目前对于富营养化严重的湖泊河流底泥处理普遍采用疏浚法,该方法存在着工程量大、效果不稳定、有效时间短、对原湖泊河流生态系统具有较大破坏等缺点。沉水植物作为湖泊河流中沟通沉积物、上覆水以及空气三相的主要媒介,在整个湖泊的物质循环和能量交换中发挥着重要作用。沉水植物可以直接吸收利用沉积物中的磷,也可以通过影响上覆水、沉积物的环境,间接抑制沉积物中磷的释放,并有利于湖泊河流生态系统的稳定。然而沉水植物种类繁多,不同沉水植物具有不同的根茎叶特征,对于沉积物中磷迁移转化的影响也存在着差异。本研究选取了湖南省几种典型的沉水植物(苦草、狐尾藻、金鱼藻和伊乐藻)种植于富营养化严重的湖泊底泥中,于室外大棚静态培养100天,定期测定了各组中上覆水、间隙水和沉积物中各形态磷的含量,并监测了沉积物中的主要环境影响因子。主要研究结果如下:(1)苦草组、狐尾藻组、金鱼藻组和伊乐藻组于生长期间均能有效降低上覆水、间隙水和沉积物中各形态磷含量,并使其维持在一个较低的水平。其中苦草和伊乐藻对于上覆水和间隙水中磷的降低效果好于狐尾藻和金鱼藻,而狐尾藻组和金鱼藻组内的沉积物释磷量大于苦草组和伊乐藻组。(2)苦草组、狐尾藻组、金鱼藻组和伊乐藻组均能有效地降低间隙水-上覆水中溶解态总磷(DTP)的浓度差,进而减少了 DTP从间隙水向上覆水的迁移速率,其中苦草和伊乐藻的效果最好。除此之外,沉水植物对沉积物中各形态磷的释放存在不同的影响,由各时间段中沉积物TP的释放量变化易得:在实验初期沉水植物能有效促进沉积物中的TP释放;在实验后期当沉水植物生长成熟、沉积物环境变化较大时,各沉水植物对沉积物中磷释放的影响转化为抑制其释放。(3)不同沉水植物在生长过程中将部分沉积物-上覆水系统中的磷吸收于体内,有效降低了磷在沉积物-上覆水中磷循环的总量。实验结束时,苦草组、狐尾藻组、金鱼藻组和伊乐藻组中沉水植物中磷总量分别增加了 84.54 mg、164.71 mg、175.50 mg和62.30 mg。并在生长过程中影响了沉积物中的pH和Eh的变化,在不同程度上使pH向中性靠拢,而Eh在实验初期出现一段时间的持续升高,而后维持在一个弱还原电位的水平。各组沉水植物通过改变沉积物中pH和Eh间接影响沉积物中的铁铝结合态磷(Fe/Al-P)的释放和钙结合态磷(Ca-P)、有机磷(OP)的溶解。(4)选取沉水植物苦草作为代表,通过改变不同上覆水初始磷负荷,发现实验初期不同上覆水初始磷负荷影响了沉水植物对上覆水以及间隙水中营养元素的吸收速率,但到实验末期不同浓度组上覆水以及间隙水中各形态磷浓度达到新溶解吸附平衡时浓度相近。这主要是由于上覆水中不同的磷负荷对沉水植物的生长具有不同的控制作用,从而间接影响沉积物中各形态磷被吸收利用的速率。除此之外,不同的上覆水初始磷负荷影响了沉水植物的生长速率以及植物体内的磷赋存量,在本实验条件下中浓度组(0.1 mg/L)的沉水植物生长最快、体内磷质量分数最高的,同时对沉积物-上覆水体中磷的吸收利用效果优于其他组。