梁子湖优势沉水植物冬季种子库的初步研究

初步研究了梁子湖6种优势沉水植物如黄丝草、金鱼藻、菹草、黑藻、苦草和穗状狐尾藻等在冬季的广义种子库（种子、芽苞、断枝等）,包括它们的繁殖特性、种子在小、结构及萌发时的衰减曲线等问题,主要结果为：（1）在梁子湖不同区域内,种子库大小不相同,满江湖、前江大湖、中湖和管理局网围内种子库分别为714.4粒／m^2、107.5粒／m^2、331.9粒／m^2和159.3粒／m^2。种子库的大小受到现实的种群数量、投鱼强度、人类干扰等因素的影响。（2）黄丝草、金鱼藻、菹草种九的种子库占有明显优势,全湖平均分别为198.8粒／m^2、91.7粒／m^2和21.4粒／m^2。（3）每一种植物种群广义种子库的构成和比例具有差异,金鱼藻、菹草、苦草、黑藻四种植物种子库中,无性繁殖体占有主要的地位;黄丝草、穗状狐尾藻两种植物种子库中,种子占有很大的比例,上述六种植物均可用种子和无性繁殖体来产生幼苗,补充到肿群中去。（4）种子库一般存在冬季休眠（菹草为夏眠）,春季种子库萌发,尤其在3月和4月是种子库萌发的高峰期。     

不同光照强度下物种组合对沉水植物苦草种间关系的影响

为了解种间关系对沉水植物群落结构的影响，在不同光照(20%自然光和50%自然光)和不同物种组合下，研究了长江中下游常见优势沉水植物苦草(Vallisneria natans)与黑藻(Hydrilla verticillata)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的相互作用。结果表明，在低光下，苦草与穗状狐尾藻混种时，苦草生物量、株高和叶数均没有明显变化，当穗状狐尾藻的比例较高时，苦草根长生长受到抑制，根叶比呈下降趋势；在高光下，穗状狐尾藻比例的增加会促进苦草单株生物量和叶生物量的增加，而对苦草株高、根长和叶数无显著影响；与黑藻混种相比，苦草与穗状狐尾藻混种时，苦草的株高、根长和叶数均无显著差异，而苦草的单株生物量和叶生物量均呈降低趋势。因此，物种组合和混种比例均会影响苦草与其他物种的相互作用关系，进而影响沉水植被的群落动态。     

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     

常熟新建水源地湖泊轮叶黑藻和穗状狐尾藻的生长差异及对水环境的影响

为了探明沉水植物群落构建对新建水源地湖泊水环境的作用效果,于2019年5—11月在常熟新建应急水源地湖泊比较研究了轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)两种沉水植物在人工栽种条件下的生长及对水质和叶绿素a(Chl.a)的影响。结果表明:两种沉水植物在试验湖泊均可正常生长,二者的生物量在5月至9月均呈上升趋势,但轮叶黑藻在5—7月处于快速生长期,而穗状狐尾藻在7—9月处于快速生长期;轮叶黑藻的衰亡期较穗状狐尾藻早,且衰亡过程持续时间短, 11月轮叶黑藻完全衰亡,而穗状狐尾藻仍处于衰亡中期。两种沉水植物在生长期均可有效降低水体Chl.a浓度,对藻类生长起到抑制作用,但是在衰亡期会造成水体营养水平上升, Chl.a浓度升高。由总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、Chl.a、溶解氧(DO)和透明度(SD)计算综合隶属函数值表明在两种沉水植物生长的高峰期,沉水植物组的水质状况优于对照组,衰亡期水质趋于恶化。Pearson相关分析表明轮叶黑藻生物量与Chl.a存在显著负相关关系,轮叶...     

3种沉水植物去除水体中氮磷能力研究

研究了3种沉水植物对不同质量浓度富营养化水体的净化能力,结果表明,轮叶黑藻、金鱼藻和狐尾藻对水体中的氮、磷都有很好的净化效果,对总氮去除能力从大到小依次为轮叶黑藻>金鱼藻>狐尾藻,对总磷去除能力从大到小依次为轮叶黑藻>狐尾藻>金鱼藻。实验表明,沉水植物是富营养化水体水生态系统重建的关键,在水体生态修复中,轮叶黑藻是一种很好的水体净化沉水植物。     

云南抚仙湖沉水植物分布及群落结构特征

2005年6～7月对抚仙湖沉水植物进行了调查。共采集到沉水植物12种。沉水植物在抚仙湖沿岸浅水区均有不同程度的分布,主要分布在北岸、南岸、河口以及湖湾。分布区内平均水深4．27m,平均透明度2．96m。优势种为黑藻、穗状狐尾藻、篦齿眼子菜、金鱼藻和苦草,其优势度分别为59．08％、54．47％、54．26％、48．71％和48．30％,占群落总优势度的65．19％。根据优势种及组成特征,可将沉水植物群落分为11个类型。全湖沉水植物分布区面积318．8hm^2,资源量19502．79t,平均生物量6118g/m^2。2005年与1980年前后和2003年的调查结果相比,抚仙湖沉水植物、生物量和分布范围显著增加。     

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。     

不同基质中水鳖对共存的穗花狐尾藻和金鱼藻的影响

研究设置了营养水平不同的3种基质，在有或无浮水植物水鳖共存的情况下，混合种植营养吸收方式不同的两种沉水植物（仅从水中吸收营养的金鱼藻和从水和基质都能吸收营养的穗花狐尾藻），探讨在不同的基质中浮水植物对沉水植物的影响。结果显示:实验中水鳖的存在均未对共存的两种沉水植物的生长产生抑制作用。当水鳖覆盖水面时，与无根的金鱼藻竞争光照和水体营养，促使其增加分枝数和茎长，并增加叶生物量的分配，最终导致水鳖的共存促进了金鱼藻的生物量积累。但与金鱼藻不同，有根的穗花狐尾藻可通过基质吸收营养，与共存的水鳖之间只存在光照竞争，使穗花狐尾藻仅以改变植株形态来适应浮水植物的表层覆盖，生物量积累并未发生显著变化。与沙处理相比，水鳖在营养水平较高的泥处理和泥沙混合处理中生长更旺盛，基质没有显著影响沉水植物的生物量和分株数。因此，在退化湿地生态系统中恢复水生植物时，为了提高群落的物种多样性，可以将沉水植物与少量的浮水植物组合配置，少量的浮水植物不会对沉水植物的生长带来负面影响。     

修复白洋淀镉污染水体的沉水植物筛选试验

为了筛选出适宜修复白洋淀镉(Cd)污染水体的沉水植物,该研究通过室内模拟试验,分析了四种沉水植物黑藻、狐尾藻、金鱼藻和菹草对Cd的耐受性及对底泥Cd的富集和迁移能力。结果表明:(1)通过毒性测试研究,Cd对黑藻、狐尾藻、金鱼藻及菹草的4 d-EC₅₀(半数抑制浓度)分别为0.51、0.81、0.03、0.12 mg·L^-1,狐尾藻对Cd的耐性最强,黑藻次之,金鱼藻对Cd的耐性最低; 四种沉水植物对Cd的最大富集量分别为27.89、15.28、22.54、32.74 g·kg^-1,菹草对Cd的富集能力最强,黑藻次之,狐尾藻对Cd的富集能力最低。(2)通过Cd污染底泥修复研究,黑藻、狐尾藻和菹草体内Cd富集量整体表现为根>叶片和茎(P<0.05); 地上部、根对Cd的富集能力分别表现为黑藻>菹草>狐尾藻,菹草>黑藻>狐尾藻; 三种沉水植物对Cd的迁移能力则表现为黑藻>狐尾藻>菹草。总之,黑藻对底泥中Cd富集和迁移能力均较强,且耐性较高,是最适合修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物。     

沉水植物化感作用对西湖湿地浮游植物群落的影响

通过微宇宙实验,在控制光照和营养盐浓度的条件下分别研究了苦草(Vallisneria spiralis)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的化感作用对采集于杭州西湖湖西湿地的藻类密度、叶绿素a浓度、群落结构、多样性指数等的影响。其结果表明,3种沉水植物对微宇宙系统中的藻类都具有明显影响,藻类密度与叶绿素a浓度受到显著抑制,3个草-藻研究系统中藻类群落结构都发生了变化。在实验末期苦草组、金鱼藻组和穗花狐尾藻组中藻类总生物量(以细胞密度计)分别较初始值降低了37.06%、78.37%和83.40%。栅藻对3种沉水植物的化感作用敏感性较弱。藻类生物多样性方面,穗花狐尾藻系统中最高,其次是金鱼藻组,最后是苦草组,其Shannon-Wiener指数(H)分别为2.76、2.06和0.72,穗花狐尾藻组中H的显著高于苦草组(P0.05)。     

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.     

洪湖主要沉水植物群落的定量分析：Ⅳ.穗花狐尾藻＋微齿眼子菜＋金鱼 …

穗花狐尾藻＋微齿眼子菜＋金鱼或群共产党员 是洪湖沉水植被的一种重要群落类型,种类组成比较复杂,受干扰程度相对较低,各组成种类数量特征的变化基本上反映了各自的生活史特征。不同季节穗花狐尾藻、金鱼藻和微齿眼子菜的优势地位转换构成了该群落的重要特征。群落的生物量峰值在夏季出现,约为９４０ｇｍ＾－１（干重）。群落水平结构比较均一,垂直结构主要取决于优势种生物量的空间分务聚分布是各组成种的主要分布方式。分析     

洪湖主要沉水植物群落的定量分析Ⅲ.金鱼藻+菹草+穗花狐尾藻群落

金鱼藻＋菹草＋穗花狐尾藻群落是洪湖生物量最大的沉水植被类型,在不同的地段存在较大的变化,种类组成复杂,金鱼藻和菹草在不同有季节交替成为群落的优势种。水流是影响不同种群水平分布的主要因素。从水面到水底,植被郁闭度逐步降低。各种对之间不存在显著的联结关系,水流作用及各有关种营养繁殖体的散布方式使得某些种对的生物量分布在一定时期出现显著的相关关系。     

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。     

蜡质标本制作与保存对沉水植物稳定同位素的影响

实验通过模拟传统方法制作和保存蜡质标本, 旨在探究制作和保存的不同阶段对3种沉水植物碳、氮稳定同位素值的影响。结果表明, 制作和保存标本的过程均会对沉水植物的碳、氮稳定同位素值产生影响。植物标本压制的过程显著降低了沉水植物平均碳稳定同位素值, 其中马来眼子菜下降了1.78‰, 穗花狐尾藻下降了0.98‰, 金鱼藻下降了0.72‰。在压制过程中氮稳定同位素值只有金鱼藻显著下降了1.1‰。沉水植物标本制作的浸泡过程使穗花狐尾藻和马来眼子菜的碳稳定同位素值分别出现了1.00‰和0.52‰的上升, 金鱼藻的碳稳定同位素值增长小于0.08‰, 氮稳定同位素值没有显著变化。沉水植物对标本制作和保存的过程响应存在种间差异。在制作和保存过程中对植物碳稳定同位素产生的影响大于氮稳定同位素值。因此建议, 如果所研究对象的稳定同位素生态学差异小于3‰, 蜡质标本的样品需要进行实验校准, 不然会对结果产生影响。     

洪湖主要沉水植物群落的定量分析：Ⅱ.微齿眼子菜＋穗花狐尾藻＋轮藻群落

微齿眼子菜＋穗花狐尾藻＋轮藻群落是洪湖的一个特殊沉水植物群落类型,其形成和维持与圈养活动及特殊的环境条件密切相关,该群落种类组成简单,组成种分布均一,一秋季峰值为２５１ｇｍ＾－１（干重）,季节最大生物量为春季３１２ｇｍ＾－１（干重）。策齿子菜在生物量为秋季１５２ｇｍ＾－１（干重）,穗花狐尾藻季节最大生物量为冬季４５ｇｍ＾－１（干重）,轮藻季节最大生物量为春季１７８ｇｍ＾－１（干重）。群落水平结果     

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。     

不同初始螺类密度对沉水植物刺苦草Vallisneria spinulosa Yan及其附着藻类的影响

大型水生植物及其附着藻类是浅水湖泊中的重要初级生产者。淡水螺类作为重要的初级消费者，其密度对沉水植物及其附着藻类的影响存在争议。本研究设置4种初始螺类密度（0、40、80、240 ind·m^-2），研究淡水螺类（椭圆萝卜螺Radix swinhoei H.Adams）对刺苦草（Vallisneria spinulosa Yan）及其附着藻类的直接牧食作用和螺类种群的变化。结果显示，在添加螺处理中，刺苦草和人工基质表面附着藻类的生物量显著降低，同时沉水植物的生长显著增加，在较高初始密度螺类处理中刺苦草产生更多的分株。到实验结束时，螺类的死亡率较高，但3个有螺处理间螺类鲜重无显著差异，而高初始密度螺类条件下的最终密度仍较高，同时个体重量（均重）也较小。在中富营养条件下淡水螺类可以直接牧食沉水植物叶片，但对植物生长的抑制作用不显著，有可能是因为沉水植物并不能作为唯一的食物来源维持螺类种群，同时螺类的种群结构受到水体营养水平等因素的制约。