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。     

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526～4843g/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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

太湖两种大型沉水植物无机碳利用效率差异及其机理

该文通过pH值漂移实验比较了太湖常见的两种沉水植物菹草(Potamogeton crispus)和马来眼子菜(P. malaianus)对无机碳利用效率的差异,并测定两者无机碳吸收关键酶——碳酸酐酶的活性,探讨了两者无机碳吸收效率差异的原因。根据太湖自然水体的无机碳条件设定了3种不同碱度条件,测定起点pH值和无机碳条件。不同碱度下pH值漂移变化和总无机碳/碱度比值的结果表明,两个种均能利用${HCO_{3}}^{-}$,适应低无机碳条件。两者对${HCO_{3}}^{-}$的吸收速率决定于其浓度大小,该离子浓度越大,光合速率越高。但是对${HCO_{3}}^{-}$的吸收速率存在差异:马来眼子菜在各碱度下终点pH值显著高于菹草,整体光合速率较高。CO₂-光合速率响应曲线表明,在高pH值(CO₂受到限制)时,马来眼子菜对CO₂亲和力较大。尽管菹草在pH值较低(6.5~7.0)时有相对较高的光合速率,但是基于太湖自然水体夏季高pH值(>8.5)条件,马来眼子菜具有更大的生长优势,成为优势种群。两者无机碳吸收速率的差异是造成它们生活史差异和时间生态位的一重要原因。同时,马来眼子菜碳酸酐酶活性明显高于菹草,表明在相同无机碳条件下,前者催化${HCO_{3}}^{-}$与CO₂之间的转化效率更高,这可能是造成两者无机碳吸收速率差异的原因。     

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）。     

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.     

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16000年来沉积环境的演变

通过对太湖钻孔岩芯岩性,结构,构造的剖析及粒度,磁化率的测试,发现冰后期东太湖形成于跑今６５００年前,在距今６５００－５８００年,为一水深约２－３ｍ的,经常受到流水作用影响的浅水湖泊,距今约５８００－５７００年,东太湖曾一度干枯或接近于干枯,距今５７００年以来湖泊变浅,平均水深只有１ｍ左右,由于湖泊变浅,湖底经常遭受波浪的扰动,形成波状层理或透镜状层理。西太湖局部洼地集水成湖的时间比东太湖早,并且     

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     

Effects of Planting Depth,Sediment Grain Size,and Nutrients on Ruppia maritima and Potamogeton perfoliatus Seedling Emergence and Growth

Protocols are now available for seed harvest, storage and germination of several mesohaline and polyhaline species; however, low seedling survival rates point to the need for an increased understanding of factors affecting seedling establishment. Depth of seed burial in sediments and initial seedling growth rates are shown to be limiting factors for photosynthetic competency of Ruppia maritima and Potamogeton perfoliatus. Seedling emergence is inversely proportional to planting depth on sediments ranging in grain size from coarse sands (850 μm) to silt (63 μm). Less than 6% of the seeds of either species emerged when buried to a depth of 3 cm in test sediments. Germination was greatest for seeds placed on the surface of sediments; however, these seedlings were subject to displacement because of the weak and fragile roots produced during early growth. Fine sediments may be more favorable for R. maritima seedling establishment, because seedling emergence and height decreased with increasing sediment grain size. Potamogeton perfoliatus seedlings seem to be more tolerant of a wider range of sediment grain sizes than R. maritima as indicated by the lack of an effect of sediment grain size on P. perfoliatus seed emergence, seedling height, and biomass. Increasing nutrients stimulated seedlings of both species; however, even at the highest concentrations tested, growth, as determined by shoot elongation and leaf and root formation, slowed within 7–10 days. This suggests factors other than mineral nutrients and light limit growth or that growth shifts from aboveground biomass production to belowground vegetative spread.     

Comparative analysis of nutrients,chlorophyll and transparency in two large shallow lakes (Lake Taihu,P.R. China and Lake Okeechobee,USA)

This article compares limnological attributes of two of the world’s largest shallow lakes—Lake Okeechobee in Florida, USA and Lake Taihu in P.R. China. Both the systems support an array of ecological and societal values including fish and wildlife habitat, public water supply, flood protection, and recreation. Both have extensive research programs, largely because of concern regarding the lakes’ frequent cyanobacterial blooms. By evaluating these systems together, we compare and contrast properties that can generally advance the understanding and management of large shallow lowland lakes. Because of shallow depth, long fetch, and unconsolidated mud sediments, water chemistry, and transparency in both the lakes are strongly influenced by resuspended sediments that affect light and nutrient conditions. In the central region of both the lakes, where depth is the greatest, evaluation of limiting factors by a trophic state index approach indicates that light most often limits phytoplankton biomass. In contrast, the more sheltered shoreline areas of both the lakes display evidence of nitrogen (N) limitation, which also has been confirmed in nutrient assays conducted in earlier studies. This N limitation most likely is a result of excessive levels of phosphorus (P) that have developed in the lakes due to high external loads over recent decades and the currently high internal P recycling. Comparisons of these lakes show that Lake Taihu has higher N than, similar total phosphorus (TP) and similar light conditions to that of Lake Okeechobee, but less chlorophyll a (CHL). The latter may be as a result of lower winter temperatures in Lake Taihu (around 5°C) compared to Lake Okeechobee (around 15°C), which could reduce phytoplankton growth and abundance through the other seasons of the year. In these systems, the important role of light, temperature, and nutrients in algal bloom dynamics must be considered, especially due to possible adverse and unintended effects that might occur with projects such as sediment removal, and in the long term, in regard to buffering lake responses to external load reduction. Handling editor: D. Hamilton     

Microbial community structure and biomass estimates of a methanogenic Antarctic Lake ecosystem as determined by phospholipid analyses

Phospholipid analyses were performed on water column particulate and sediment samples from Ace Lake, a meromictic lake in the Vestfold Hills, Antarctica, to estimate the viable microbial biomass and community structure in the lake. In the water column, methanogenic bacterial phospholipids were present below 17 m in depth at concentrations which converted to a biomass of between 1 and 7×10⁸ cells/liter. Methanogenic biomass in the sediment ranged from 17.7×10⁹ cells/g dry weight of sediment at the surface to 0.1×10⁹ cells/g dry weight at 2 m in depth. This relatively high methanogenic biomass implies that current microbial degradation of organic carbon in Ace Lake sediments may occur at extremely slow rates. Total microbial biomass increased from 4.4×10⁸ cells/ liter at 2 m in depth to 19.4×10⁸ cells/liter at 23 m, near the bottom of the water column. Total nonarchaebacterial biomass decreased from 4.2 ×10⁹ cells/g dry weight in the surface sediment (1/4 the biomass of methanogens) to 0.06×10⁸ cells/g dry weight at 2 m in depth in the sediment. Phospholipid fatty acid profiles showed that microeukaryotes were the major microbial group present in the oxylimnion of the lake, while bacteria dominated the lower, anoxic zone. Sulfate-reducing bacteria (SRB) comprised 25% of the microbial population at 23 m in depth in the water column particulates and were present in the surface sediment but to a lesser extent. Biomass estimates and community structure of the Ace Lake eco-system are discussed in relation to previously measured metabolic rates for this and other antarctic and temperate ecosystems. This is the first instance, to our knowledge, in which the viable biomass of methanogenic and SRB have been estimated for an antarctic microbial community.