大型水生植物在水环境生态系统中占据着极其重要的地位,有着显著的初级生产功能以及环境生态功能,是水环境生态系统的重要组成因子,其生长和衰亡对水体环境的质量及演化都有着十分重要的意义。当大型水生植物进入衰亡期后,其植物残体对湖泊的生态循环以及氮、磷等营养元素的生物地球化学循环起着至关重要的作用,是水生态系统物质循环和能量流动的关键环节,因此加强对大型水生植物腐烂分解过程的研究,可以为水环境生态学方面的研究提供依据,同时,可为预防大型水生植物腐烂分解造成水体环境恶化提供理论支持。本研究选取自然生长条件下进入衰亡状态的植物,模拟室外自然状态,采用室内微宇宙分解培养法与分解袋法相结合的研究方法,对大型水生植物腐烂分解过程进行长达300d的持续监测,旨在全面揭示其腐烂分解过程。通过对大型水生植物腐烂分解过程中的质量损失率及Olson衰减指数模型拟合得到的衰减速率对大型水生植物腐烂分解过程进行分析,发现4种大型水生植物的腐烂分解过程均呈阶段性变化,即在实验初期腐烂分解速率快,质量快速损失;快速分解期后分解速率下降;在300d的实验结束时4种大型水生植物质量损失率为荇菜82.3%,菱92.2%,粉绿狐尾藻65.0%,喜早莲子草81.2%;1-300d腐烂分解实验全过程Olson衰减指数拟合得到的衰减速率结果为菱>荇菜>喜早莲子草>粉绿狐尾藻。不同大型水生植物的分解速率存在着显著的种间差异。结合对植物残体的组织特征进行分析,植物组织成份与其分解速率有着显著的相关关系,氮磷含量较高的荇菜及菱分解速率高于氮磷含量较低的喜旱莲子草及粉绿狐尾藻;通过对分解过程中植物残体氮磷积累系数分析,腐烂分解全过程中植物残体的氮磷积累系数始终小于100%,意味着本研究所选取的4种大型水生植物在腐烂分解过程中植物体内氮、磷均发生净释放,其在水体环境中起到的作用是营养物质的“源”而不是“汇”。大型水生植物腐烂分解过程中植物组织内氮磷损失,并释放大量有机物质,从而对水体环境造成显著的影响,主要包括水体溶解氧含量快速下降,在快速分解期时甚至达到厌氧状态,pH快速下降,水体氮、磷含量升高等。同时发现,分解速率较快的荇菜及菱在实验初期对水体环境影响较大,但分解速率相对较慢且分解周期较长的喜旱莲子草及粉绿狐尾藻在实验中后期对环境的影响不容忽视。通过对4种大型水生植物腐烂分解过程水环境中溶解性有机质的紫外-可见光谱进行分析发现,本研究所选取的4种大型水生植物在腐烂分解过程中释放的溶解性有机质具有分子量相对较大,腐殖化程度较高,疏水性组分所占比例大等特点;通过对三维荧光光谱的分析,大型水生植物腐烂分解过程中释放的溶解性有机质主要分为两大类:类腐殖质区类腐殖酸和类微生物代谢副产物区类色氨酸,荇菜和菱在腐烂分解前期释放的溶解性有机质以易被微生物降解的组分为主,随着时间的推移,难降解有机质释放量增多;喜旱莲子草和粉绿狐尾藻腐烂分解过程中释放的溶解性有机质则主要以难降解的类腐殖质为主。利用高通量测序技术对4种大型水生植物腐烂分解过程中不同时期(快速分解期、腐烂分解中期及腐烂分解末期)水体环境中的微生物结构进行分析,在腐烂分解过程中微生物的群落结构及物种组成不断发生变化。其中对有机物及氮循环起作用的变形菌门及拟杆菌门物种在4种大型水生植物分解全过程均占据绝对优势地位。结合对4种大型水生植物腐烂分解过程中植物组织成份、水体环境、溶解性有机质及微生物群落变化的综合分析发现大型水生植物腐烂分解过程对水生态环境的影响一方面是由于植物组织氮磷及有机质释放引起的,另一方面受微生物对有机质分解过程的影响。图32表7参162