1、2中根系长度一直呈下降趋势，至实验结束时，其长度分别为9.25、3.79 cm，为其初始长度的58%、28%；而对照中根系呈相反的变化趋势，不断增加，至实验结束时其长度为22.75 cm，为其初始的159%。这是因为藻华聚集后，受溶氧缺乏、高温等共同作用，处理组中根系不断死亡、脱落，新发出的根系受厌氧环境影响长势较慢，导致处理组中根系不断变短；对照组中根系因水体营养盐含量不断下降，为提高吸收面积、吸收能力而不断增加。凤眼莲茎叶长度变化不明显，成平缓增加趋势（图5b）。凤眼莲的根系/茎叶长度比率则与根系长度变化趋势类似，呈不断下降趋势，在实验的前3 d其下降幅度最快，至实验结束，其比率与根系长度变化趋势一致（图5c）。

图5　藻华聚集后植物形态指标及生物量变化Fig.5 Changes of morphological index and biomass of plant after algae cells gathered

凤眼莲总生物量变化呈现不同的变化模式，处理1的生物量呈现先增加后减少再增加的变化趋势，在实验进行3 d后，其生物量达到最高值，为51.84 g，根重为14.30 g（生物量为所取的5株凤眼莲植物鲜重FW，根重为选取的5株总重，下同），随后下降，直至实验进行到9 d后其生物量才开始再次增加，至实验结束时其生物量达到45.84 g，同期根重为5.34 g，比初始增加了20.17 g。处理2中表现为持续下降，至实验结束时其生物量为29.27 g，根重为5.12 g，生物量比初始减少了9.92 g，根重减少了2.81 g，表明在植物生物量变化过程中，植物根系对植物生物量的变化具有重要作用，根系不但供给茎叶营养物质，进行光合同化作用，而且根系重量变化也影响了植物生物量的变化。对照中则一直增加，至实验结束时，其生物量为59.19 g，比初始重量增加了80%。

3　讨论

凤眼莲作为一种适应性广、水体净化能力强的浮游植物，其在水体净化过程中，水体生态环境对其净化功能的发挥具有重要作用。在较高温度（＞25 ℃）作用下蓝藻严重聚集常造成水体缺氧、藻细胞腐解、NH4+-N含量升高，水体形成厌氧、强还原、高盐度的不良环境条件，对水生植物形成逆境胁迫，严重影响其正常的生理生态功能的发挥。适度的环境胁迫作用，不但刺激植物产生应激反应，植物叶片的光合能力增加、新陈代谢增强，同时对水体营养盐吸收、转运速率提高。但在超过植物的抗逆能力后，将会对植物产生不可逆的伤害，从而植物在生理生态、形态学等多种指标上产生对环境胁迫的应答响应。赵凤斌等（2012）研究盐分胁迫对沉水植物的生物学指标的影响时，发现植物的叶片面积减小，植物生长受到抑制。在本实验中，藻华细胞聚集形成的厌氧、强还原的不良环境条件导致植物根系长度、生物量都出现明显的下降，试验中也发现植物在该种环境条件下，成熟的根系大量死亡、脱落，这可能是因为藻华形成的厌氧环境中，水体中会产生大量的NH4+-N、H2S（刘国锋等，2010），对植物产生毒害作用。由于凤眼莲根系全部浸在水体中才能吸收营养物质，因此其受到水体中高含量的NH4+-N、H2S等毒害影响最为明显，其外在表现就是根系大量死亡、脱落。

植物体内糖分含量是植物光合作用的产物，其含量高低不但反应出光合能力大小，同时也能缓冲外界不良环境刺激，是植物的一种自我保护机制。在适度的环境影响下，植物体内糖分含量增加、新陈代谢加快，植物体内N、P等营养物质浓度升高。在本试验中，由于藻华细胞聚集后，为应对不良环境影响，植物叶片内糖分出现一个快速增加的趋势，同时植物根系内N、P含量增加，增加植物的营养物质，提高植物抗逆性。但受高温影响和厌氧等多种因素作用，环境胁迫超过植物体的调节功能，植物根系死亡、脱落后，叶片光合功能受到抑制，叶片中可溶性糖、K+含量下降，同时生物量下降；表明在超过植物自我修复能力的持续环境胁迫作用下，植物将会受到不可逆的影响，从而导致植物死亡。

4　结论

（1）藻华细胞出现严重聚集（≥60 g·L-1，新鲜藻细胞）时，在较高温度（＞25 ℃）协同作用下，水体在2 h内就出现溶氧耗尽，植物根区水体呈现厌氧、强还原、高盐环境，对浮游植物凤眼莲形成严重的环境胁迫。凤眼莲植物体内N、P、可溶性糖含量在胁迫的前3天内呈现出现快速增加随后降低的变化趋势。植物体内K+含量在胁迫环境下呈持续下降的变化趋势，表明在环境胁迫作用下，植物虽有对胁迫环境的应答响应机制，但超过了其调节能力后，其生理生态功能衰退，植株开始死亡。

（2）在胁迫环境的前3天内，植物根系活力出现显著的增加，处理1、2的植物根活力高达0.44、0.68 μg·g-1·h-1，随后处理2的根活快速下降，表明根系在高NH4+-N、H2S含量的环境中很快就出现死亡；而在处理1中植物根活表现为持续增加。

（3）藻华聚集形成的厌氧、强还原环境，造成植物根系死亡、长度变短；与对照相比，植株总生物量、根系生物量和根系/茎叶比都出现下降，表明植物形态指标对该种环境胁迫产生了明显的应答响应。

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Environmental Effects of Algae Blooms Cluster： The Impact on Ecology Character of the Eichhornia crassipes

BAO Xianming1，HE Jun3，LIU Guofeng3
1.College of Life Science，Huaibei Normal University，Huaibei 235000；2.Fisheries Technical Guidance Station of Wuxi Municipal Bureau of Agriculture，Forestry，Wuxi 214023；3.Key Laboratory of Freshwater Fisheries and Germplasm Resources Utilization，Ministry of Agriculture//Freshwater Fisheries Research Center，Chinese Academy of Fishery Sciences，Wuxi 214081，China

Abstract：Eutrophication phenomenon in rivers，lakes and other water bodies in our county is becoming more and more serious as excessive nutrients （mainly nitrogen and phosphorus） accumulated during the last 30 years as the effects of excessive fertilizer using，industry and domestic sewage direct discharge，and agricultural runoff，etc.algae bloom （commonly known as cyanobacterial bloom，or blue-green algae bloom） is breaking out period in these water bodies with the deterioration of water quality ，and it has bad impact to the water ecological environment，local residents’ life，social production activities.The planting the aquatic plants in situ，among a variety of governance measures of algae blooms and purification of contaminated water，has the advantage of ecological，environmental protection and low cost as being the better choice.However，it need for further study how affect the plant’s ecological traits after the algae blooms accumulated in the root district of aquatic plants.So it is help to reveal the deep mechanism of aquatic plant die through studying the influence on the changes of biological and ecological index caused by the algae bloom large-scale gathered，and also to benefit to better play the role of the purification of polluted water of aquatic plants.In this study，the changes of ecology character of Eichhornia crassipes and its biological and ecological response were studied with the different concentration of algae cells gathered by the simulation experiment.Results showed that the dissolved oxygen would be exhausted in 2h after algae cells gathered，and the Eh decreased to -200 mV，the water environment became the anaerobic and reductive and formed the environmental stress to the Eichhornia crassipes.The concentration of Nitrogen，Phosphorus，dissolved sugar in plant leaf and root increased，however，the concentration of K+in plant decreased quickly during the experiment，after the algae cells aggregated，it showed that the aquatic plant came into being the response to the stress environment.The root vigor of treatment group 1 continued to increase，but the treatment group 2 quickly rose to 0.68 μg·g-1·h-1during the 3 d，and then decreased to 0.14 μg·g-1·h-1to the end.The root length，plant biomass and root/stem leaf ratio of the plant decreased during the experiment，indicated the Eichhornia crassipes had the ecological response to the adversity stress of the algae cells accumulated，which manifested the concentration of root vigor，plant biomass，K+dropped.So the deterioration of water ecological environment posing the strong stress to the Eichhornia crassipes is the main reason of the die for the death of aquatic plant.

Key words：algae blooms gathered； environment effect； Eichhornia crassipes； ecology character

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.04.015

中图分类号：X173

文献标志码：A

文章编号：1674-5906（2016）04-0656-08

基金项目：国家自然科学青年基金项目（41101525）；江苏省自主创新资金（CX（12）5057）；国家重大科技专项巢湖水专项（2012ZX07103-005）

作者简介：包先明（1978年生），副教授，博士，主要研究方向为水环境生态及污染生态治理研究。E-mail:xmbao96@126.com

*通信作者。E-mail:308390036@qq.com

收稿日期：2016-02-25