太湖马来眼子菜(Potamogeton malaianus)生物量变化及影响因素

2006年5月和10月在太湖马来眼子菜分布区进行了定点采样,分析了马来眼子菜的生物量在不同水域变化特征及影响其生物量主要因素。结果表明：不同水环境中,马来眼子菜的生物量变化较大,介于526~4843 g/m²,个体植株生物量依次为叶>根>茎,其中叶的生物量占总生物量的55%~80%。水深增加能促进植株高度和生物量的增加,但单位面积生物量变化不明显。群落的自疏效应使马来眼子菜生物量与资源供应维持在一个动态平衡的水平上。马来眼子菜的生物量与水体中TN呈显著正相关,P是影响其生物量变化的间接限制因子,根、茎、叶的N/P介于16.92~59.88之间,叶片的N/P达到42.33。马来眼子菜对水环境的形态可塑性响应是其在水环境长期变化中逐步成为幸存者和优势种的重要原因之一。底泥的深度和营养含量对其分布和生物量具有显著影响。围网捕捞、养殖以及航运的发展是造成局部地区马来眼子菜生物量急剧下降的主要人为因素。不同水域的生物量的差异是水深、水体营养盐、底质特征、水体透明度、人类活动等因素综合作用的结果。同时,对水环境变化在形态上较强的可塑性响应,也是马来眼子菜生物量变化的重要原因之一。     

乌梁素海野生芦苇群落生物量及影响因子分析

 对内蒙古乌梁素海湿地野生芦苇(Phragmites australis)生物量的调查基础上,探讨了富营养化湖泊湿地水体的物理化学性质对芦苇生物量的影响。结果表明：1）由于环境因子的影响,芦苇群落生物量变化较大,介于1.73～3.00 kg·m-2之间;地下和地上生物量之比介于1.14～2.19之间;2）芦苇群落生物量受多种因素的影响,其中水深是最主要的限制因子,水上生物量和地上生物量随着水深的增加而增加,而地下与地上生物量的比值则随水深的增加而减少,这主要是由于水深改变了芦苇群落的结构（群落密度）和个体形态(株高和株茎);3）芦苇群落生物量随着水体N浓度增加而增加。芦苇各器官（叶、茎、根状茎和根）的N∶P为7.59～12.21,小于14,这也说明该水体中的N负荷是影响芦苇生长的主要限制因子;4）土壤有机质分解对芦苇生长没有产生毒害作用。     

不同水深和底质对太湖马来眼子菜(Potamogeton malaianus)生长的影响

在野外通过用钢管在水泥池子中进行吊盆悬挂试验,研究了在1a生长周期内不同底质(软泥和黄土)、不同水深(30、60、90、120 cm和150 cm)对太湖马来眼子菜(Potamogeton malaianus Miq.)生长的影响,试图探询太湖马来眼子菜的最佳生长习性,为太湖进行沉水植物生态修复提供科学依据.结果表明:(1)水深对马来眼子菜的影响比底质的影响大.马来眼子菜的株长、生物量和分蘖数在不同的水深梯度呈显著性差异,而两种底质间却没有显著性差异.(2)马来眼子菜适合在水温为20～30℃的范围内快速生长.(3)马来眼子菜的最佳生长深度是60～120 cm.在60～120 cm的水深范围内马来眼子菜的分蘖数随着时间变化在缓慢增加,株长、株长增加量、相对生长速率和干重增加量均随水深的增加而增大,而水深较大或较小时马来眼子菜都会因为光照不足或者容易脱水等因素限制其生长和繁殖.(4)在经过冬季越冬期后马来眼子菜的营养生长能力下降,繁殖能力上升.     

水深梯度对钝脊眼子菜生长和繁殖的影响

水深是影响湿地植物生长和分布的一个重要限制性因子,该研究以具有典型异型叶性的钝脊眼子菜(Potamogeton octandrus)为对象,通过分析浅水处理(10 cm和30 cm)和深水处理(50 cm和70 cm) 4个水深梯度下幼苗生长、生物量及繁殖策略等,探讨钝脊眼子菜在不同水深条件下的适应机制和表型可塑性。结果表明,钝脊眼子菜植株到达水面后出现异型叶,相对生长率显著降低,且与水深梯度呈正相关。钝脊眼子菜的株高随着水深的增加呈现爆发式的增长,10 cm水深的总茎长显著低于其他水深处理。水深对节间数也有显著性影响,其中,30 cm组处理节间数最多;而深水处理组的节间长和生物量均显著高于浅水处理组。分蘖数在4组处理之间均表现出显著性差异,随着水深的增加呈现显著性递减。生物量和地上生物量分配则随着水深增加而明显增加。水深处理对有性生殖指标有显著性影响,水深的增加抑制其有性繁殖。其中,10 cm条件下无花序形成,50 cm水深下的花粉量、P/O比和花序数显著高于其他处理组,且深水处理的结实数和结实率均显著高于30 cm组。这表明钝脊眼子菜可通过调整形态可塑性和生物量分配,并采取不同的繁殖策略,以达到对水深的最佳适应,其中最适水深生长范围在50 cm左右。     

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。     

克隆植物乌菱对底泥磷含量及植株密度的表型可塑性响应

植物,尤其是克隆植物,能够通过表型变化来缓解外界压力,提高对环境的适应能力。该文研究了水生克隆植物乌菱(Trapa bicornis)对底泥磷含量(Sediment phosphorus concentration, SP)、植株密度(Plant density, PD) 及两者间交互作用的可塑性响应,探讨可塑性是否能促进其在富营养化环境中的生长。结果显示,底泥磷含量对乌菱的主菱盘叶数、同化根比根长、吸收根比根长以及叶、茎、同化根、吸收根与植株总磷含量等都有显著影响 (p<0.05),而植株密度对乌菱各生长及生理生态参数均无显著作用 (p>0.05);SP与PD的交互作用弱化了底泥磷含量对乌菱的效应。底泥磷含量和植株密度甚至改变了同化根、吸收根、茎、叶与总生物量之间的异速生长关系。研究结果表明:乌菱的表型可塑性变化主要受底泥磷含量的影响,乌菱通过器官生物量分配、形态结构及生理生态特征的调整来响应底泥磷含量的变化;同时,高的植株密度也可以提高其在富营养化生境下的生态适应性。     

初春马来眼子菜分解对水体和底泥碳、氮和磷积累及释放的影响

通过实验室模拟初春温度(17℃)条件,研究了沉水植物马来眼子菜(Potamogeton malaianus Miq.)分解过程对其有机碳、总氮和总磷的释放,水体和底泥中有机碳、总氮和总磷含量以及水体中铵态氮和硝态氮含量的影响,同时对水体N2和N2O的释放状况进行了分析。结果表明:在70 d的实验周期内,马来眼子菜分解迅速,至实验结束时植株失重率达到86.92%,植株中有机碳量、总氮量和总磷量分别较实验初始时降低了88.51%、88.93%和86.63%;底泥中有机碳、总氮和总磷含量分别较实验初始时增加了5.56%、17.06%和2.17%。在马来眼子菜分解过程中,水体中的溶解氧含量和氧化还原电位均较对照明显降低,并呈现在实验初期迅速下降然后逐渐增加并趋于稳定的趋势;水体中的有机碳、总氮、总磷以及铵态氮含量均较对照大幅度增加,并呈现在实验初期迅速上升然后逐渐下降并趋于稳定的趋势;而水体中的硝态氮含量则呈先下降后上升再下降的趋势。水体中N2和N2O释放通量较对照明显增加,且在实验中期N2和N2O释放通量达到峰值。研究结果表明:随时间推移,马来眼子菜向水体释放的磷大部分沉积到底泥中,而氮则部分沉积到底泥中、部分以气体形式(N2和N2O)逸出水体。     

密度对尖头叶藜生物量分配格局及异速生长的影响

植物器官指示植物不同的功能,而植物器官生物量分配比例的变化表征了植物对资源获取能力的调整。在植物生长发育过程中,植物各器官呈一种明显的异速生长规律。利用异速生长分析方法,通过模拟不同密度(16、44.4、100、400株/m~2)下尖头叶藜(Chenopodium acuminatum)的生长特性,研究密度对尖头叶藜器官生物量分配格局及异速生长的影响。结果表明,随密度增加,尖头叶藜地上和地下器官都存在不同程度的竞争:其中,根和主茎生物量分配增加,茎和地上生物量分配减少,而叶和繁殖生物量分配不随密度变化而变化。研究发现,尖头叶藜各器官间具有显著的异速生长关系:其中叶∶主茎、根∶地上部分、根∶茎、根∶主茎、繁殖器官∶地上部分及繁殖器官∶根生物量间的异速生长不随密度变化而变化,属于表观可塑性;而叶∶地上部分、叶∶根、叶∶茎、茎∶地上部分、主茎∶地上部分、繁殖器官∶茎、繁殖器官∶主茎生物量间具有极显著的异速生长关系,异速指数和个体大小显著受密度变化影响,属于真正可塑性,这表明密度能够影响尖头叶藜各器官的生长变化。尖头叶藜叶∶主茎、叶∶根及主茎∶地上部分生物量间的异速指数在D4-密度时与3/4差异不显著(P0.05),符合生态代谢理论,而在D1—D3密度时与3/4差异显著(P0.05),表明充分竞争的植株更符合代谢理论,而竞争不激烈的植株对资源的投入具有物种特异性。     

干旱区湿地芦苇各器官生态化学计量对土壤因子的响应

了解植物养分浓度及其化学计量对土壤因子的响应,对预测脆弱而敏感生态系统对环境变化的响应至关重要。以敦煌阳关湿地优势种芦苇(Phragmites australis)为对象,通过野外调查与实验分析,研究芦苇不同器官生态化学计量特征及其影响因素。结果表明:芦苇各器官C、P含量为叶>根>茎,N含量及N∶P为叶>茎>根,C∶N为根>茎>叶,C∶P则为茎>根>叶。叶、根C含量显著高于茎(P<0.05),叶、根C含量之间无显著差异(P>0.05),根、茎和叶N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P差异显著(P<0.05);芦苇根N∶P<14,叶片N∶P>16,茎N∶P介于14~16;C含量在各器官之间均无显著相关性(P>0.05),根与茎、叶N含量之间呈极显著正相关(P<0.01),根与茎P含量呈极显著正相关(P<0.01),茎与叶N含量呈显著正相关(P<0.05);土壤盐分与芦苇根和茎N含量呈极显著正相关(P<0.01),土壤P含量与茎P含量呈极显著正相关(P<0.01),土壤有效P与根、茎N含量呈极显著正相关(P<0.01);土壤P是影响芦苇根、茎化学计量的主要因素,土壤盐分是影响叶片化学计量的主要因素,芦苇趋向提高各器官N含量来应对高盐、低P的土壤环境。     

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.     

西太湖水生植物时空变化

水生植物在浅水湖泊生态系统中具有十分重要的作用。根据中国科学院太湖湖泊生态系统研究站1989年以来的常规监测资料,将西太湖（除东太湖以外的湖区）划分为9个区,采用点截法（point intercept method）,于2002～2005年对各区水生植物的种类、生物量和空间分布情况进行了6次调查。结果表明：西太湖现有水生植物16种,分属于11科12属;水生植物总面积约10220hm^2,其中沉水植物分布面积约占64．58％;挺水植物约占0．29％;漂浮植物约占38．16％。各个种之间生物量差异显著,马来眼子菜、荇菜、芦苇的生物量在所有水生植物中居前3位。多样性分析表明,水生植物种类4a来未发生明显变化,但种类和生物量季节性差异较大。水生植物呈环状分布在距湖岸5km以内的水域和部分岛屿周围,东岸和南岸为水生植物的主要集中分布区域,分布区连续性好,且水草种类齐全。挺水植物种类单一,仅有芦苇（Phragmites communis）一种,分布区域多限于水深小于1．6m的湖岸;沉水植物共有8种,为水生植物的主要组成部分,马来眼子菜（Potamogeton malaianus）的分布频度最高,在西山岛周围水域逐年扩张,成为该区域的先锋种;漂浮植物3种,主要以荇菜（Nymphoides peltata）为主,在七都水域有逐渐扩张的趋势。马来眼子菜、芦苇、荇菜表现出对水环境较强的适应能力,目前为西太湖的3个优势种。20世纪50年代以来,西太湖水生植物种类减少了50种,其中水质下降是导致水生植物种类不断减少甚至消失的一个重要原因。围网养殖和不合理的捕捞方式也对局部水域的植物造成极大的破坏。水生植物生存环境日益严峻,种群单一化趋势日益明显。     

太湖水生植物氮磷与湖水和沉积物氮磷含量的关系

 分析了太湖沉水植物、浮叶植物组织及生长环境中的N、P含量,结果表明：太湖沉水植物组织N、P含量一般要高于浮叶植物组织,5月的N、P含量(以干重计)一般高于9月。5月以沉水植物微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)的N(28.452 mg?g－1)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)的P(4.552 mg&;#8226;g^－1)含量最高,浮叶植物荇菜(Nymphoides peltatum)的N(14.363 mg&;#8226;g^－1)、P(1.792 mg&;#8226;g^－1)含量均为最低;9月以沉水植物苦草(Vallisneria natans)的N(25.206 mg&;#8226;g^－1)、P(2.727 mg&;#8226;g^－1)含量最高,浮叶植物荇菜的N(17.245 mg&;#8226;g^－1) 、P(1.519 mg&;#8226;g^－1)含量均最低。沉水和浮叶植物的N、P含量与水体N、P浓度的相关性较为显著;与沉积物N、P的相关性不明显。此外,植物体内的N、P含量亦与植物物种的特性、生长发育阶段和生长状况等内在因素密切相关。     

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。     

Community collocation of four submerged macrophytes on two kinds of sediments in Lake Taihu, China

To explore a method for rapid restoration and artificial regulation of submerged macrophytes in large-scale restoration of eutrophic lakes, the succession and the biodiversity changes of four communities composed of four native, common submerged macrophytes, Hydrilla verticillata, Potamogeton malaianus, Vallisneria spiralis and Najas marina, on two kinds of sediments were investigated. Under low light intensity (reduced by 99%), the plant biomass changed with seasonal changes, plant competition, and environmental stress. The competitive capability for light differed in the four species due to different shoot height and tiller number. After 405 days of transplantation, H. verticillata became dominant in all communities. The biomass of H. verticillata, with strong ability to endure low water light environment, accounted for more than 90% of the total community biomass, and P. malaianus had only weak growth, while V. spiralis and N. marina almost disappeared. Based on livability and biomass of submerged macrophytes on two sediment types, brown clay sediment appeared to be more favorable for the settlement of the plants, while fertile sludge sediment was suitable for vegetative growth. In conclusion, the improvement of habitats and the selection of appropriate plant species are of the greatest importance for ecological restoration of the aquatic ecosystem.     

二氧化碳浓度升高对太湖沉水植物马来眼子菜生长的影响

通过室外培养试验,研究不同CO₂浓度条件下沉水植物马来眼子菜的生长及生理变化.结果表明：CO₂浓度升高(1000 μmol·mol^-1)条件下,马来眼子菜单株的平均生物量增加了44.3%(P<0.01),茎生物量比重下降了5.5%(P<0.05);根和叶中氮含量分别下降了18.1%和6.4%(P<0.05),而茎中氮含量变化不明显(P>0.05);根、茎、叶中磷含量分别增加了22.2%(P<0.05)、26.6%(P>0.05)和38.8%(P<0.05);可溶性糖含量增加了27.3%、18.3%和37.5%(P<0.05);根、茎和叶中全碳含量增加了4.6%、5.3%和2.0%;CO₂浓度升高使水体中氮、磷含量分别下降了7.9%和5.1%(P<0.05),但对底泥中氮、磷的含量影响不明显.CO₂浓度升高将对沉水植物生长及其生境有一定影响.     

东太湖水生植被及其沼泽化趋势

１９９６年东太湖水生植被调查结果表明,沉水植被、挺水植被及浮叶植被面积分别为７３．８、４５．５和６．７ｋｍ２。有９个群丛,其中微齿眼子菜（Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｍａａｃｋｉａｎｕｓ）群丛、菰（Ｚｉｚａｎｉａｌａｔｉｆｏｌｉａ）群丛、伊乐藻微齿眼子菜（ＥｌｏｄｅａｎｕｔａｌｉＰｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｍａａｃｋｉａｎｕｓ）群丛和芦苇（Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓ）群丛分布面积较大,分别占东太湖总面积的３９３９％、２８２７％、１１２０％和６４０％。与１９６０年相比,水生植被变化极为明显,突出表现为环湖水陆交错带的芦苇群丛严重退化和消失,菰群丛发展迅速并向湖心蔓延占据了东太湖总面积的２８２７％;微齿眼子菜取代了竹叶眼子菜（Ｐｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｍａｌａｉａｎｕｓ）、黑藻（Ｈｙｄｒｉｌａｖｅｒｔｉｃｉｌａｔａ）及苦草（Ｖａｌｉｓｎｅｒｉａｎａｔａｎｓ）,成为沉水植被的优势种,占据了东太湖整个湖心区;外来种伊乐藻（Ｅｌｏｄｅａｎｕｔａｌｉ）侵入,并形成一定规模的群丛。综观该湖区水生植被演化过程,可知东太湖已经出现沼泽化趋势,应引起足够重视