摘要
在大型水生植物根际中，氧（O2）的泄漏是一种适应缺氧环境的策略，对湖泊生态修复具有重要意义。本研究采用了荧光平面光电极技术，以亚毫米级精度研究了不同环境条件下螺旋水草根际中溶解氧的二维分布情况。在根际中，好氧微环境的空间异质性较为常见。根系的径向氧损失速率呈现如下顺序：主根（20.6 ± 5.1–49.6 ± 9.5 nmol m?2 s?1，n = 7）>侧根（14.1 ± 4.1–36.6 ± 8.3 nmol m?2 s?1，n = 7）>根尖（13.1 ± 4.6–28.8 ± 6.4 nmol m?2 s?1，n = 7）。穿过各类根系的测线上的氧浓度最大值也遵循上述顺序。以某根典型根系为例，(1)由于根表面释放的氧以及根际沉积物对氧的消耗，氧浓度从根中心的131.2 ± 2.4–147.4 ± 3.7 μmol L?1降至根际边缘的47.2 ± 1.4–75.9 ± 2.2 μmol L?1；(2)距离地上部分越远的根尖，其氧浓度越低。光照/黑暗状态以及上层水中的氧浓度会影响叶片的光合作用，同时通过通气组织影响水中氧向根部的输送。在不同条件下，根际沉积物中的含氧区域比例、径向氧损失速率及氧浓度呈现以下顺序：高光照/高氧浓度 > 黑暗/高氧浓度 > 高光照/低氧浓度 > 黑暗/低氧浓度。与光照相比，水中氧浓度对螺旋水草径向氧损失的影响更为显著。根部储存的氧，尤其是来自上层水的氧扩散，能够在黑暗环境下光合作用停止时补充根际的氧不足。这项研究有助于深入理解不同根系部位中的氧动态、光合作用、上层水中的氧浓度以及通过植物通气组织向根际输送氧之间的复杂相互作用。
