辽宁太子河大型水生植物的群落特征及其与环境的关系

采用样方法对太子河3条支流大型水生植物群落结构与生物量的研究表明：太子河北支大型水生植物的优势种为小眼子菜（Potamogeton pusillus）、菹草（P.crispus）和马来眼子菜（P.malaianus）,主要群落类型为小眼子菜＋菹草群落;细河大型水生植物的优势种为菹草、马来眼子菜和轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）,主要群落类型为菹草＋轮叶黑藻群落;海城河大型水生植物的优势种为轮叶黑藻、小眼子菜、五刺金鱼藻（Ceratophyllum oryze-torum）和菹草,主要群落类型为轮叶黑藻＋小眼子菜＋菹草群落。从定量生长型谱来看,太子河北支以小眼子菜型为主要类型,细河以大眼子菜型为主要类型,海城河以大眼子菜型、小眼子菜型、金鱼藻型和伊乐藻型为主要类型;从生活型谱来看,3条支流都是以沉水植物为主要生活型。大型水生植物群落相似性聚类分析表明3条支流水生植物群落组成差异显著。3条支流大型水生植物沿河流纵向分布格局均为间断的斑块状,沿水深的垂直分布格局不明显。太子河北支大型水生植物从上游到下游均有出现;细河大型水生植物主要分布在下游;海城河大型水生植物主要分布在中下游。大型水生植物生产力（湿重）：海城河（644 g/m2）﹥太子河北支（586.8 g/m2）﹥细河（151.1 g/m2）。大型水生植物与环境因子的相关性分析表明：大型水生植物的物种数与氨态氮、水温、pH和电导率显著正相关（p〈0.05）;与溶解氧、底质指数和海拔显著负相关（p〈0.01）;优势种小眼子菜的生物量与水深显著正相关（p〈0.01）,与电导率和总氮显著负相关（p〈0.05）。     

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。     

西凉湖水生植物多样性研究

研究了江汉湖群西凉湖水生植物多样性的现状及其变化 ,讨论了西凉湖水生植物多样性丧失的原因和保护的途径。主要结果是 :( 1 )西凉湖现有水生植物 3 2科 5 6属 77种 ,优势种类为微齿眼子菜、密齿苦草、轮叶黑藻、菹草、野菱、双角菱、金鱼藻、凤眼莲和菰等。 ( 2 )西凉湖现有水生植物群落类型 1 3个 ,全湖水生植被覆盖率约为 61 %,平均生物量为 1 4 70 .5 g/m2 。 ( 3 )物种多样性指数最高的群落是“凤眼莲 +野菱 +双角菱群丛”(D =0 .8499,H =2 .975 8) ,其次为“菰—凤眼莲群丛”与“野菱 +双角菱群丛”(D =0 .840 1 ,H =2 .82 35 ;D =0 .83 2 4,H =2 .888) ,以微齿眼子菜群丛的多样性指数最低 (D =0 .2 2 81 ,H =0 .782 3 )。 ( 4 )二十年来 ,西凉湖水生植物多样性严重丧失 :植被覆盖率和全湖平均单位面积生物量分别下降了 3 8.80 %与 77.87%,先后有 8种水生植物 (水葱、荸荠、莲子草、乌菱、细果野菱、萍蓬草、睡莲、小眼子菜 )和 4个水生植物群落类型(荇菜群落、乌菱群落、马来眼子菜群落、穗花狐尾藻群落 )从西凉湖消失。 ( 5 )多样性丧失的原因是围网养殖、过度收获水草、耙捞蚌类螺类等人为干扰     

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.     

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。     

长湖水生植物多样性及其变化

研究了湖北省第三大湖泊长湖水生植物多样性的现状及其长期变化,并探讨了多样性丧失的机理及多样性恢复与保护的有效途径。主要结论：(1)长湖现有水生植物98种,多度最大的是微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、密齿苦草(Vallisneria denseserrulata)、野菱(Trapa incisa)、双角菱(T.bispinosa)、菹草(Potamogeton crispus)、紫萍(Spirodela polyrhiza)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、满江红(Azolla imbricata)。(2)长湖现有水生植物群丛类型14个,群落物种多样性指数最高的是芡实 野菱 双角菱群丛(Euryale ferox Trapa incisa T.bispinosa Ass.),其次为轮叶黑藻 密齿苦草|大茨藻群丛(Hydrilla verticillata Vallisneria denseserrulata Najas marioa Ass.)与竹叶眼子菜 穗花狐尾藻群丛(Potamogeton malaianus Myriophylhum spicatum Ass.)。(3)20年来,已有6种水生植物和7个水生植物群丛类型从长湖消失,植被覆盖率下降了54．85％,全湖平均单位面积生物量下降了69．78％。(4)多样性丧失的主要原因是过度养殖、过度打草和耙捞作业,以及由此导致的湖水透明度的大幅度下降。(5)多样性恢复的有效途径是政府部门的行政干预与经济支持。     

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。     

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。     

地统计学在水生植物群落格局研究中的应用

为了研究水生植物群落的镶嵌分布格局和随着尺度变化的空间特征,应用地统计学中半方差法、半方差理论模型和分形理论,研究了湖北省保安湖沿岸带水生植物群落分布格局,在沿岸带设置了一个160m×160m的方形样方,采用覆盖法将整个样方划分为32×32个格子,记录各格子内出现的物种数,格子内如果有某物种,则将该格子对应的区域化随机变量赋值为1,否则赋值为0。另将群落各格内区域化随机变量赋值为各物种在该采样点随机变量值的总和,运用地统计软件GS+for Windows分析苦草、狐尾藻、金鱼藻和群落的32×32格随机变量表,计算得到它们各向同性模型和不同方向上的分维,从苦草和狐尾藻的各向同性指数模型来看,它们属于聚集性分布,其空间结构比率较高,这表明在小尺度上它们变化较小;从金鱼藻和群落的各向同性线性模型来看,属于中等程度的聚集分布,其空间结构比率很低,这表明它们在小尺度上变化较大。从各向异性模型来看,群落优势种的分维值都较高,说明在调查的群落内,各物种分布比较均匀,根据确定系数判定群落格局的优势方向是西北-东南,与其他群落格局分析方法相比较,该方法在确定群落组分空间依赖范围和相关性大小。以及区分聚集强度上具有一定优势,为定量描述不同尺度下的水生植物群落特征提供了一个新途径。     

桂花叶片的分形特征

提供了一种叶片分形维数的测定方法,并用其测定了桂花(Osmanthus fragrans Lour)的叶片分形维数。通过分析发现：(1)桂花叶片具有典型的分形特征并且这种分形特征可以用分形理论的一般方法加以研究;(2)同一株桂花树的成熟叶片在统计意义上具有相同的分形维数;(3)对于桂花这个物种的成熟叶片在统计意义上具有相同的分形维数。由此推测同一种植物的成熟叶片(或者其他构件)具有相同分形维数。最后提出创建植物分形分类学的设想。     

桂花叶片的分形特征

提供了一种叶片分形维数的测定方法,并用其测定了桂花(Osmanthus fragrans Lour)的叶片分形维数。通过分析发现:(1)桂花叶片具有典型的分形特征并且这种分形特征可以用分形理论的一般方法加以研究;(2)同一株桂花树的成熟叶片在统计意义上具有相同的分形维数;(3)对于桂花这个物种的成熟叶片在统计意义上具有相同的分形维数。由此推测同一种植物的成熟叶片(或者其他构件)具有相同分形维数。最后提出创建植物分形分类学的设想。     

保安湖—湖湾大型水生植物群落格局的研究

用地质统计学中的半方差和双对数半方差图对保安湖-湖湾(黄风口)的大型水生植物群落格局进行了研究,在不同的尺度上对群落及其主要组成种类的空间异质性进行了定量的描述。结果表明:保安湖黄风口大型水生植物群落的双对数半方差图存在线性区域,群落具有分形特征(自相似性).在不同的尺度下,群落和各组成种类空间格局具有不同的分形维数值,异质性程度存在差异。但其异质性程度不高,建议进行群落调查时,样方尺度应取520m;单一种群调查时的样方尺度取380m.       

保安湖莲群丛分布格局分形特征的初步研究

应用非线性科学中的分形几何理论,以保安湖扁担塘湖汊中的莲群丛为对象,研究该群丛小尺度水平格局的分形特征。主要应用计盒维数和信息维数公式计算群丛中莲种群和菱种群的个体分布格局的分维值,莲的计盒维数为1.92,信息维数为1.88;菱的计盒维数为1.04,信息维数为1.11.表明在采样区莲的空间占有程度远大于菱,是该时期的优势种,而菱则成为伴生种。莲在各尺度上的分布较均匀。最后讨论了莲的分维值在连续样方上的变化。       

Plant light interception can be explained via computed tomography scanning: demonstration with pyramidal cedar (Thuja occidentalis, Fastigiata)

BACKGROUND AND AIMS: Light interception by the leaf canopy is a key aspect of plant photosynthesis, which helps mitigate the greenhouse effect via atmospheric CO(2) recycling. The relationship between plant light interception and leaf area was traditionally modelled with the Beer-Lambert law, until the spatial distribution of leaves was incorporated through the fractal dimension of leafless plant structure photographed from the side allowing maximum appearance of branches and petioles. However, photographs of leafless plants are two-dimensional projections of three-dimensional structures, and sampled plants were cut at the stem base before leaf blades were detached manually, so canopy development could not be followed for individual plants. Therefore, a new measurement and modelling approach were developed to explain plant light interception more completely and precisely, based on appropriate processing of computed tomography (CT) scanning data collected for developing canopies. METHODS: Three-dimensional images of canopies were constructed from CT scanning data. Leaf volumes (LV) were evaluated from complete canopy images, and fractal dimensions (FD) were estimated from skeletonized leafless images. The experimental plant species is pyramidal cedar (Thuja occidentalis, Fastigiata). KEY RESULTS: The three-dimensional version of the Beer-Lambert law based on FD alone provided a much better explanation of plant light interception (R(2) = 0.858) than those using the product LV*FD (0.589) or LV alone (0.548). While values of all three regressors were found to increase over time, FD in the Beer-Lambert law followed the increase in light interception the most closely. The delayed increase of LV reflected the appearance of new leaves only after branches had lengthened and ramified. CONCLUSIONS: The very strong correlation obtained with FD demonstrates that CT scanning data contain fundamental information about the canopy architecture geometry. The model can be used to identify crops and plantation trees with improved light interception and productivity.     

洪泽湖大型水生植物群落结构和时空格局的GIS模拟

2010—2011年对洪泽湖大型水生植物进行了4个季度全面的调查和研究, 共发现大型水生植物8科12种, 其中沉水植物9种, 挺水植物1种, 浮叶植物2种。马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、微齿眼子菜(P. maackianu)、篦齿眼子菜(P. pectinatus)和菹草(P. crispus)为全年优势度较高的水生植物, 但4个季节大型水生植物的优势种类组成差异明显。秋季的水草生物量最高, 其次为夏季和冬季, 春季最低。结合GPS (Global Position System)和GIS (Geographic Information System), 利用GIS的Kring插值法对洪泽湖大型水生植物总生物量及主要优势物种的时空分布进行了可视化模拟。结果发现洪泽湖现阶段大型水生植物分布区域主要集中在湖区北部水质较好、透明度较高且相对封闭的成子湖区。文章也分析了洪泽湖大型水生植物变迁的潜在影响因子, 为水生植物保护和生态系统健康提供了基础依据。     

Exercise alters fractal dimension and spatial correlation of pulmonary blood flow in the horse.

We determined the changes in fractal dimensions and spatial correlations of regional pulmonary blood flow with increasing exercise in race horses (n = 4) by using 15-microm fluorescent microspheres. Fluorescence was measured to quantitate regional blood to 1.3-cm(3) samples (n = 1,621-2,503). Perfusion distributions were characterized with fractal dimensions (a measure of spatial variability) and spatial correlations. On average, the fractal dimension decreased with exercise (trot 1.216 to gallop 1.173; P < 0. 05) despite a variable fractal dimension at rest. Spatial correlation of flow to neighboring pieces increased with exercise (trot 0.57 +/- 0.074 to gallop 0.73 +/- 0.051) and was inversely correlated with fractal dimension, indicating better spatial correlation as blood flow distribution becomes more uniform. This is the first study to document a change in fractal dimension as a result of increasing pulmonary blood flow. Spatial differences in response to vasoregulatory mediators may play a role in this phenomenon.     

盐碱池塘水生大型植物的研究

于1998 年4 月至1998 年9 月对高青盐碱池塘的水生大型植物种类组成、生产力及其影响因子进行了野外调查和试验研究。结果表明高青盐碱池塘共有水生植物12 种。常见的优势种有沉水植物:菹草、角果藻、金鱼藻;挺水植物:芦苇、荆三棱、莲和香蒲;漂浮植物:浮萍, 以及大型藻类布氏轮藻。种类少而优势种突出是盐碱池塘大型植物的显著特点。有水草池塘与无或少水草池塘相比, 透明度大、pH 值高、浮游植物生物量和叶绿素a 含量低、营养盐含量也低。在表层光照度7200lx、水温28~30℃的条件下, 菹草、角果藻和轮藻的毛产量分别为1.70、1.56 和1.50mgO₂·L^-1·h^-1·g^-1。除光照、水温、pH 等因素外, 含盐量和碱度对大型植物的初级生产力具有重要影响, 菹草和角果藻的生产力最高时的含盐量均为3g·L^-1, 前者适宜的碱度为6.69 mmol·L^-1, 而后者则为3.82 mmol·L^-1。菹草、角果藻、金鱼藻和浮萍对NH₄-N 的吸收速率相近, 而对PO₄-P 的吸收速率则角果藻 > 菹草 > 浮萍 > 金鱼藻。文后对盐水水体大型植物特点、菹草生产力及其影响因素、如何防止养鱼池大型植物危害及大型植物与浮游植物的关系进行了讨论。