泥沙埋深對苦草和微齒眼子菜及兩物種混合分解的影響

曹丹丹 王 東 楊 雪 郭 璇 牛紅玉

（華中師范大學生命科學學院， 地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室， 武漢 430079）

泥沙埋深對苦草和微齒眼子菜及兩物種混合分解的影響

曹丹丹 王 東 楊 雪 郭 璇 牛紅玉

（華中師范大學生命科學學院， 地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室， 武漢 430079）

為探討泥沙淤積對水生植物分解的影響， 研究了沉水植物苦草（Vallisneria natans）、微齒眼子菜（Potamogeton maackianus）及兩物種混合在底泥中不同埋深（0 和5 cm）的分解速率和養分動態， 實驗周期為117d。結果顯示：（1）在0和5 cm埋深處理下， 苦草、微齒眼子菜及兩物種混合的分解速率均表現為苦草最快， 微齒眼子菜最慢， 物種混合介于兩單種之間。與0 cm處理相比， 在5 cm埋深處理下苦草、微齒眼子菜及兩物種混合的分解速率顯著降低（P＜0.05）?？嗖菰?和5 cm埋深處理下分解35天后干重剩余率分別為0和43.51%、在5 cm處理下分解82d后干重剩余率為0。微齒眼子菜和兩物種混合在5 cm埋深處理下分解117d后的干重剩余率分別提高了31.09%和37.44%。（2）與0 cm處理相比， 5 cm埋深處理顯著抑制苦草、微齒眼子菜及兩物種混合的N、P釋放?？嗖菰?和 5 cm埋深處理下分解35天后N剩余率分別為0和31.28%、P剩余率分別為0和24.45%。在5 cm埋深處理下分解117天后微齒眼子菜N和P剩余率分別提高了19.45%和14.73%、兩物種混合N、P剩余率分別提高了41.57%和22.82%。（3）兩物種混合在0和5 cm埋深處理下， 其分解速率均表現為加和效應， 但N、P元素釋放在0 cm處理下分別表現為協同效應和加和效應， 在5 cm埋深處理下均表現為拮抗效應。（4）隨著分解的進行， 5 cm埋深處理下的苦草和微齒眼子菜的微生物呼吸速率均顯著降低， 物種混合的微生物生物量始終低于0 cm處理。這些結果表明泥沙埋深顯著降低了苦草、微齒眼子菜及兩物種混合的分解速率和N、P元素釋放， 物種混合的N、P元素釋放在分解后期均因沉積作用而產生了拮抗效應。此外， 泥沙埋深對分解的抑制作用與微生物呼吸及生物量降低有密切的關系。研究結果可為認識水生植物分解對沉積作用的響應機制提供資料， 并為了解水生植物分解對底質營養動態的影響提供參考。

水生植物； 泥沙埋深； 分解速率； N、P動態； 混合分解

植物有機質分解研究是生態系統結構和功能研究領域關注的重點， 目前關于森林、草地、沼澤以及河流和溪流的枯落物分解方面有較多研究［1—5］，對高等水生植物分解的研究相對較少， 尤其在其分解規律的認識方面非常有限［6］。水文特征是影響水生生態系統分解的重要環境因素。其中， 泥沙淤積被認為對植物分解有重要影響［7—15］。前人研究表明， 泥沙淤積對河流中沿岸帶植物枯落物分解、濕地及沼澤植物分解等有抑制作用［7—11］， 或有促進作用或沒有明顯的影響［12，13］。泥沙淤積可阻隔空氣的連通性造成缺氧環境影響微生物活動從而影響分解過程［14，15］。高等水生植物是水生生態系統中重要的初級生產者， 植物（或莖葉殘體）死亡后經腐爛分解釋放出無機營養元素， 但目前有關泥沙淤積對水生植物分解的影響研究較少［9，16］。另外， 有研究發現物種混合對植物分解的影響可表現為加和效應（即混合對分解速率和養分的釋放沒有顯著影響）， 或表現為非加和效應（即混合提高或降低分解速率和養分的釋放）［17］。在自然狀態下， 水生植物物種混合被泥沙包埋的現象普遍存在， 但有關泥沙淤積對水生植物混合分解的影響仍不清楚。

苦草（Vallisneria natans）和微齒眼子菜（Potamogeton maackianus）是長江中、下游湖泊常見的沉水植物［18］， 在湖泊沿岸帶分布廣、生物量高， 在自然（如風浪、湖流等）或人類活動（捕撈魚蝦、打撈水草等）擾動下， 其植物（莖葉）殘體常見以單種或物種混合形式堆積在湖泊沿岸帶， 并經常受到泥沙包埋。本文運用受控實驗模擬泥沙埋深， 研究了不同泥沙埋深處理下苦草、微齒眼子菜及兩物種混合的分解速率、營養釋放動態和微生物活動的變化， 以期為探討水生植物分解對沉積作用的響應機制提供資料， 并為了解水生植物分解對底質營養物動態的影響提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

苦草和微齒眼子菜莖葉的新鮮材料于2013年7月中旬取自湖北省鄂州梁子湖（N 30°06′-30°18′， E 114°24′-114°36′）。材料經湖水洗凈后帶回實驗室，自然風干后剪成5 cm大小的小段， 在60°C下烘干至恒重， 樣品放入干燥器中備用。

1.2 實驗方法

將烘干處理的苦草、微齒眼子菜及等量混合的苦草和微齒眼子菜三種樣品各5 g分別裝入分解袋（長寬為20 cm×15 cm， 網孔大小1 mm×1 mm）。實驗設計為：2個埋深處理（0、5 cm）×3種材料（苦草、微齒眼子菜及兩物種混合）×6次取樣×3重復。采用經過篩處理（以去除雜質和根系）、洗干凈的梁子湖底泥［總氮（1.95±0.05） mg/g， 總磷（0.12± 0.02） mg/g， 根據底泥干重獲得］置于實驗水池（200 cm×150 cm×100 cm）中， 泥厚約20 cm， 待穩定一周后， 將分解袋置于底泥表面和埋深5 cm處。每個處理每種材料12袋（每次取樣2袋， 1袋用于測定材料干重、TN、TP等參數， 1袋用于測定微生物參數）， 3個重復。實驗共計3個實驗水池， 216袋樣品。部分剩余材料用于實驗材料初始質量特征參數的測定。實驗在華中師范大學生物園實驗區（N 30°30′， E 114°21′）隨機放置。水池上方做遮雨處理，實驗過程中保持池中無雜物、分解袋和底泥保持濕潤狀態。

1.3 樣品采集與參數測定

于2013年8月25日進行實驗處理， 在分解袋放置后的第7、19、35、56、82和117天分別取樣， 實驗周期為117d。每種材料每次在每組處理中取6袋。隨機取其中3份樣品用于干重、TN、TP等參數的測定（分解袋用純凈水沖去沙子等雜物， 樣品經60°C烘干至恒重， 稱重后， 磨碎過0.25 mm篩），3份樣品用于微生物呼吸速率及生物量的測定。

采用K2Cr2O7氧化-FeSO4滴定法測定TC， 經H2SO4-H2O2消化， 分別采用靛酚藍比色法和鉬銻抗比色法測定TN、TP， 采用范氏洗滌纖維分析法測定纖維素、半纖維素、木質素含量， 采用福林酚法測定總酚含量［19］。微生物呼吸采用靜態堿液吸收法測定［20］。微生物生物量C采用氯仿熏蒸法測

按以往的經驗，目前是低風險區。不過，我們計算一下此長期上升通道的上升速度，大約是按年11.2%。未來深圳證交所上市公司能以平均11.2%的增長速度持續下去嗎？答案若是否定的，則此長期上升通道便會改變，即熊市的低點會擊穿下軌。上證指數已經擊穿下軌，證明市場對舊經濟的增長速度預期已經明顯下降。不過，即便是長期上升通道有效，目前距離下軌約1020點一帶仍有19.5%的下跌空間。換言之，深圳綜合指數至少再跌10%至15%買入的話，才有一定的安全邊際。

定［21］。

1.4 數據分析

分解材料干重變化用Wt=W0×e-kt（t為分解時間；k為分解常數；W0為初始干重；Wt為經t天分解后的剩余干重）描述， 用非線性回歸分析計算分解速率［22］。采用剩余率表示分解過程中干重和養分含量的變化， 干重剩余率和養分剩余率分別為分解后材料干重和養分剩余量占初始量的百分率。

混合材料的期望干重剩余率和養分剩余率根據Salamanca等［23］采用的方法計算：期望干重剩余率=［M1/（M1+M2）］×R1+［M2/（M1+M2）］×R2； 期望養分剩余率=［N1/（N1+N2）］×R1+［N2/（N1+N2）］×R2。式中，以1， 2表示混合物中的兩種組分， M和N分別表示各組分在初始混合物中的干重和養分含量， R表示各組分單一物種的干重剩余率和養分剩余率。對混合分解的分解速率及N、P釋放是否存在混合效應進行判斷：若實測值與期望值之間差異顯著（P＜0.05）， 則表示混合材料兩物種之間存在非加和效應， 當實測值大于期望值， 則混合效應是負的， 即拮抗效應， 當實測值小于期望值， 則混合效應是正的， 即協同效應；若實測值與期望值之間差異不顯著（P＞0.05）， 則表示混合材料兩物種之間存在加和效應， 即無明顯的相互作用。

使用統計軟件SPSS 17.0進行數據分析。兩種處理下材料的分解速率， 干重剩余率和N、P剩余率， 微生物呼吸速率及生物量的比較， 兩單物種初始質量特征的比較以及兩物種混合分解的實測值與期望值的比較均采用獨立樣本t檢驗；對苦草和微齒眼子菜的分解速率與其初始N含量、C/N的相關關系進行Pearson相關分析。

2 結果

2.1 苦草和微齒眼子菜的初始質量特征

苦草和微齒眼子菜在C、N、P、C/N、C/P、木質素、纖維素、半纖維素和總酚含量上存在顯著差異（P＜0.05）（表 1）。與苦草相比， 微齒眼子菜具有較高的C、C/N、C/P、木質素、纖維素、半纖維素和總酚含量和較低的N、P含量。

表 1 苦草和微齒眼子菜的初始質量特征Tab. 1 Initial quality characteristics of V. natans and P. maackianus materials

2.2 埋深對苦草、微齒眼子菜及兩物種混合分解干重動態變化的影響

在0和5 cm埋深處理下， 兩單種的分解快慢存在顯著差異（P＜0.05）。苦草在0和5 cm處理下分解35d后干重剩余率分別為0和43.51%， 在5 cm處理下分解82d后的干重剩余率為0， 分解速率分別為0.114/d和0.031/d；微齒眼子菜在0和5 cm處理下分解117d后其干重剩余率分別為22.18%和53.27%， 分解速率分別為0.022/d和0.007/d（表 2）。與0處理相比， 在5 cm處理下苦草和微齒眼子菜的分解速率顯著降低。在兩種處理下， 苦草均分解較快， 微齒眼子菜分解較慢（圖 1）。Pearson相關分析表明， 在0和5 cm處理下， 苦草和微齒眼子菜的分解速率均與初始N含量呈正相關（P＜0.05， r=0.896；P＜0.01，r=0.932）， 與C/N成負相關（P＜0.05， r =-0.963；P＜0.01， r =-0.925）。

兩物種混合在0和5 cm處理下的干重損失均表現為先快后慢（圖 1）， 在分解117d后其干重剩余率分別為8.81%和46.25%， 分解速率分別為0.047/d和0.010/d， 其分解速率介于兩單種之間（表 2）。與0處理相比， 在5 cm處理下的兩物種混合在分解117d后的干重剩余率提高了37.44%。在分解過程中， 物種混合在0和5 cm埋深處理下干重剩余率的實測值與期望值均無顯著性差異（P＞0.05）， 物種混合對分解速率的影響均表現為加和效應（表 3、4）。

2.3 埋深對苦草、微齒眼子菜及兩物種混合分解的N、P釋放動態的影響

苦草在0和5 cm處理下的N、P剩余率均呈快速下降趨勢（圖 2）。與0相比， 5 cm處理下苦草分解19d后N、P釋放率顯著降低， 其N、P剩余率分別提高了42.48%和17.06%；在分解35d后N剩余率分別為0和31.28%， P剩余率分別為0和24.45%。隨著分解的進行， 在5 cm處理下苦草的N、P剩余率呈繼續下降趨勢， 82d后N、P剩余率為0。苦草在兩種處理下的N、P元素均表現為凈釋放。微齒眼子菜在0和5 cm處理下的N、P剩余率在分解初期下降明顯， 在分解7d后N的剩余率分別為56.93%和54.70%，P的剩余率分別為26.17%和28.88%， 隨著分解的進行N元素持續釋放， P元素則出現積累。與0相比，5 cm處理下微齒眼子菜分解56d后的N、P釋放率顯著降低， N、P剩余率分別提高了16.21%和15.37%。隨著分解的進行， 微齒眼子菜的N、P剩余率保持平穩下降趨勢， 5 cm處理下分解117d后的N、P剩余率分別比0處理提高了19.45%和14.73%（圖 2）。微齒眼子菜在兩種處理下的N、P元素均表現為凈釋放。兩物種混合在0和5 cm處理下的N、P釋放均表現為先快后慢（圖 2）。與0處理相比， 5 cm埋深處理下物種混合分解117d之后的N、P剩余率分別提高了41.57% 和22.82%?？傮w上看， 在5 cm埋深處理下苦草、微齒眼子菜及兩物種混合的N、P釋放受到顯著抑制（P＜0.05）。

表 2 兩種埋深處理下苦草、微齒眼子菜及兩物種混合的分解速率比較Tab. 2 Comparison of the decomposition rates of V. natans， P. maackianus and their mixture in two burial depth treatments

在分解前期， 在0和5 cm 埋深處理下物種混合的N、P剩余率的實測值與期望值無顯著性差異（P＞0.05）， 表現出加和效應。隨著分解進行， 在0處理下的N剩余率實測值顯著低于期望值（P＜0.05），表現出協同效應， 即混合促進了N元素的釋放， P剩余率實測值與期望值無顯著差異， 即混合對P元素的釋放無影響， 但在5 cm處理下的N、P剩余率實測值顯著高于期望值（P＜0.05）， 表現出拮抗效應， 即混合抑制了N、P元素的釋放（圖 3）。

圖 1 兩種埋深處理下苦草、微齒眼子菜和兩物種混合在分解過程中的干重剩余率（%）變化Fig. 1 Changes of dry mass remaining percentage （%） of V. natans， P. maackianus and their mixture during the decomposing process under two burial depth treatments

表 3 兩種埋深處理下苦草和微齒眼子菜混合分解的干重剩余率（實測值和期望值）Tab. 3 Observed and expected values of the dry mass remaining percentage （%） of the mixed V. natans and P. maackianus in decomposition under two burial depth treatments

表 4 兩種埋深處理下苦草和微齒眼子菜混合的分解速率（實測值和期望值）Tab. 4 Observed and expected decomposition rates of the mixture of V. natans and P. maackianus in decomposition under two burial depth treatments

2.4 苦草、微齒眼子菜及其混合分解過程中的微生物呼吸與生物量變化

與0處理相比， 苦草和微齒眼子菜在5 cm處理下的微生物呼吸速率顯著降低（P＜0.05）?？嗖菰?處理下的微生物生物量均高于5 cm處理；微齒眼子菜在兩種處理下的微生物生物量在分解前期無顯著性差異（P＞0.05）， 但5 cm處理下的微生物生物量在分解后期顯著低于0處理（P＜0.05）（圖 4）。

兩物種混合在兩種處理下的微生物呼吸速率在分解前期無顯著性差異（P＞0.05）， 5 cm處理下的微生物呼吸速率在分解后期顯著低于0處理（P＜0.05）（圖 4）。物種混合在5 cm處理下的微生物生物量在分解過程中均低于0處理。除分解中期兩種處理下的生物量差異不顯著（P＞0.05）外， 其余分解階段均存在顯著性差異（P＜0.05）。

圖 2 苦草、微齒眼子菜和兩物種混合分解在兩種埋深處理下的N、P剩余率（%）變化Fig. 2 Changes of nitrogen and phosphorus remaining percentages （%） of V. natans， P. maackianus and their mixture during the decomposing process under two burial depth treatments

3 討論

3.1 泥沙埋深對苦草、微齒眼子菜及兩物種混合分解快慢的影響

有研究發現， 泥沙淤積對河流中沿岸帶植物枯落物、濕地和沼澤植物分解有明顯的抑制作用［9—11，24，25］。在本研究結果中， 與0處理比較， 苦草、微齒眼子菜在5 cm埋深處理下的分解速率顯著降低， 苦草在0和5 cm埋深處理下分別在分解35d、82d后干重剩余率為0， 微齒眼子菜在5 cm處理下分解117d后干重剩余率比0處理下提高了31.09%。這說明泥沙淤積也同樣抑制苦草和微齒眼子菜的分解快慢。

植物的初始質量特征是影響植物分解快慢的因素之一。有研究表明， 初始N含量、C/N比對分解有較大影響， 初始N含量較高、C/N比較低其分解較快［26］；具有較高P含量、較低C/P比的材料其分解也相對較快［27］。苦草較微齒眼子菜具有較高的N、P含量和較低的C/N、C/P比， 苦草在0和5 cm埋深處理下都比微齒眼子菜分解快。這說明苦草和微齒眼子菜的分解快慢也受其初始N、P含量所控制。另外， 有研究表明初始纖維素、半纖維素、木質素、總酚含量與分解快慢呈負相關［15，25，28］?？嗖莸某跏祭w維素、半纖維素、木質素、總酚含量顯著低于微齒眼子菜， 苦草在兩種處理下其分解速率都較微齒眼子菜高。其中， 苦草在埋深0處理下分解速率為0.114/d， 并于35d后分解完成， 在5 cm處理下分解速率為0.031/d， 并于82d后分解完成， 微齒眼子菜在0和5 cm處理下其分解速率分別為0.022/d和0.007/d， 在分解117d后其干重剩余率分別為22.18%和53.27%。這表明苦草和微齒眼子菜分解快慢不但與其初始N、P含量有關， 也受初始纖維素、木質素等含量的影響。

物種混合對分解的影響可表現為非加和效應（即混合提高或降低分解速率和養分的釋放）或表現為加和效應（即混合對分解速率和養分的釋放沒有顯著影響）［17］。有研究表明， 分解對物種混合的響應不但受混合物種各組分質量特征的控制， 而且受分解的環境條件的影響［17］。本研究結果中， 兩物種混合在5 cm處理下的分解速率顯著低于0處理， 分解117d后混合分解的干重剩余率提高了37.44%。這說明泥沙淤積抑制了兩物種混合的分解。通常，在缺氧環境下植物枯落物分解變慢［8，15］， 沉積可通過阻隔空氣的連通性造成缺氧環境而抑制微生物活動， 從而降低枯落物的分解速率［10，11，14，15］。另外，沉積對分解材料所產生的擠壓作用也可能通過減小微生物對分解材料的有效作用面積從而使枯落物的分解速率降低［8］。本研究結果中， 苦草、微齒眼子菜及其混合在5 cm埋深處理下的微生物生物量及呼吸速率均顯著低于0處理， 微生物活動減弱，這很有可能是苦草、微齒眼子菜及其混合的分解速率在5 cm埋深下均顯著降低的原因之一。

圖 3 苦草和微齒眼子菜混合分解在兩種埋深處理下的干重和N、P的實測剩余率（%）和期望剩余率（%）Fig. 3 The values of observed and expected dry mass and N and P remaining percentage （%） of the mixed V. natans and P. maackianus materials during the decomposing process under two burial depth treatments

3.2 苦草、微齒眼子菜及兩物種混合N、P釋放對泥沙埋深的響應

在本研究中， 與0處理相比， 5 cm埋深處理顯著抑制苦草、微齒眼子菜及其混合的N、P釋放?？嗖菰?和5 cm處理下分解35d后的N剩余率分別為0和31.28%、P剩余率分別為0和24.45%， 微齒眼子菜在5 cm處理下分解117d后的N、P剩余率分別提高了19.45%和14.73%， 兩物種混合N、P剩余率分別提高了41.57%和22.82%。這說明泥沙埋深抑制了苦草、微齒眼子菜及其物種混合的N、P釋放。這與已有研究［16，29，30］關于河流中沿岸帶植物枯落物、濕地和沼澤植物等分解的N、P元素釋放受到泥沙淤積抑制的研究結論是一致的。

圖 4 苦草、微齒眼子菜和兩物種混合分解在兩種埋深處理下的微生物呼吸和生物量變化Fig. 4 Changes of microbial respiration and biomass of V. natans， P. maackianus and their mixture during the decomposing process under two burial depth treatments

在0和5 cm埋深處理下， 苦草、微齒眼子菜及其物種混合在分解初期的N、P元素含量均呈現出一個快速下降過程。這可能與分解初期階段的淋溶作用導致植物材料中的可溶性成分迅速釋放有關［25，31，32］。另外， 有研究表明植物在分解過程中其N剩余率的變化與微生物固N有密切聯系， 微生物對N的固定可導致分解材料N含量的升高， 分解材料中N含量越低， 微生物固N趨勢越強， 反之亦然［33］。在本研究中， 苦草在兩種處理下N剩余率在整個分解過程中均呈持續下降趨勢， 這說明苦草N含量較高， 其自身N源能夠滿足微生物活動的需求， 在分解過程中微生物沒有發生對外源N元素的固定。另外苦草P剩余率也呈持續下降趨勢， 這很有可能與在分解過程中微生物的營養需求沒有受到P供給的限制， 或者說沒有發生微生物對P元素的固定有關。與苦草N、P元素的釋放動態相比， 在兩種處理下微齒眼子菜N、P剩余率在分解過程中均呈平緩下降趨勢。微齒眼子菜初始N含量較苦草低， 初始C/N較苦草高， 在分解過程中微生物對外源N很可能產生固定。有研究發現， 當初始C/P＜80時，P元素發生礦化， 當C/P＞80時， P元素將被固定［34］。微齒眼子菜初始C/P比為202.53±2.72， 在分解過程中微生物對P元素發生了固定。另外， 本研究中， 與0處理相比， 5 cm埋深處理下的苦草和微齒眼子草在實驗結束時的N、P剩余率均較高， 微生物生物量也明顯降低， 因此N、P剩余量的積累可能與微生物活動的減弱密切相關。本研究表明苦草和微齒眼子菜在分解過程中N、P剩余率的變化不但與分解材料的初始質量特征有關， 也與微生物對N、P元素的礦化和對外源N、P固定趨勢有密切關系。

本研究表明， 在0處理下混合分解的N元素釋放

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水生植物腐爛分解對水體的營養元素循環有重要影響［24，25］。江漢湖群是我國湖泊密集度最大的淡水湖泊群， 高等水生植物物種多樣性高、分布廣、生物量大， 特別是沉水植物在湖泊沿岸帶的水生植被類型中占據明顯優勢。由于汛期江河來水挾帶大量泥沙入湖， 風浪和湖流經常強烈地翻攪著湖底， 大量底泥被翻起等都會產生泥沙淤積， 這將影響水生植物腐爛分解過程， 也會影響底質營養物動態。本研究初步表明， 泥沙埋深可顯著降低沉水植物苦草、微齒眼子菜及其混合的分解速率和N、P元素釋放動態， 尤其是N、P元素釋放的混合效應對泥沙埋深的響應表現為明顯的拮抗作用， 混合分解的N、P元素積累與微生物活動顯著降低有密切的關系。由于泥沙淤積影響包括淤積類型、淤積強度和行為等作用因素， 很有必進一步開展相關研究， 以期為進一步了解泥沙淤積對水生植物分解的影響提供資料， 并為認識水生植物分解對底質營養物動態的影響提供參考。tion of diverse litter mixtures in streams ［J］. Ecology，2007， 88（1）: 219—227

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DECOMPOSITION OF TWO SUBMERGED MACROPHYTES AND THEIR MIXTURE： EFFECT OF SEDIMENT BURIAL

CAO Dan-Dan， WANG Dong， YANG Xue， GUO Xuan and NIU Hong-Yu
（Key Laboratory for Geographical Process Analysis & Simulation， School of Life Sciences， Central China Normal University， Hubei Province， Wuhan 430079， China）

Decomposition of aquatic macrophytes makes the nutrients stocked in biomass release to the surroundings，and thereby can considerably affect nutrient cycling and energy flow in aquatic ecosystem. In most case， aquatic macrophytes may readily produce a considerable amount of stem and/or leaf fragments due to both natural and anthropogenic disturbances. The detached fragments will be deposited within the sediment. To date， the breakdown of aquatic macrophytes associated with sedimentation remains largely unexplored. Vallisneria natans and Potamogeton maackianus are two dominant submerged plants in shallow lakes of the Yangtze River basin of China. In the field， a substantial amountof the detached plant parts may be produced and deposited separately or coupled with each other at the substrate surface or buried within the sediment， contributing to the formation of an organic slime in the lakeshore areas. To investigate the effect of sediment burial on the decomposition of V. natans， P. maackianus and their mixture， three types of plant materials confined in litterbags were incubated and subjected to 0 cm and 5 cm buried treatments for 117 days. There were 5 g materials used for each species and mixture （2.52.5 of V. natans: P. maackianus， w/w basis） in the litterbags. The decomposition rates， nitrogen and phosphorus content of the remaining materials， and microbial respiration and biomass were measured at days 7， 19， 35， 56， 82 and 117 respectively. Decomposition rates of both V. natans and P. maackianus were significantly and positively correlated with initial N contents （P ＜ 0.05， r = 0.896）， and negatively correlated with C/N ratio （P ＜ 0.05， r = -0.963）. The decomposition rate was the highest for V. natans， the lowest for P. maackianus， and intermediate for their mixture. The decomposition rate and nutrient release of V. natans， P. maackianus and their mixture were greatly reduced in 5 cm burial treatments compared to 0 cm treatments. After 35 days experiment， the dry mass remaining percentage of V. natans was 0 and 43.51% under 0 cm and 5 cm burial treatments， respectively. After 82 days experiment， the dry mass remaining percentage of V. natans was close to 0 in 5 cm burial treatments. Dry mass remaining of P. maackianus and V. natans×P. maackianus was significantly higher in 5 cm burial treatments compared to 0 cm treatments， with an increase of 31.09% and 37.44%， respectively. The nutrient release of V. natans， P. maackianus and their mixture were significantly inhibited when they were buried at 5 cm depth. After 117 days experiment， the N and P remaining percentage of P. maackianus was significantly higher in 5 cm burial treatments compared to 0 treatments， with an increase of 19.45% and 14.73%， respectively. For the mixture， the N and P remaining percentage was higher in 5 cm burial treatments than 0 treatments， with an increase of 41.57% and 22.82%，respectively. After 35 days experiment， the N remaining percentage of V. natans was close to 0 and 31.28%， and P remaining percentage was close to 0 and 24.45% under 0 and 5 cm burial treatments， respectively. For the mixture， the observed mass remaining did not significantly differ from the expected under two treatments， indicating that an additive effect existed for the decomposition rate and the mixing effect was irrelevant to the incubated locations （i.e.， at the surface or buried within the sediment）. In addition， additive effect of N and P release of the mixed material also occurred at the early stage of decomposition. In the subsequent time， the observed N remaining of the mixed material were lower than the expected （P ＜ 0.05） while the observed P remaining did not differ from the expected （P ＞ 0.05） in 0 cm burial treatment， indicating a synergistic effect on N release and an additive effect on P release occurred. In contrast，the observed N and P remaining were higher than the expected in 5 cm burial treatment， indicating antagonistic effects on N and P release occurred. The microbial respiration rate of both V. natans and P. maackianus and the microbial biomass of the mixed material were much lower in 5 cm burial treatments compared to 0 treatments. This implied that limitation of microbial activities to plant materials induced from the sediment burial would greatly reduce the rate of decomposition and nutrient release of aquatic macrophytes. We concluded that sediment burial may lead to a decrease of decomposition rates and nutrient release of both single submerged plants and their mixture， which is closely linked to substantial decline of microbial activities by sedimentation. We further suggested that the observed N and/or P-stimulated increases of the mixed plant material in response to sedimentation would contribute to the changes in nutrient availability in the lakeshore area.

Aquatic macrophytes； Sediment burial； Decomposition rate； Nutrient dynamics； Mixing effects

10.7541/2016.44

Q948.8

A

1000-3207（2016）02-0327-10

2015-05-07；

2015-10-18

國家自然科學基金項目（31270378）； “荊江航道整治工程對水生生物相互關系的影響及其生態效應研究”項目； 國家標本平臺教學標本子平臺（http://mnh.scu.edu.cn/）資助 ［Supported by National Natural Science Foundation of China （31270378）， the project“Impact of Jingjiang River Channel Improvement Project on the aquatic organism interactions and its ecological effects”， and the specimen platform of China， teaching specimens sub-platform， Web， http://mnh.scu.edu.cn/（2005DKA21403-JK）］

曹丹丹（1989—）， 女， 河南信陽人， 碩士研究生； 研究方向為濕地生態學。E-mail: 1224789140@qq.com

王東， E-mail: dongwang.cn@gmail.com