【正文】 植物樣本（2升），在現(xiàn)場用2％福爾馬林固定，并在實驗室計算。三十六個水樣（4個魚塘9天）分別進行如下分析：電導率（EC）（JIS K 01011998），濁度（JIS K 01011998），懸浮固體（ⅴSS）（用1μm的GFP過濾），揮發(fā)性懸浮固體（VSS）（用1μm的GFP過濾），化學需氧量（COD Mn）（JIS K 01021998），溶解有機碳（DOC）（用GF / C過濾，JIS ：燃燒氧化紅外TOC分析），總氮（TN）的（JIS K1021998銅鎘柱法），氨氮（NH4N的）（靛酚JIS K01021998藍色吸收），亞硝酸鹽（NO2N）（ JIS K 01021998），硝酸鹽（NO3 N）（JIS K 01021998），總磷（TP）（JIS K 01021998），磷酸鹽（PO4P）（JIS K 01021998），葉綠素a（chl a）（665 nm處的吸光度），溶解氧（DO）（溫克勒法）和pH（玻璃電極），水樣都在兩個深度進行采樣：用桶采集表面水樣和用Kitahara采樣器采集池底上約10厘米水樣。此外，流入水質(zhì)（供應(yīng)池塘）用相同的核心型采樣器采樣三次（9月23日，9月30日和10月7日），并由相同的指標來衡量。 在每個池塘中心用Smith–McIntyre抓斗采樣法采集3個沉積物樣品，并為每個池塘的復合樣品在基于“沉積物測量方法”（環(huán)境部長1988）上進行如下分析：水含量（％），COD沉積物，TN（凱氏定氮法）和TP。無脊椎動物和植物無脊椎動物的采樣在調(diào)查結(jié)束時（10月11日）（表1）采用Smith–McIntyre抓斗采樣法隨機在每個池塘選擇四個點采樣。在每個點采3個樣本，每池塘復合樣品通過1毫米的篩網(wǎng)過篩，并分析物種，種群，每個物種的濕重。 調(diào)查結(jié)束進行維管植物群調(diào)查。PVI（在這個實驗中，池塘中植物總體積的百分比）（Canfield 1984年）被用作植被生物量的指標。如下是進行PVI調(diào)查的方法：首先，池塘每隔5米放置繩索制成的網(wǎng)格。第二，在每個網(wǎng)格點測量水深和沉水植物的高度。第三，肉眼觀察測量沉水植物所占用的每個方格的比例（10％的間隔）。沉水植物在四個網(wǎng)格點周圍的方格作為水深植被高度乘以所占用的面積百分比計算每個方格中的植物覆蓋度。池塘PVI為每個網(wǎng)格PVI的平均數(shù)。此外，在植物覆蓋度的調(diào)查之后，在每個池塘在七格點的沉水植物在105℃烤箱干燥至恒重后測干重。 同時，在為期3周的實驗中，收獲的池塘的五個點每周調(diào)查三次植被高度來監(jiān)測沉水植物的恢復。增強在收獲的池塘，在實驗過程中的植物覆蓋度是依據(jù)植物覆蓋度（10月11日）和植被高度粗略計算。統(tǒng)計分析水和沉積物質(zhì)量數(shù)據(jù)假設(shè)將主要受兩個因素影響：植被生物量和水溫。因此，沒有重復的雙向方差分析被用來測試池塘水和沉積物質(zhì)量之間的顯著性差異，用費舍爾的?測試來進行的復合比較。草木池塘（V1和V2）和收獲的池塘（H1和H2）的之間的無脊椎動物數(shù)量和的生物量用t檢驗進行了比較。結(jié)果植被唯一的優(yōu)勢種在池塘藻，沉水植物，原產(chǎn)于日本。盡管在池塘岸邊燈心草燈心草和水蓼為優(yōu)勢物種，但其生物量明顯比黑藻小。因此，只對黑藻的生物量進行了調(diào)查。表2顯示在調(diào)查結(jié)束后黑藻所占面積（％），干重（G M2），平均高度（厘米）和PVI（％）。H1，H2，V1，和V2 的PVI分別為3，10，38，和84％。在這里，我們使用這四個PVI值代表每個池塘。因此，我們成功地以豐富的植被創(chuàng)建“草木池塘”（V1和V2）和缺乏植被的“收割池塘”（H1和H2），雖然在為期3周的實驗中一些黑藻恢復是在收獲的池塘觀察。水和沉積物質(zhì)量在很短的適應(yīng)期（少于10天）后就可以觀察到植被池塘清水狀態(tài)和收割池塘的渾水狀態(tài)。圖2顯示了在每個池塘包括供應(yīng)池塘（三個點）的水質(zhì)隨時間的變化。 。污水被排放的V型缺口堰，從每一個實驗池塘污水排放率為49177。（177。SD）M3一天1，水力停留時間（HRT）為11177。，浮游植物的生長不夠。 每個池塘表層水溫沒有顯著差異（P = ），平均22177?！妫?，其中池塘底部水溫顯著差異（P ）（圖2）。底水溫度平均下降順序H2，H1和V1的，和V2，大約增加植物覆蓋度相關(guān)。表面做的是V2（植物覆蓋度84％）顯著高于H1（PVI3％）（P ）和H2（植物覆蓋度10％）（P ）。 V2（植物覆蓋度84％）在底部做的是比那些在H1（PVI3％）（P ）和H2（植物覆蓋度10％）（P ）為低。表面和底部不要有顯著差異（P ）。圖3顯示了在表面的平均DO和水的溫度和對植物覆蓋度的底部。在PVI增加表面和底部之間的DO差異增加（圖3）。流入要做的就是作為V2相同。在收獲的池塘COD大于草木池塘。上半年COD的平均錳（PVI3％）極顯著較大的H2比（植物覆蓋度10％）（P ）。另一方面，在V1中的COD（植物覆蓋度38％）沒有顯著差異，從在V2（植物覆蓋度84％）（p = ）。類似的統(tǒng)計結(jié)果，得到的濁度，葉綠素a和總磷。TN，DOC和PO4P的收獲池塘普遍比那些在草木池塘較大，然而，這些值沒有顯著的H1之間的不同（PVI3％）和H2（植物覆蓋度10％）。在四個池塘硝態(tài)氮沒有顯著差異。在每一個功能的植物覆蓋度的池塘平均COD，濁度，葉綠素如圖。 4。這些參數(shù)迅速下降，增加植物覆蓋度在0和38％之間，但38和84％之間。由植物覆蓋度指出，在收獲的池塘實驗過程中的植被恢復植被高度估計。濁度和葉綠素下降增加植物覆蓋度（圖5）。然而，COD仍然幾乎為植物覆蓋度功能不變。平均每個池塘沉積物質(zhì)量（N = 3）如圖6。含水量增加比例植物覆蓋度。其他沉積物指標，即，燒失量，化學需氧量SED，總氮和總磷表現(xiàn)出相同的趨勢，雖然V2的值（PVI84）少。浮游植物，浮游動物，無脊椎動物浮游植物種群豐富的收獲在草木池塘池塘和窮人（圖7）。葉綠素a的流入是草木池塘，因此， 圖2水從3個星期的實驗數(shù)據(jù)質(zhì)量。水溫和溶解氧的圖形顯示底層數(shù)據(jù)的結(jié)果圖3不同溶解氧（DO） PVI（％）表面和底部之間的濃度隨著越來越多植物覆蓋度 圖4在每個池塘中濁度、COD（毫克L1） 圖 5在收割池塘濁度和葉綠素a，和葉綠素a（μgl1）隨著 隨著植被恢復（通過增加{PVI的增加逐漸減少 表示）逐漸下降，而COD幾乎 保持不變在收獲的池塘浮游植物增加在馴化期間（見表2）。在收獲的池塘和硅藻（如：安芙蘭SP。）在植物的池塘綠藻（例如，柵藻屬，Dictyosphaerium錢草和Coelastrum cambricum）占主導地位。（PVI3％）的浮游植物細胞比H2（植物覆蓋度10％）。浮游植物人口一樣，在收獲的池塘浮游動物種群大于草木池塘中（圖8）。輪蟲的優(yōu)勢是穩(wěn)定的人口（98％）在收獲的池塘中，橈足類無節(jié)幼體是比較豐富，在植物的池塘雖然在草木池塘浮游動物生物量是相當小。橈足類和枝角類在H2（PVI10％）同等豐富。在H1（PVI3％），浮游動物總數(shù)的變化相似，與葉綠素，葉綠素a，在這個池塘中的浮游動物數(shù)量均顯著相關(guān)（R = ，P ）。在H2（植物覆蓋度10％）有類似的趨勢，但相關(guān)不顯著，因為在3個星期的變化中的優(yōu)勢種。在實驗池塘底棲動物的生物量是非常小的。的物種數(shù)和總?cè)丝诘娘@著收獲的池塘大于草木池塘（T檢驗，P \ ）。寡毛類為主導，在所有的池塘。在收獲的池塘人口寡毛類（如鰓，水母和水絲蚓SP）。在草木池塘（韋爾奇的t檢驗，P ）顯??著高于大。生物質(zhì)圖6平均沉積物質(zhì)量[水含量，點火損耗（IL），COD的泥沙?？偟═N），總磷（TP）]每個池塘圖7在每個池塘浮游植物人口收割池塘中的寡毛類（濕重）（H1和H2）也明顯比草木池塘（T檢驗，P ）（圖8，9）。討論這個實驗表明控制條件下的沉水植物在大規(guī)模的實驗池塘水質(zhì)的改善。結(jié)果還表明，另一方面，水質(zhì)惡化，即沉水植物的跌幅。我們的研究結(jié)果還表明，濁度突然流入的泥沙水，沉水植物的情況下發(fā)生時，幾乎即刻形成。的COD Mn和營養(yǎng)水平的日益下降圖8每個池塘中的浮游動物種群 圖9寡毛收獲池塘平均濕重大于草木池塘中（N = 8，磷\ ）。垂直線177。1SE 植物覆蓋度。這些結(jié)果與以往的研究（例如，Canfield等1984。 Schriver等 1995）。 COD的迅速下降時，植物覆蓋度增加3至10％然后到38％，但水質(zhì)的植物覆蓋度38％和PVI 84％之間的差異很小。因此，植物覆蓋度在這些池塘的臨界值是10和38％之間。在下面的章節(jié)中，我們討論的臨界值的可能機制。 根據(jù)觀察在植被的池塘中，在底部溫度低于表面（圖3）。這證明了沉水植物通過防止透光和水的運動能降低或維持底部的溫度。另一方面，在植物密集的植被池塘（V2）的底部溶解氧低于收割池塘底部，并且表面和底部之間溶解氧的區(qū)別在植物密集植被池塘中很大（圖3），可能是因為水停滯，沉積和沉水植物的生物活性。從理論上說，降低植被看臺可能產(chǎn)生積極的影響，從底部的營養(yǎng)物質(zhì)的洗脫。相反，在與這些看臺的底部溫度較低，會抵消這種增加洗脫。因此，植被對營養(yǎng)物質(zhì)的洗脫效果我們沒有研究清楚。 在實驗過程中，COD，DOC，總氮，硝態(tài)氮增加按時間順序以類似的方式（圖2）。這主要發(fā)生在響應(yīng)的供應(yīng)池塘水質(zhì)。相比之下，濁度和葉綠素α主要浮游植物生物量的波動。浮游植物生物量基本上是在實驗，由于植被的增加和溫度的降低減少。 在收割池塘中，我們觀察到在在實驗過程中隨著PVI的增加，濁度和葉綠素a直線下降（圖5）1。因此，水體透明度迅速回應(yīng)植被恢復。這表明，植被的物理存在，起到了??改善水質(zhì)的重要作用。浮游植物生物量小的植被池塘，在大的收獲的池塘。在實驗中，觀察水生植物恢復協(xié)會（圖5,7）收獲的池塘浮游植物生物量減少。類似葉綠素a（即浮游植物）的浮游動物波動。草木池塘中浮游動物的生物量明顯比在收獲的池塘小。這可能發(fā)生，因為低的糧食供應(yīng)。雖然許多研究（例如，Schriver等1995。Van den Berg等1998）表明，浮游動物放牧降低浮游植物生物量，這一機制在我們的實驗是清水狀態(tài)不太重要，因為有較少的浮游動物比在混濁的清澈的池塘。 blindow等（2000）提到密集，行之有效的沉水植物在池塘同樣的現(xiàn)象。在植被茂密的存在，浮游動物放牧可能有輕微改善水質(zhì)的重要性。 在植被池塘中底棲動物的物種不同于而且少于收割池塘。水生蠕蟲，如水母，水絲蚓的SP和Procladius SP主要在收割池塘觀察到，而更多豆娘（Cercionsp.）的被發(fā)現(xiàn)在植物的池塘。豐富的水生蠕蟲和豆娘H2（植物覆蓋度10％），可能是因為裸沉積物和植被生境存在。我們的結(jié)果與前人的研究，在的unvegetated水體的底部發(fā)現(xiàn)了更多的蠕蟲與裸沉積物（Scheffer 1998年）的。然而，在我們的草木池塘底棲生物量，比我們收獲既得利益池塘較低的其他研究（Hargeby等1994）的結(jié)果是相反的。植被代表通常比裸沙有更豐富的無脊椎動物群落（Hargeby等1994。 Scheffer 1998）。這可能是因為植物的池塘后僅3個星期不足夠成熟，支持多樣的無脊椎動物。此外，我們并不指望小型底棲生物（小于1毫米的屏幕）和無脊椎動物（如蝸?；蜃泐悇游镌谥参锶~片上。因此，我們可能低估草木池塘中的無脊椎動物的生物量和生物多樣性。 這個實驗證明了利用沉水植物改善水質(zhì)和水生植物恢復水體水質(zhì)的快速反應(yīng)的可能性。然而，太多的水生植物有時會和水生害蟲一樣，因為它們妨礙航行安全和導致缺氧環(huán)境（Haga等，2006）。因此，湖泊和池塘管理者應(yīng)考慮水質(zhì)改善的沉水植物的臨界值，并控制水生植物在合適的數(shù)量。 實驗條件缺乏魚和波浪的干擾。此外，絲狀藻類似乎在控制水質(zhì)和生物群的數(shù)量變化上發(fā)揮重要作用。要估計所涉及的機制定量貢獻，需要進一步的實驗和模型研究。致謝 感謝的Aqua 修復研究中心的工作人員對實驗的支持和提出的寶貴意見，我們也感謝支持我們調(diào)查的IDEA公司的顧問Takeharu Kawamura。參考文獻Blindow I, Hargeby A, Wagner BMA, Andersson G (2000) How important is the crustacean plankton for the maintenance of water clarity in shallow lakes with abundant submerged vegetation? Freshw Biol 44:185–197Canfield DE Jr, Shireman JV, Colle DE, Haller WT, Watkins CE Maceina MJ (1984) Prediction of chlorophyll a concentrations in Florida lakes: importance of aquatic macrophytes. Can J Fish Aquat Sci 41:497–501Haga H, Ashiya M, Ohtsuka T, Matsuda M, Tuji A, Baba K, Numahata S, Yamane T (2006) Relationship between dissolved oxygen concentration of bottom water and macrophytes biomass in the southern basin of Lake Biw