瓯江流域水生植物多样性与生态位研究

根据2010-2013年调查结果,结合相关文献资料,研究了瓯江流域的水生植物多样性和物种生态位。结果表明:①瓯江流域有水生高等植物181种(含亚种、变种),隶属于41科78属,属的分布型以世界分布为主,占总属数43.59%,热带性质的属发育较温带性质充分。②30个临时样地划分了河流、沼泽、农田、沟渠、池塘、洪泛湿地等6类生境类型,单位面积物种数以洪泛湿地最高0.09 ind./m2,其次是沼泽生境0.07 ind./m2;农田和池塘生境物种多样性随流域高程降低逐渐升高,其余生境物种多样性以中游最高;优势种生活型以挺水、漂浮植物为主,沉水植物、浮叶植物重要值较低; ③挺水植物生态位宽度普遍高于其他生活型,沉水、浮叶植物生态位宽度普遍较低;相同生活型植物生态位重叠以漂浮植物间最高,以沉水植物间最低;不同生活型植物生态位重叠以挺水-浮叶植物间最高,以沉水-漂浮植物间最低;生态型多样的喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)生态位宽度较大,与其他物种生态位重叠高,由此推测喜旱莲子草可能引起瓯江流域水生植物群落结构的变化,导致乡土水生植物物种多样性的降低。       

上海乡土水生植物资源及其在水生态恢复与水景观建设中的应用潜力

水生植物作为水生生态系统的主体, 对发挥水生生态系统的自维持、自循环功能有重要作用。研究通过相关资料的查阅, 建立上海地区乡土水生植物名录, 并对其科属组成、区系特征、生活型、生长型等进行统计分析。结果表明上海地区乡土水生植物共计35 科83 属160 种(含变种), 单属科、单种属的比例较高, 均达65%以上; 植物区系组成丰富、成分复杂, 以热带成分占优势, 达64.6%; 生活型以挺水植物为主, 沉水植物次之, 浮水植物最少; 生长型类型丰富, 以草本型、禾草型居多, 20 种生长型可进一步归为表征相似生态学特征和功能地位的6 个生长型组。在水生态恢复与水景观建设中, 仅有68.8%的景观水体有水生植物应用,且应用种类在2 种以下的占79.2%。乡土水生植物应用不足, 一半以上为观赏性强的外来物种, 应用频率较高的为挺水植物, 对具有良好净化效果的沉水植物重视不够。因此, 在水生态恢复与水景观建设中, 建议加强乡土水生植物资源的繁育栽培, 在充分利用乡土水生植物资源配置群落的基础上, 根据水质的富营养及基底状况, 通过不同生长型组水生植物的应用, 构建沉水-浮水-挺水植物群落复合体, 并通过近自然型护岸的营造, 形成水生-湿生复合生态系统。运用植被工程学的原理和方法, 采用生态浮岛、生态沉岛等技术营造水生植被, 将强人工化的水景观建成具生命的水生生态系统。       

淀山湖水生维管束植物群落能量的研究

本研究测定和分析了淀山湖水生维管束植物群落样品的热值、能量现存量、能量固定量以及太阳能转化效率。结果表明：(1)水生植物的平均热值为15.39kJ·g-1DM,茎叶热值大于根部热值,挺水植物热值大于漂浮植物,后者又大于沉水植物;(2)群落热值为漂浮植物群落与挺水植物群落相近,均大于沉水植物群落;(3)群落能量现存量为挺水植物群落>沉水植物群落>漂浮植物群落。沉水植物群落能量现存量在不同水深层次上的分配有3种类型; (4)群落太阳能转化效率平均为0.54%,芦苇群落最大,可达2.90%,沉水植物群落平均为0.26%。     

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。     

新疆开都河大型水生植物的氮磷化学计量特征及其影响因素

氮 (N)、磷(P)是最常见的限制植物生长的矿质元素。水生植物所需营养主要来源于水体和沉积物,植物体内的元素组成能够反映淡水生态系统的营养供应状况。开都河是新疆一条流经高山草甸和荒漠绿洲的重要内陆河。本研究采集了开都河大型水生植物和水、沉积物样品,分析了不同生活型和发育史的植物物种叶的氮磷化学计量特征,探讨了上下游、不同土地利用类型下植物、水体和沉积物化学计量特征的差异和关联。结果表明: 植物叶的N、P平均含量分别为24.9 mg·g^-1和2.49 mg·g^-1,氮磷质量比值(N/P)平均为12.6。不同生活型植物叶的N、P含量及N/P存在显著差异:沉水植物N、P含量均显著高于浮叶和挺水植物;浮叶植物N/P为19.2,显著高于其他两类植物,表明其生长可能受P的限制。上游水生植物叶的N、P含量均高于下游。同时,河流上游的沉积物和水体中的N含量均高于下游。与农耕区河段相比,草地区河段水生植物的叶N和P含量较高,可能与草地土壤有机质丰富和放牧产生的排泄物有关,说明放牧对开都河水生态系统化学计量特征的影响大于农耕。过度放牧可能使开都河上游水质变差,改变水生态系统的氮磷养分平衡,并最终影响特定区域的生物地球化学循环过程。     

不同生活型绿化植物叶片碳同位素组成的季节特征

通过测定北京地区不同生活型绿化植物叶片的碳同位素组成(δ13C值),从植物种和生活型两个方面研究植物水分利用效率的自然可变性。结果表明:所测定的75种植物(隶属于35科65属)的叶片的δ13C值变幅,春季为-30.7‰--23.4‰,夏季为-31.5‰--25.1‰,秋季为-31.4‰--23.9‰;落叶灌木种间差异不显著(p=0.114),而常绿乔木(p=0.005)、落叶乔木(p0.001)、常绿灌木(p=0.022)、草本植物(p0.001)和藤本植物(p=0.001)的种间差异显著或极显著;同一生活型植物叶片的δ13C季节差异显著,春季叶片的δ13C值显著大于夏秋两季(常绿乔木除外),不同生活型植物叶片的δ13C值在春、夏、秋3个季节差异都达到了极显著水平(春季p=0.001、夏季p0.001、秋季p0.001),且叶片的δ13C值表现出乔木树种灌木树种藤本植物草本植物、常绿植物落叶植物的规律。因此,植物种和生活型均会引起植物叶片δ13C值的变化,但δ13C受生活型变化的影响较大,表明不同生活型植物的水分利用效率具有明显差异。     

高原湿地纳帕海水生植物群落分布格局及变化

采用3S技术与植物群落研究法,对高原湿地纳帕海24a来的湿地植物群落分布格局及变化的研究结果表明：与24a前水生植物群落相比较。纳帕海水生植物群落类型、数量改变,原生群落不断减少或消失,耐污、喜富营养类群如水葱群落（Com．Scirpus tabernaemontani）、茭草群落（Com．Zizania caduciflora）、穗状狐尾藻群落（Com．Myriophyllum spicatum）、满江红（Com．Azolla imbricata）群落等大量出现;群落总数由24a前的9个增至当前的12个,其中挺水植物群落增加2个,浮叶植物群落增加1个,挺水植物群落增幅最大。由东向西、由南向北,纳帕海水生植物群落分布大致呈现出浮叶群落、挺水群落、沉水群落斑块状依次配置的水平格局规律。挺水植物群落分布面积最大,达528．42hm^2,其次是沉水植物群落,分布面积为362．50hm^2,浮叶植物群落分布面积最小,为70．23hm^2。随沉水群落、浮叶群落向挺水群落的演替,群落伴生种数量增加、优势种优势度减小、层次类型改变,群落结构变得更为复杂。纳帕海湿地水生植物群落分布格局及变化是对湿地环境变化的响应,表明了在人为干扰作用影响下,纳帕海湖岸线内移、水量减少、水质恶化等湿地水文条件的改变,致使湿地生态系统功能不断退化。     

挺水植物与浮叶植物光合荧光特性的差异

为探讨自然生境中不同生活型水生植物光合生理特征的差异,选取4种挺水植物菖蒲(Acorus calamus L.)、再力花(Thalia dealbata Fraser)、梭鱼草(Pontederia cordata L.)、茭草(Zizania latifolia(Griseb.)Stapf),以及4种浮叶植物黄睡莲(Nymphaea mexicana Zucc.)、莼菜(Brasenia schreberi J.F.Gmel.)、金银莲花(Nymphoides indica(L.)O.Kuntze)、菱(Trapa bispinosa Roxb.)为研究对象,比较其叶绿素荧光参数、色素组成和比叶重的差异。研究发现,高光强下挺水植物电子传递速率(ETR)、非光化学淬灭(NPQ)等光合荧光参数、以及低光强下ETR拟合曲线的初始斜率(α)均值显著大于浮叶植物。不同挺水植物间光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(F_v/F_m)、ETR、NPQ、最大潜在电子传递速率(Ps)、最大电子传递速率(ETR_m)及饱和光强(E_m)变化幅度较大;不同浮叶植物间上述参数变化幅度较小。挺水植物叶绿素(Chls)、类胡萝卜素(Cars)含量均值也高于浮叶植物。但由于比叶重(SLW)的影响,不同水生植物间单位叶面积和单位叶鲜重色素含量的变化规律略有不同。挺水植物中再力花、梭鱼草光合能力较强,其光合荧光参数和色素比例均符合典型阳生型特征;菖蒲、茭草光合能力略弱,部分指标符合阴生型特征。4种浮叶植物各指标均符合阳生型特征。实验推测,挺水植物和浮叶植物由于叶片所处环境不同,其光合适应机制存在明显分化。挺水植物叶片所处环境异质性较大,因而不同物种之间光合参数适应范围也大;浮叶植物叶片所处环境相对均一,因而光合参数差异也小。浮叶植物也不依赖NPQ进行高光保护。在湿地植被恢复工具种筛选过程中应综合考虑环境异质性和不同物种光适应能力的差异。     

长江中游浅水湖泊水生植物氮磷含量与水柱营养的关系

水生植物组织内氮和磷(N和P)含量受到水体营养状况和植物生长状况影响。对长江中游江汉湖群不同营养水平湖泊中大型水生植物的N和P含量3个季度的研究表明,在不同生活型水生植物中,沉水植物主要分布在中营养到中富营养湖泊中,在富营养湖泊均无分布,浮叶和挺水植物在不同营养类型湖泊的沿岸带均有分布。N和P含量以沉水植物最高,浮叶植物次之,挺水植物最低。水生植物的N和P含量都达到或超过生长所需最低N和P阈值,代表性浮叶植物和沉水植物的N和P含量随着湖泊营养水平提高呈现规律性变化。湖泊5种常见的水生植物N和P含量与水柱中不同种类N和P浓度具有季节性相关:菱(TrapabispinosaRoxb.)春夏季P含量都与TP(总磷)和TDP(总溶解磷)明显相关,春季N含量与NH4—N(氨氮)明显相关;春季黄丝草(PotamogetonmaackianusA.Benn.)的P含量与TP明显相关,夏季与TDP明显相关,春季和夏季黄丝草和穗花狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.)的N含量与TN(总氮)和TDN(总溶解氮)显著正相关,秋季成负相关;夏季芦苇(PhragmitescommunisTrin.)P含量与TP和TDP显著相关;春季芦苇和香蒲(TyphaorientalisPresl.)N含量与NH4N和NO2N(亚硝态氮)显著相关。       

凤眼莲等水生植物对重金属污水监测和净化作用的研究

本文研究了凤眼莲、芦苇、蒲草、杏菜、黑藻等高等水生植物对含砷、汞、镉污水的监测作用和净化能力以及温度、pH值等因子对植物的影响。初步认为凤眼莲是含砷污水的监测植物,同时又是含砷、汞,镉污水的净化植物。芦苇,蒲草是抗污能力较强的植物,并能吸收积累污水中的砷、汞、镉。水生植物对砷、汞、镉的忍耐力大小是因其植物生活型不同而异,一般为挺水植物>飘浮、浮叶植物>沉水植物。积累量为沉水植物>飘浮、浮叶植物>挺水植物。植物对重金属元素的吸收积累受温度和pH值等生态因子的制约。     

水生植物腐烂分解对水质的影响

对6种水生植物进行64 d的腐烂分解试验,对比不同水生植物腐烂分解过程中水体营养盐浓度的变化.结果表明： 6种水生植物的腐烂分解速率差别较大,浮叶植物分解速度最快,沉水植物次之,挺水植物最慢.不同水生植物腐解过程对水质影响不同,并与植物生物量密度相关.挺水植物芦苇腐解过程中的水体化学需氧量、总氮和总磷浓度最低;在茭草分解后期,水体化学需氧量和总氮浓度上升,水质变差.浮叶植物荇菜和莲腐解过程中,水体化学需氧量和总氮浓度高于其他植物.沉水植物菹草和狐尾藻腐解过程中,水体铵态氮、硝态氮和总磷浓度最高.对于同一种植物,不同生物量密度处理下,主要水质指标变化趋势相似.适量的植物残体的存在可以有效促进水体氮、磷等营养元素的循环,一定程度上去除硝态氮,降低水体氮负荷.     

不同盐度对苦草生理特征的影响

沉水植物耐盐性研究越来越受到人们高度重视。在室内模拟条件下,水体盐度设为2、3、4、5、6和8,及不加盐卤的对照组(记为0),每24 h测定苦草(Vallisneria natans)叶片叶绿素含量,SOD、POD和CAT 3种抗氧化酶活性,MDA含量及呼吸强度。结果表明:叶绿素a、叶绿素b含量和CAT酶活性随盐度增加呈降低趋势;SOD、POD酶活性、MDA含量随盐度增加呈先升后降趋势;盐度为2和3时叶绿素含量、抗氧化酶酶活性、MDA含量和呼吸强度与对照组相比差异性不显著(P>0.05),苦草生长状态较其它处理组好;盐度为4时,所测叶绿素含量、抗氧化酶活性和呼吸强度与对照组相比差异性显著(P<0.05),叶绿素含量明显降低,抗氧化酶活性升高,表现出了明显的抗逆性,呼吸强度降低;盐度为5、6和8时与对照组相比,苦草生长状态较差,并逐步枯萎,第4 d死亡。因此苦草可应用于盐度低于3水体中沉水植被的恢复与重建。     

亚热带常绿阔叶林和暖温带落叶阔叶林叶片热值比较研究

植物干重热值(GCV)是衡量植物生命活动及组成成分的重要指标之一,反映了植物光合作用中固定太阳辐射的能力。利用氧弹量热仪测定了亚热带和暖温带两个典型森林生态系统常见的276种常见植物叶片的干重热值,探讨了亚热带和暖温带植物热值分布特征,以及不同生活型、乔木类型间植物热值的变化规律。实验结果发现:亚热带常绿阔叶林和暖温带落叶阔叶林叶片热值的平均值分别为17.83 k J/g(n=191)和17.21k J/g(n=85),整体表现为亚热带植物暖温带植物。不同地带性植被的植物叶片热值在不同生活型间表现出相似的规律,其中亚热带常绿阔叶林表现为:乔木(19.09 k J/g)灌木(17.87 k J/g)草本(16.65 k J/g);暖温带落叶阔叶林表现为:乔木(18.41 k J/g)灌木(17.94 k J/g)草本(16.53 k J/g);不同乔木类型间均呈现常绿乔木落叶乔木、针叶乔木阔叶乔木的趋势。落叶阔叶乔木表现为亚热带暖温带,而常绿针叶乔木则呈现亚热带暖温带的趋势。此外,我们对于两个分布区域内的4种针叶树种叶片热值进行了比较,发现华北落叶松(19.32 k J/g,暖温带)杉木(19.40 k J/g,亚热带)马尾松(19.82 k J/g,亚热带)油松(20.95 k J/g,暖温带)。亚热带常绿阔叶林和暖温带落叶阔叶林植物热值的特征及其变化规律,为森林生态系统的能量流动提供了理论基础。     

滨海湿地入侵植物互花米草叶片功能性状对潮位的短期响应

叶片的性状与植物的光能利用效率和光合作用密切相关,能够表征植物对环境的适应策略。互花米草(Spartina alterniflora)是中国滨海湿地主要的外来入侵植物,已对中国滨海湿地生态系统造成严重威胁。潮位是滨海湿地盐沼植物生长和分布的主要限制因素,但对于互花米草叶片性状沿潮位的变化格局和适应机理的研究还比较缺乏。该研究在福建漳江口建立潮位控制平台,研究互花米草叶片功能性状(长度、宽度、长宽比、面积、干质量和比叶面积)对潮位(高程)的响应格局及其驱动因素。研究发现:(1)互花米草的叶片长度、宽度、面积和干质量随着高程的增加逐渐减小,而叶片的长宽比随着高程的增加逐渐增大。(2)互花米草叶片的比叶面积随高程增加呈驼峰形变化。(3)淹水频率、土壤间隙水盐度及含水量对不同叶片性状的影响不同:叶片长度、宽度、面积及干质量随着淹水频率和土壤含水量的增加而增大,但随土壤间隙水盐度的升高而减小;叶片长宽比随着淹水频率和土壤含水量的增加而减小,但随土壤间隙水盐度的升高而增大;比叶面积随淹水频率增加呈现先增大后减小的二次方程关系,并随土壤含水量升高而增大。综上所述,互花米草叶片性状沿潮位梯度的变化格局...     

长湖水生维管束植物群落研究

长湖位于湖北省荆州地区,面积133.2km~2是江汉湖群中较大的淡水湖。湖中分布有40种水生维管束植物、12个群丛,湖中植被呈不规则环带状分布,并可划分为湿生、挺水、浮叶和沉水四个植物带。水生植被生物量随水深的增加而减少。     

黄河三角洲湿地水生植物组成及生态位

通过大范围的野外调查和室内测定,运用Levins及Pianka公式,对近代黄河三角洲湿地水生植物的构成及主要物种的生态位进行了研究.结果表明:调查样方内共有水生植物34 种,隶属于16科26属;各调查区域间物种组成和群落类型具有一定的差异性.区域形成的年份越久,其物种数和群落类型就越丰富;挺水植物中以芦苇的生态位宽度最大,为0.905,藨草的最低,为0.127; 沉水植物中轮藻、穗花狐尾藻、川蔓藻及小茨藻的生态位宽度较大,分别为0.783、0.673、0.669和0.640,金鱼藻的最低,仅为0.100.龙须眼子菜、大茨藻和苦草间,马来眼子菜和菹草间生态位重叠值较大,说明这几种植物具有相似的环境适应能力.物种的生态位宽度与该物种的分布范围及耐盐区间的大小存在显著的相关性,由此可以断定土壤和水体盐度是导致黄河三角洲湿地水生植物生态位分化的关键因子.     

长江三角洲地区水生维管植物的多样性

根据野外调查及相关资料,分析了长江三角洲地区水生植物区系的种类组成、地理成分以及濒危现状.该区现有水生维管植物39科90属185种,其生活型以挺水植物为主(占64.32％),主要分布于田边沟渠、农田以及池塘等不同水体.属、种等级的地理成分分析结果表明:其区系性质主要为温带性质.根据水生植物的濒危现状,参照世界自然保护联盟(IUCN)红色名录的等级和标准(3.1版本),将该区的植物分为9大类,其中地区性灭绝1种,极危种3种,濒危种8种,易危种10种,并简要讨论了该区水生植物受威胁的主要原因.     

青藏高原和内蒙古高原典型草地植物叶片肾型和哑铃型气孔器气孔特征及其与环境的关系

该研究利用植物制片技术,以中国青藏高原和内蒙古高原典型草地常见种或优势种植物的叶片为研究对象,通过比较分析叶片哑铃型气孔器和肾型气孔器的特征及其与环境因子的关系,揭示植物叶片两类气孔器对环境因子的响应策略。结果表明:(1)叶片哑铃型气孔器气孔指标的变异系数小于肾型气孔器。(2)叶片哑铃型气孔器气孔指标与环境气候指标的关系弱于肾型气孔器。(3)叶片哑铃型气孔器气孔特征与环境关系在叶片上下表面之间存在显著差异,而肾型气孔器气孔特征与环境因子的关系在叶片上下表面之间无显著差异。(4)叶片哑铃型气孔器的气孔特征与降水关系密切,而肾型气孔器气孔特征与温度关系密切。(5)同一种气孔器的气孔特征在两个地区(青藏高原和内蒙古高原)间存在显著差异。研究认为,肾型气孔器和哑铃型气孔器的气孔特征及其与环境之间的关系存在差异,在分析气孔特征时有必要将肾形与哑铃形保卫细胞形成的气孔器加以区分,该研究结果有助于进一步理解中国草地植物叶气孔特征对气候变化的响应与适应策略。     

柴达木盆地荒漠植物功能性状及其对环境因子的响应

植物功能性状是植物适应环境的外在表达，反映了植物在不同环境中的生存策略，探究干旱区荒漠植物功能性状及其与环境之间的关系，有助于理解植物适应极端干旱环境的生态对策，为保护荒漠地区生态系统提供理论依据。以柴达木盆地为研究区，选取8个植物功能性状指标，包含4种植物生活型，10种荒漠植物，探究荒漠植物功能性状的基本特征及其对环境因子的响应。研究表明：柴达木盆地植物叶片碳含量(LCC)、叶片氮含量(LNC)、叶片磷含量(LPC)、叶片C∶N、叶片N∶P、叶片稳定碳同位素(Leafδ¹³C)、叶片干物质含量(LDMC)和植株高度(Height)的变化范围分别为272.07—466.00mg/g、12.40—44.50mg/g、0.51—2.07mg/g、8.62—29.74、11.37—39.29、-27.38‰—-14.80‰、100—480mg/g、3.00—264.22cm。不同生活型间LNC、LPC、叶片N∶P和LDMC差异不显著，LCC、叶片C∶N、叶片δ¹³C和植株高度存在显著差异。LNC、LPC和叶片N∶P与全球、中国和青藏高原相比不存在显...     

环境决定了水生植物的叶形

水生开花植物具有两类外形明显不同的叶片。沉水叶片纤细且呈羽状,水面以上的叶片则通常是阔圆形。此外,两者之间还有些不同之处(如沉水的叶气孔极少),所有这些,使羽状叶更适于水下环境,阔厚的叶更适于气生的环境。最近,国外两名研究人员P.德斯钱普和T.库克指出:水生植物叶形的这种不同,完全是由周围环境决定的。他们研究了一种水生植物大水马齿(Callitriche heterophylla)的生长情况。他们指出:在