白洋淀濕地是華北地區(qū)重要的濕地生態(tài)系統(tǒng)。近年來,由于入淀污水增多,水體重金屬污染加劇。研究人員發(fā)現(xiàn)可通過定期收割沉水植物地上部分,修復鎘等重金屬污染水體。
(1)沉水植物屬于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的
生產者
生產者
,其根部能從底泥和水中吸收 鎘等無機鹽離子(無機鹽、鎘等重金屬)
鎘等無機鹽離子(無機鹽、鎘等重金屬)
,凈化水體,體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)具有 自我(自動)調節(jié)(自凈化)
自我(自動)調節(jié)(自凈化)
能力。此濕地由淺水區(qū)向陸地方向依次生長著蘆葦、破蓬、檉柳等,這體現(xiàn)了群落的 水平
水平
結構。
(2)為篩選適合白洋淀鎘污染修復的沉水植物,用不同濃度鎘溶液處理本地4種沉水植物4天后,檢測其對鎘(Cd)的耐受性和富集能力,結果如表1和圖1。
表1
沉水植物 |
半數(shù)抑制濃度(mg?L-1) |
黑藻 |
0.51 |
狐尾藻 |
0.81 |
金魚藻 |
0.03 |
菹草 |
0.12 |
(半數(shù)抑制濃度是指抑制沉水植物半數(shù)生長的外部Cd濃度)
表1數(shù)據(jù)顯示4種沉水植物中對鎘的耐受性最大的是
狐尾藻
狐尾藻
。結合圖1的實驗結果,選擇黑藻和菹草作為進一步研究的對象,不選用狐尾藻和金魚藻的原因是
狐尾藻雖然對鎘的耐受性很強,但其對Cd的富集能力最低;而金魚藻在對鎘的耐受性和富集能力方面表現(xiàn)都較差
狐尾藻雖然對鎘的耐受性很強,但其對Cd的富集能力最低;而金魚藻在對鎘的耐受性和富集能力方面表現(xiàn)都較差
。
(3)研究者從白洋淀取底泥,將黑藻和菹草分別栽種其中,用自來水培養(yǎng)。測定其生長率(圖2)和不同部位的富集系數(shù)和遷移系數(shù)(指由根系向地上部分的遷移能力),結果如表2。
表2
沉水 植物 |
富集系數(shù) |
遷移系數(shù) |
地上部分 |
根部 |
黑藻 |
0.33 |
0.41 |
0.79 |
菹草 |
0.21 |
1.01 |
0.21 |
綜合分析,研究者認為黑藻是最適合修復Cd污染水體的物種,其重要證據(jù)有:①
黑藻的生長率大于菹草
黑藻的生長率大于菹草
;②
黑藻地上部分對鎘的富集能力強于菹草(黑藻的遷移系數(shù)高)
黑藻地上部分對鎘的富集能力強于菹草(黑藻的遷移系數(shù)高)
。
(4)富集鎘的沉水植物必須及時收割并無害化處理,一是因為鎘等重金屬能夠通過
食物鏈(和食物網)
食物鏈(和食物網)
逐級積累和濃縮,在高營養(yǎng)級生物體內富集。二是因為
植物體(和動物)死亡腐爛后通過微生物的分解作用返回水體(通過物質循環(huán)使鎘等重金屬又回到水體)
植物體(和動物)死亡腐爛后通過微生物的分解作用返回水體(通過物質循環(huán)使鎘等重金屬又回到水體)
而造成水體的二次污染。