五种沉水植物对富营养化水体的净化效果

为达到净化水质的目的,采用移栽沉水植物控制富营养化水体中营养盐含量和浮游藻类生物量。本研究在夏季藻类密度较高的富营养化水体中移栽5种长江中下游流域常见沉水植物,比较不同沉水植物去除营养盐和控制藻类总量的能力。研究结果:5种沉水植物对水体总氮含量去除率的大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>苦草>微齿眼子菜>菹草,对总磷去除率大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>微齿眼子菜>苦草>菹草;竹叶眼子菜控制水体中藻类总量的效果最佳,苦草、微齿眼子菜及菹草次之,黑藻对水体总磷和浮游植物的去除效果均极显著(p≤0.01),而对总氮含量的作用影响不明显(p=0.209)。综合营养盐吸收作用和藻类控制效果来看,竹叶眼子菜在整个实验过程中生长状态良好并达到较为稳定的净化作用,是夏季治理浅型富营养化静水水体的理想物种之一。     

六种沉水植物的克隆生长特征

为构建种群动态模型以指导沉水植被修复工程实践, 研究采用同质园实验方法对6种常见沉水植物(竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)、眼子菜(P. distinctus)、光叶眼子菜(P. lucens)、穿叶眼子菜(P. perfoliatus)、扭叶眼子菜(P. intortifolius)和苦草(Vallisneria natans)的克隆生长模式进行了连续观测研究, 获取了分株形成速率、空间扩张速率、株高增加速率等种群扩张动态参数,及分株数、间隔子长度、分株高度等克隆构件特征参数。结果表明, 6种沉水植物的分株数从28d开始增长, 其中苦草的分株形成速率最高, 平均为1.09株/d, 分株形成最大速率出现在55d之后; 穿叶眼子菜和扭叶眼子菜的分株形成速率低于苦草, 但是高于竹叶眼子菜、眼子菜和光叶眼子菜, 最大速率出现在41d之后。虽然苦草的分株最多, 但是分株的株高最低, 其株高增长速率均值为0.2 cm/d。眼子菜属物种中竹叶眼子菜和眼子菜株高增长速率最高, 光叶眼子菜的株高增长速率和分株形成速率都最低。克隆系占据面积随时间的扩张速率为穿叶眼子菜(113.22 cm2/d)>扭叶眼子菜(71.70 cm2/d)>苦草(35.48 cm2/d)>竹叶眼子菜(12.09 cm2/d)>眼子菜(3.07 cm2/d)>光叶眼子菜(0.53 cm2/d)。此外, 研究还发现眼子菜属植物普遍表现出匍匐茎上“节”的形成, 而苦草则不具备这种特性, 匍匐茎“节”的形成及随之形成的不定根在眼子菜属植物空间扩张过程中具有重要的生态功能, 并在种群构建方面与苦草等其他物种发生分异。基于眼子菜属植物匍匐茎上的“节”可以形成跳跃性的分株, 在种群面积扩张方面更具优势; 而苦草形成分株的数量更多、速度更快, 在提高种群密度保障种群稳定方面更有优势。     

江西省河流水生植被

江西省地处长江中下游交接处的南岸,境内有大小河流2400多条,总长约18400km。江西河流水生植被的组成植物隶属27科,36属,共61种,且可划分为14个主要群落类型,其中以苦草、黑藻、竹叶眼子菜、(艽木)和菹草、微齿眼子菜、金鱼藻等沉水植物群落分布较广,面积较大;而适应流水和水深变化能力较差的挺水、浮叶及漂浮植物仅零星分布在河流边岸、河湾水潭边缘或河滩低洼处等。     

温度对五种沉水植物生长和营养去除效果的影响

研究温度对黑藻(Hydrilla verticillata)、伊乐藻(Elodea canadensis)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、苦草(Vallisneria spiralis)和竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)在霍格兰氏水培条件下的生长和营养去除效果的影响。结果表明 : 温度对五种沉水植物的生长有显著影响。除苦草的最适生长温度为 30 ℃外, 其余四种植物的最适生长温度为 20 ℃。五种植物的生长速度有显著性差异, 以伊乐藻、竹叶眼子菜、黑藻生长较快。对 TP 和 CODCr 的去除率随温度的升高而升高, 对 NH4-N的去除率除竹叶眼子菜外, 呈单峰曲线, 去除率最适温度为 25 ℃。五种沉水植物对 TP 的去除率通常差异不显著; 竹叶眼子菜对 NH4-N 去除率显著低于其他植物(p<0.05), 而对 CODCr 的去除率显著高于其他植物(p<0.05)。     

5种沉水植物无性繁殖和定居能力的比较研究

 竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、苦草(Vallisneria spiralis)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、黑藻(Hydrilla verticillata)是长江中下游湖泊主要的沉水植物。在栽培条件下,它们的无性繁殖速率(单位时间内新增个体数)大小顺序为黑藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>苦草>穗花狐尾藻。同时采用抛掷实验的方法观察研究了这5种沉水植物及其无性繁殖体的存活和生根情况;完整植株存活率为黑藻>穗花狐尾藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>苦草,无性繁殖体部分存活率为黑藻>苦草>穗花狐尾藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜。生根能力和其存活时间长短相关,而且生根能力与存活率大小基本一致。在实验中,只有穗花狐尾藻的断枝存活率和生根能力存在差异,故无性繁殖体生根能力为黑藻>苦草>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>穗花狐尾藻。     

洱海底泥特性对七种沉水植物生长的影响

为研究洱海底泥特性对沉水植物生长的影响,采用不同比例洱海底泥与湖岸土壤掺混形成五种基质,并分别移栽苦草、黑藻、微齿眼子菜、马来眼子菜、光叶眼子菜、穿叶眼子菜和狐尾藻,进行为期70d的室外生长实验,结果表明不同基质对几种植物的影响具种间差异。（1）在基质为50%深层底泥+50%湖岸土壤（碳、氮、磷含量分别为31.59、0.334和0.095 mg/g）时,苦草、马来眼子菜和光叶眼子菜的株高最大;基质为100%深层底泥（碳、氮、磷含量分别为37.88、0.803和0.149 mg/g）时,黑藻、微齿眼子菜、穿叶眼子菜和狐尾藻的株高最大;（2）基质为100%深层底泥时,苦草、黑藻、微齿眼子菜、马来眼子菜和光叶眼子菜生物量增加最多且相对生长速率最大;基质为100%浅层底泥（碳、氮、磷含量分别为77.37、5.691和0.136 mg/g）时,穿叶眼子菜生物量增加最多,相对生长速率最大;狐尾藻在基质为50%浅层底泥+50%深层底泥（碳、氮、磷含量分别为49.27、2.005和0.131 mg/g）时生物量增加最多,相对生长速率最大;（3）基质为100%湖岸土壤（碳、氮、磷含量分别为22.06、0.327和0.231 mg/g）时,7种沉水植物均生长缓慢,生物量增加较少。综上所述,中营养底泥（碳、氮、磷含量分别为31.59-49.27、0.334-2.005和0.095-0.131 mg/g）更适合沉水植物生长,底泥中过高或过低营养都不利于沉水植物生长。     

微齿眼子菜瘦果萌发特性的初步研究

微齿眼子菜(Potamogetonmaackianus A.Benn)是眼子菜科一种多年生的沉水植物1,是长江中下游草型湖泊的优势种和常见种,在水体生态系统及渔业活动中有重要作用2.       

鄱阳湖苦草及马来眼子菜PSⅡ荧光参数对水深变化的光响应

以典型沉水植物苦草和马来眼子菜为材料,利用水下饱和脉冲调制叶绿素荧光仪研究不同水深(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 m)对两种植物叶片最小荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化光效率(Fv/Fm)、有效量子产量[Y(Ⅱ)]、光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(qN)、非调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]等荧光参数的影响。结果表明:水深1.5～2.0 m处苦草生物量最大,而1.0～1.5 m处马来眼子菜的最大;两种植物的Fo均先降低后升高,而荧光参数[(Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、Y(Ⅱ)、qP]均先升高后降低; 2.0m处苦草的Fv/Fm、Fv/Fo最大,1.5 m处马来眼子菜的最大;相同水深下,马来眼子菜的qN比苦草低,与qP变化趋势相反;苦草的Y(Ⅱ)最大值出现在水深1.5～2.0 m内,马来眼子菜的Y(Ⅱ)最大值出现在1.5 m处;两者的Y(NO)随水深变化均表现出显著差异,过高或过低水深均抑制植物生长;相对光合电子传递速率(ETR)在不同水深处理间均差异显著,苦草的最大ETR比马来眼子菜小,说明其有较强的耐弱光能力。综上所述,在水深1.5～2.0 m苦草光合能力最强,最适宜生长;水深1.0～1.5 m最适宜马来眼子菜生长。     

水体无机碳条件对常见沉水植物生长和生理的影响

为了解水华引起的水体无机碳变化对沉水植物生长的影响,对8种沉水植物:金鱼藻、穗花狐尾藻、篦齿眼子菜、光叶眼子菜、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草和黑藻在不同无机碳浓度下的生物量、株高、叶绿素以及光合和呼吸速率进行了比较研究.结果表明8种沉水植物均能利用HCO3-作为光合无机碳源,在1.5 mmoL/L外源HCO3-浓度下能促进金鱼藻、菹草和伊乐藻的生长,提高其光合速率;在2.5 mmol/L外源HCO3-浓度下能促进狐尾藻、光叶眼子菜、黑藻、微齿眼子菜和蓖齿眼子菜的生长,提高其光合速率.在CO32-为优势碳源时,8种沉水植物表现出不同的适应性,发现微齿眼子菜、篦齿眼子菜和黑藻在整个实验范围内生长未受抑制,且在不同浓度下表现生长和光合速率的促进,说明这三种沉水植物对[HCO3-]/[CO32-]比值和pH具有较广适应范围.而当CO32-成为优势碳源时,金鱼藻和伊乐藻的生长受到抑制,狐尾藻、菹草和光叶眼子菜均死亡,表明[HCO3-]/[CO32-]比值和pH是这5种沉水植物生长的重要限制因子.     

春季不同程度低水位对四种沉水植物生理的影响

为了解不同沉水植物对春季低水位的生理响应, 在2014年春季开展为期3个月的控制实验, 研究不同程度的春季低水位, 包括极低水位(水深18 cm)、较低水位(36 cm)和低水位(54 cm)对3种乡土沉水植物微齿眼子菜、穗花狐尾藻和菹草的最大光化学量子产量(Fv/Fm)、总叶绿素含量和可溶性糖含量的影响, 并与外来种伊乐藻作对比。结果显示, 随着水位的降低, 微齿眼子菜、菹草和伊乐藻Fv/Fm显著升高, 而穗花狐尾藻的Fv/Fm无显著变化; 在3种水位下伊乐藻的Fv/Fm都明显高于其他3种植物。微齿眼子菜和菹草总叶绿素含量也随着水位降低有升高趋势, 而穗花狐尾藻和伊乐藻的总叶绿素含量随水位没有显著变化。所有水位下微齿眼子菜总叶绿素含量最高, 穗花狐尾藻最低, 菹草只在低水位下显著低于伊乐藻。微齿眼子菜、菹草和伊乐藻的可溶性糖含量随着水位的降低而下降, 穗花狐尾藻的可溶性糖含量随着水位的降低有升高趋势。在低水位和较低水位下穗花狐尾藻和菹草的可溶性糖含量分别是所有植物中的最小和最大, 但在极低水位下4种沉水植物的可溶性糖含量无明显差异。以上结果表明, 春季极低水位对微齿眼子菜、伊乐藻和菹草不产生胁迫,但对穗花狐尾藻产生了胁迫; 伊乐藻潜在光合能力强于乡土种, 在春季浅水区具备较强的入侵性。     

沉水植物分布格局对湖泊水环境N、P因子影响

利用实地调查数据模拟保安湖沉水植物分布及水环境生态因子场。应用GIS空间分析功能 ,分别空间选取四种优势沉水植物 (金鱼藻CeratophyllumdemersumL .,穗状狐尾藻MyriophyllumspicatumL .,微齿眼子菜PotamogetonmaackianusA .Benn .,及苦草VallisneriaspiralisL .)的分布水域及无沉水植物分布水域的局部生态因子场。根据得到的局部因子场特征 ,比较分析不同水生植物分布格局对水环境中N、P因子的影响。结果显示四种沉水植物的分布对水环境中N、P因子均有显著影响 ,但效果和强度有所差异。四种植物各自分布水域内的N、P因子的平均浓度分别为 ,总氮 (TN) :穗状狐尾藻 (0 .774mg·L- 1 ) >苦草 (0 .71 4mg·L- 1 ) >金鱼藻 (0 .70 1mg·L- 1 ) >微齿眼子菜(0 .695mg·L- 1 ) ;总磷 (TP)平均含量 :穗状狐尾藻 (0 .1 2 3mg·L- 1 ) >微齿眼子菜 (0 .1 1 8mg·L- 1 ) >金鱼藻 (0 .1 0 7mg·L- 1 ) >苦草 (0 .0 79mg·L- 1 )。结果同时表明金鱼藻、微齿眼子菜和苦草对水中TN含量无显著影响 ,而穗状狐尾藻则明显可以提高水中TN水平。四种沉水植物均能有效吸收水中的P ,从而降低水中的TP含量。综合比较发现 ,穗状狐尾藻分布可以加重水体的营养程度     

洪湖5种优势沉水植物光合荧光特性比较研究

利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING-PAM),原位观测洪湖5种优势沉水植物——苦草[Vallisneria natans(Lour.)Hara]、黑藻[Hydrilla verticillata(L.f.)Royle]、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum L.)、菹草(Potamogeton crispus L.)和马来眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)的量子产量及快速光曲线。结果显示:5种沉水植物苦草、黑藻、狐尾藻、菹草和马来眼子菜最大量子产量(Fv/Fm)分别为0.603、0.723、0.751、0.778和0.646。各物种的开放PSⅡ反应中心原初光能捕获效率(Fv′/Fm′)的大小依次为菹草狐尾藻黑藻马来眼子菜苦草,且除黑藻与狐尾藻间差异不显著外,其他物种间差异均显著;各物种光能利用能力(α)的大小依次为菹草黑藻狐尾藻马来眼子菜苦草,且除黑藻与狐尾藻间差异不显著外,其他物种间差异均显著;各物种无光抑制的最大潜在相对电子传递速率(rETRm)的大小依次为菹草狐尾藻黑藻马来眼子菜苦草,且各物种间差异显著;半饱和光强(Ek)的大小依次为狐尾藻菹草黑藻苦草马来眼子菜,且除狐尾藻与菹草间差异不显著外,其他物种间差异均显著。研究表明:洪湖5种优势沉水植物中,菹草和狐尾藻较耐强光,光合速率较高,而苦草则有较强的耐弱光能力。     

保安湖沉水植物分布的GIS模拟

以GPS为辅助,在保安湖主体湖和桥墩湖进行沉水植物调查。将野外调查数据构建GIS数据库,基于GIS软件平台,运用Kringing插值法对保安湖沉水植物分布进行模拟。模拟结果清楚地显示出调查时保安湖沉水植物及4优势种(金鱼藻Ceratophyllum demersum L.、穗状狐尾藻Myriophyllum spicatum L.、微齿眼子菜Potamogeton maackianus A．Benn．及苦草Vallisneria spiralis L．)分别在湖中的分布情况。统计后结果表明沉水植物覆盖面积占全湖面积的92．9％,总生物量(湿重)为143682．4t。比较历史数据,发现湖中水生植被组成特征已由微齿眼子菜绝对优势转变为4种植物的共同优势。     

不同基质对四种沉水植物生长的影响

通过模拟试验,研究了太湖五里湖主要3种基质类型(沙石、生土、湖泥)对4种沉水植物(苦草、马来眼子菜、金鱼藻、轮叶黑藻)生长的影响. 结果表明,生长于沙石、生土、湖泥上的苦草和马来眼子菜平均生物量分别为72.37、126.25、134.10 g和40.0、72.10、90.70 g,而金鱼藻和轮叶黑藻平均生物量分别为0.27、6.58、73.64 g和0.17、3.26、84.42 g,说明湖泥较适合这四种沉水植物生长. 苦草和马来眼子菜对相对贫瘠的生土有较强的适应性,而金鱼藻和轮叶黑藻不适宜在生土中生长. 生长在沙石上的4种沉水植物的生物量和株高最低,其中金鱼藻和轮叶黑藻于试验期间死亡.苦草的根系活力(TTC)低于马来眼子菜,生长在沙石、生土、湖泥中苦草的根系活力分别为0、(0.16±0.05) mg·g^-1·h^-1和(0.36±0.33) mg·g^-1·h^-1,而马来眼子菜则分别为(2.68±0.34) mg·g^-1·h^-1、(2.30±0.77) mg·g^-1·h^-1、(5.24±0.67) mg·g^-1·h^-1. 叶绿素、质膜透性和丙二醛(MDA)的测定结果进一步证明了以上结论.此外,苦草、马来眼子菜和轮叶黑藻对基质有较强的沁氧能力,其大小顺序为苦草＞马来眼子菜＞轮叶黑藻.     

洱海沉水植物的光合特性与分布水深的关系

为研究沉水植物光合特性与其分布水深的关系,选取黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans)、水蕴草(Egeria densa)、大茨藻(Najas marina)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、光叶眼子菜(Potamogeton lucens)和穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)等15种洱海常见沉水植物,测定其光合作用参数。结果表明:光合速率为2.8—18.1μmol O₂/(g DW·h)、暗呼吸速率为0.3—2.0μmol O₂/(g DW·h)、光补偿点为6.3—63.8μE/(m²·s)、光饱和点为55.6—441.5μE/(m²·s),不同沉水植物间光合作用参数存在显著差异。结合洱海全湖沉水植物分布水深调查结果,沉水植物的光补偿点和光饱和点与分布水深呈显著负相关;苦草与其他物种比较具有更低的光补偿点6.3μE/(m²·s)、光饱和点55.6μE/(m^2...     

沉水植物稳定碳同位素组成及影响因素分析

青康公路沿线一些河流和湖泊中同种沉水植物－－龙须眼子菜（Potamogeton pectinatus）的稳定碳同位组成（δ^13C）变化在－10.92‰-22.07‰之间,这些龙须眼子菜的δ^13C值大小为盐水湖＞淡水湖＞河流。根据沉水植物的碳同位素分馏模式,对影响龙须眼子菜碳同位素组成的环境因素进行了探讨。结果表明,龙须眼子菜的碳同位素组成受水体环境因素影响。     

洱海三种生活型水生植物叶片中碳、氮与总酚含量的比较研究

植物体内的C、N和总酚是影响其被牧食和凋落物降解的重要因素,从而影响C和N在食物链的传递和生物地化循环。本研究测定了云南洱海3种生活型（挺水、沉水和浮叶）26种水生植物叶片中C、N和总酚含量以及C/N比率,并分析了它们与总酚的关系。结果表明:挺水植物叶片的C、N和总酚平均含量为448.08、39.30和24.70 mg/g,浮叶植物叶片的C、N和总酚平均含量为433.32、35.16和28.05 mg/g,沉水植物叶片的C、N和总酚平均含量为378.36、27.31和10.28 mg/g;总体上看,植物叶片C和N含量:挺水植物 浮叶植物 沉水植物;挺水和浮叶植物叶片的总酚含量差异不显著,且均远高于沉水植物叶片的总酚含量;26种植物叶片中C和N与总酚含量均呈显著正相关。在富营养化条件下,3种生活型植物所处生境的光照和CO2供给均差异显著,会对这些植物叶片的C、N和总酚含量有一定影响,此外由于应对生境中的胁迫（草食性昆虫、病原体及紫外线辐射等）压力以及自身的生长策略的不同也可能导致C、N和酚在三者中形成差异;通过对13种沉水植物叶片总酚含量比较,推测光叶眼子菜和微齿眼子菜较为适合作为洱海耐牧食恢复先锋物种;N与总酚正相关的关系可能在富营养化进程中加速湖泊沼泽化。     

湖北省泽泻科、水鳖科、眼子菜科及茨藻科植物花粉形态研究

本文利用光镜及扫描电镜对湖北省泽泻科、水鳖科、眼子菜科及茨藻科11属29种1变种1变型植物(另加采于湛江的软骨草)的花粉形态进行了研究,发现泽泻科植物花粉具多个圆形萌发孔,外壁表面为小刺状纹饰;茨藻科植物花粉具远极单槽,表面为绉波状纹饰;眼子菜科及本文研究的水鳖科植物花粉均无萌发孔,分别具网状和小刺状饰纹饰。1.茨藻科植物花粉最原始,泽泻科花粉较进化,眼子菜科花粉较水鳖科花粉进化;2.泽泻属与泽苔草属花粉较慈姑属花粉原始;3.鞘叶眼子菜亚屈花粉较眼子菜亚属的花粉处于更高演化阶段;4.多孔茨藻花粉在该科中最原始。本文工作尚对易变形水生植物花粉形态研究方法进行了尝试。     

光照、温度和氮对竹叶眼子菜生长的影响

实验选择长江中下游常见沉水植物竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus Mig.),利用正交试验设计,通过室内静态模拟实验研究3种主要环境因子光照强度、温度、总氮浓度及其互作对竹叶眼子菜分苗生长的影响。结果表明:光照强度和温度为影响竹叶眼子菜生长的主效环境因子,且它们的交互作用对竹叶眼子菜生长有较为显著的影响;在2～8mg·L^-1的总氮浓度下,竹叶眼子菜均可以正常生长。观察结果可知,竹叶眼子菜在5320～12000lx光照强度、30℃、4～8mg·L^-1水体总氮浓度的条件下生长良好,竹叶眼子菜生长虽然对光照强度的要求较高,但其叶往往集中在水体表面形成冠层,能在透明度较低的水体中生长,加上对高温及高营养盐的耐受性较好,故推测竹叶眼子菜可作为夏季富营养化水体中恢复和重建沉水植被的先锋工具种。     

太湖中2种大型沉水被子植物适应低光能力的比较

测定不同光强下太湖沉水植物苦草和马来眼子菜的光合参数以及比较两者低光适应能力差异的结果表明：在5％自然光和100％自然光下,马来眼子菜的光合效率和电子传递速率（ETR）均下降,而苦草在大于70％自然光下开始急剧下降,叶中丙二醛（MDA）含量和膜透性变化趋势与此相反;两者最大非光化学猝灭（qNmax）随光强增大而升高,而苦草在自然光下却下降。苦草的叶绿素a／b（chla／b）值随光强的下降而减小,而马来眼子菜的却无明显变化,但后者类胡萝卜素／叶绿素a（car／chla）的值随光强增加而显著增大。这表明苦草适应低光的能力更强,与两者在白然水体中的空间分布一致。