水体浊度对菹草萌发及萌发苗光合荧光特性的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60NTU和90NTU的混浊水体,将菹草（Potamogeton cripus）石芽分别种植于上述水体中,测定萌发率和萌发苗的株高、叶片数,并利用水下饱和脉冲荧光仪（DIVING-PAM）测定萌发苗的光合荧光特性。结果表明,水体浊度对石芽萌发率没有显著影响,但对萌发速率有一定影响;随着浊度的升高萌发苗株高和叶片数均显著降低（p＜0．05）;菹草萌发苗的有效荧光产量Yield也随水体浊度升高而降低,表明在高浊度水体中萌发苗天线色素吸收光子供给PSⅡ反应中心的效率下降;高浊度导致萌发苗吸收光能用于光化学电子传递的份额（qP）减少,第23天时90NTU水体中的妒为对照的91．4％;水体浊度上升导致qN显著升高,表明在高浊度、低光照胁迫下,萌发苗接收的光能更多的以热的形式耗散掉了,以避免光系统PSⅡ受到过剩光能的伤害;浊度升高引起电子在光合链中的传递速率（ETR）显著下降,第23天时在30、60NTU和90NTU水体中ETR分别为对照的93．3％、88．5％、75．8％,导致参与CO2固定的电子减少,光合作用降低。快速光响应曲线测定结果表明．萌发苗ETRmax和最小饱和光照强度随水体浊度的增加呈下降趋势,光响应能力随水体浊度的增加而显著下降,特别是在90NTU水体中萌发苗的光合作用能力下降显著。因此,在浅而混浊的水体中（水深70cm,浊度低于90NTU）,菹草石芽均能萌发,但是,水体浊度对萌发苗光合作用、生长速率有一定抑制作用。     

菹草石芽大小和贮藏温度对萌发及幼苗生长的影响

通过萌发实验探讨了菹草石芽重量和贮藏温度对石芽萌发及幼苗生长的影响。结果表明：成熟的菹草石芽大小不一,按鲜重划分重量等级,各等级石芽数量占总数量的百分比差异很大,重量中等的石芽数量占到80%以上;重量对石芽最终萌发率没有影响,但重量小的石芽萌发时间较早,重量大的石芽虽然萌发较晚但是最终萌生的幼苗数目较多。石芽重量和萌发结束时幼苗数目之间呈显著的线性正相关(p＜0.05);连续去苗过程中,重量大的石芽萌发率和萌发幼苗数保持较高水平;经过贮藏的石芽与未经贮藏的石芽相比,萌发快且萌发整齐。经过15℃贮藏的石芽萌发最早,高温(25℃)和低温(4℃)贮藏均会使石芽最终萌发出的幼苗数目减少,3种温度下贮藏的石芽最终萌发率和幼苗长度无显著差异。     

光和基质对菹草石芽萌发、幼苗生长及叶片光合效率的影响

通过室内模拟试验,研究了基质和光照对菹草石芽萌发、幼苗生长以及不同光照对菹草生长后期叶片光合效率的影响.结果表明,在光照和缺乏基质的条件下,菹草石芽的萌发率和出苗率提高.基质的存在促进了根的生长,而光对根的生长并未起到促进作用.在无光条件下, 菹草幼苗节间长度明显大于有光处理.在暗处理中, 菹草叶片的质膜透性显著增加.在有光照条件下,有无基质对菹草幼苗叶片叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)以及Chla/Chlb比值的影响为Chla、Chlb的含量增高,Chla/Chlb比值在3.5上下波动;Chla/Chlb最大值和最小值在有基质时分别为4.4和2.8,无基质时为4.2和2.7.但对幼苗处理40 d时,暗处理的叶片质膜透性与有光有基质、有光无基质之间差异极显著(P＜0.01).不同光照处理(自然光、50%自然光、20%自然光和10%自然光)的光合特性差异比较结果表明,在菹草生长后期,在自然光下菹草叶片的F_v/F_m和F_v/F_o的比值与其它3个遮光处理相比存在显著差异(P＜0.05),而在3个遮光处理之间差异不显著.进一步比较F_v/F_m、F_v/F_o、ETR、qP、qN和ΦPSⅡ等荧光参数值的结果显示,在生长的后期,一定程度的弱光会起到促进菹草的光合效率、延缓菹草衰老的作用.     

紫外辐射对菹草成株表型可塑性及石芽的影响

菹草衰亡的原因一直是水体生态修复的研究热点,已有的研究认为强光照是促进菹草衰亡的关键因素,强光照中对动植物有害波段主要为UV-B波段,为此分别将菹草成株置于50、100、150、200μW/cm2剂量的UV-B辐射下,每日持续辐射6h(9:00—15:00),对照组接受的UV-B剂量为0,仅接受UV-A和光合有效辐射,监测菹草生长、形态状况、石芽形成及萌发等指标。结果表明,高剂量UV-B辐射能促进菹草成株的衰亡进程,即使暴露在低剂量UV-B辐射条件下,植株仍然衰亡;植株株高、节间距、叶面积、单株鲜重都受到UV-B辐射的抑制,且随UV-B辐射剂量增加,各项指标明显下降;UV-B辐射对菹草成株形成的石芽数量无显著影响,但形成的石芽随辐射剂量增加变态率增高,长度增加,宽度减少,石芽重量减轻,下一个生长季萌发率降低,萌发出二苗的比率降低,萌发苗各项生长指标随辐射剂量增加逐渐降低。因此,春末夏初UV-B辐射增强可能是导致菹草大批衰亡的重要原因。     

母代环境升温对菹草石芽形态、碳氮元素含量及子代萌发过程的影响

母代环境的影响在水生植物生活史以及子代生长特征方面扮演十分重要的作用。因此, 了解母代环境的影响将有助于预测水生植物生活史特征对未来气候变暖的响应机制。研究以菹草(Potamogeton crispus)为研究对象, 采用实验生态学手段, 通过设置了3种不同升温模式, 研究母代不同升温模式环境下产生的菹草石芽在形态、化学计量学特征及萌发等方面的变化特征。研究结果表明: 不同的升温模式对菹草产生的石芽湿重无显著影响, 但是较高幅度的升温显著促进了石芽长度和宽度的增加; 石芽的化学计量学特征表明, 母代高幅度的升温会导致菹草石芽总N含量显著升高, 同时C/N比显著下降; 母代升温环境对菹草石芽的萌发速率及幼苗生长有一定程度的促进作用。综上所述, 菹草母代环境温度的升高显著影响了石芽的形态、化学计量学特征及萌发情况。     

干旱对湖北省长湖水生植物多样性的影响

将断面法和地理信息系统（GIS）与全球定位系统（GPS）技术相结合,通过比较湖北省长湖2000年（干旱年）与1999年（非干旱年）的水生植物多样性,探讨了干旱对淡水湖泊水生植物多样性的影响,主要结论如下：（1）干旱对长湖淡水湖泊水生植物物种多样性无影响,但可增加优势种数目（从12个至14个）。（2）干旱使长湖水生植物群丛数目从14个增加至18个,且能显著提高各群丛的Simpson与Shannon-Wiener物种多样性指数。（3）干旱显著提高了长湖水生植被覆盖率与各群丛的盖度,并使全湖水生植被平均单位面积生物量与各群从单位面积生物量显著升高。（4）在干旱年（2000年）,长湖挺水植被消失,但浮水植被面积与沉水植被面积显著扩大：分别从1999年的3.71％与41.32%上升至2000年的12.63%与53.84%（占湖泊总面积的百分比）。（5）干旱条件下淡水湖泊水生植物的生长发育明显加快：2000年7月菹草石芽萌发率、菹草幼株长度和野菱黄叶率显著高于1999年同期值。     

基质氮磷含量对菹草生长与繁殖的影响

通过设计6个营养水平的沉积物处理,研究了沉积物中氮磷含量对菹草萌发、生长和繁殖的影响.结果表明:沉积物氮磷含量对菹草石芽的萌发无影响,萌发率均达到100%;随着沉积物中氮磷含量的增加,植物组织氮含量增加,并趋于稳定,磷含量呈现缓慢上升趋势,而植株体内氮磷比值下降,同时,菹草叶片的初始荧光产量(Fo)降低,最大量子产率(Fv/Fm)不断增加,达到一定限度后略有下降,表明菹草光合能力随沉积物氮磷含量的增加而提高,而过高的氮磷水平会降低光合能力;快速光曲线显示,菹草能有效地利用弱光,强光下易出现光抑制现象,但高氮磷营养水平的沉积物可以提高菹草对强光的耐受能力.此外,高氮磷含量也能提高菹草总生物量,但降低了菹草的根茎比.菹草无性生殖能力随氮磷水平的提高不断增强,繁殖策略也得到优化,出现了有性生殖,但结实率平均仅为19.6%.     

水深梯度对菹草生长的影响

用盆栽试验方法,将菹草石芽种植在水下30、60、90、120、150、180 cm的花盆内,研究了水深梯度对菹草生长的影响。结果表明：菹草株高与水深显著相关（P<0.01）,菹草生长的适宜水深范围为90～150 cm;5月7日前后,除水深180 cm组外,其他实验组虽然株高有所增加,但叶片数量反而减少,植株开始衰老腐烂;水深差异对菹草叶片光合色素含量影响不明显;水深30、60 cm组菹草的F_v/F_m、ETR值低于深水处其他处理组,表明在菹草生长的中后期,水面光照对水深浅于60 cm的菹草叶片光合电子传递效率有一定的阻碍作用;从快速光响应曲线可以看出,在菹草生长的中后期,水深<60 cm、>150 cm对菹草生长不利。     

淀山湖3种沉水植物的种子萌发生态

探讨淀山湖３种主要沉水植物（菹草、大茨藻和苦草）种子萌发与种皮、水温以及萌发基质之间的关系,种皮对咱子萌发的限制作用程度与种皮结构有关,种皮破裂后,发芽率和萌发速率均增高,水温对种子萌发具有一定的的促进作用,发芽率均以２０℃时最大,但萌发速率却为２８℃＞２０℃＞１０℃,不同沉水植物种子萌发的最适基质不同,苦草和菹草为水加土,而大茨藻则为土;单纯水中的发芽率和萌发速率均最低。     

沉水植物菹草的人工种子技术

为满足水生态系统重建及水体景观对沉水植物种苗的需求,本文建立了菹草（Potamogeton crispus L.）人工种子的制作方法,并分析了菹草人工种子的萌发条件。结果表明,以海藻酸钠为包埋剂,在包埋剂中添加IBA 1.0 mg/L + 6-BA 0.5 mg/L,制备的菹草人工种子在灭菌自来水中萌发率可达80％,且转株率达20％。在15－25℃之间,温度对菹草人工种子萌发和转株的影响不显著;氮磷水平对菹草人工种子萌发和转株的影响不显著;光强对菹草人工种子的萌发和转株有显著影响,较高的光强有较高的萌发率和转株率,光强为40μmol/ m2. s时,菹草人工种子萌发率、转株率可达67.8％、35.6％;底质对菹草人工种子的萌发和转株有显著影响,菹草人工种子在黄沙壤上的萌发率、转株率分别为60%和42.2%,黄沙壤比淤泥和砂石更适合菹草人工种子萌发和转株;菹草人工种子在野外湖水的试验中萌发率、转株率分别达到28%、15%。     

梁子湖苦草繁殖体的分布及其萌发初步研究

苦草鳞茎(冬芽)在梁子湖的垂直分布深度与其重量呈显著正相关,而重量也与鳞茎芽数显著相关 (P<0.05).埋藏深度、水分状况和鳞茎本身的大小都显著影响鳞茎的出土能力.去除第一位芽和切碎鳞茎后促进了其余芽的萌发;上年产生的未萌发的鳞茎在条件适宜的时候也可以很好的萌发,这些可能成为苦草在鳞茎被牧食后,维持种群数量的有效对策.沙质底比泥质底更有利于苦草种子的萌发,但在没有扰动的情况下,幼苗的定植能力在两种基质中没有显著差异.       

不同类型湖泊夏季浮游生物多元聚类分析

为深入了解湖泊环境生态系统的变化规律,为湖泊渔业和湖泊管理提供基础数据,于2007年夏季测定了武汉市梁子湖、斧头湖、柴泊湖、南湖和野芷湖5个养殖湖泊的浮游生物的数量和生物量。利用SPSS软件,对5个湖泊浮游植物6个门和浮游动物4个类的数量和生物量进行了主成分分析和因子分析。主成分分析和因子分析的结果是不相同的,其原因是两种方法的差异所致。两种方法结合使用,将有效地提高分析结果的准确度。分析结果表明,影响5个湖浮游生物的第1至第6个主成分分别为枝角类桡足类数量和重量因子、轮虫数量重量和绿藻门数量因子、隐藻门数量和重量因子、原生动物数量和重量因子、蓝藻门数量因子、硅藻门数量和绿藻门重量因子。使用SPSS软件,对5个湖泊13个点的浮游生物的数量和生物量予以了层次聚类法,并将5个湖泊的13个点分为5类,即梁子湖和斧头湖敞水区的3号和5号点为一类;梁子湖和斧头湖围拦养殖区的1号和4号点,以及梁子岛附近的2号点为一类;柴泊湖的6、7、8号3个点为一类;南湖原排污口附近的10号点为一类;南湖与野芷湖的其他9、11、12和13号4个点为一类。经分析认为,形成这个结果是由城市废水、生活污水和养殖生产所致。       

湖北省五大湖泊水生植物多样性的比较研究

对湖北省五大湖泊斧头湖、洪湖、梁子湖、长湖和西凉湖水生植物多样性进行了监测、为保护与可持续利用提供依据,本文将断面法与GIS及GPS技术相结合,通过野外调查和分析前人的工作,揭示了五大湖泊水生植物多样性的现状和50余年来的变化,探讨了人为干扰强度与多样性丰富程度及丧失程度的关系,主要结论是:(1)2001年斧头湖、洪湖、梁子湖、长湖和西凉湖各分布有水生植物61种、94种、8种、92种和种,种数/面积比值以重度干扰的斧头湖和洪湖最小(分别为0.53与0.2种/km2),以轻度干扰的西凉湖最大(1.0种/km2).(2)斧头湖、洪湖、梁子湖、长湖与西凉湖现各有水生植物群丛类型5、5、12、12和13个,植被覆盖率分别是16.30%、16.43%、32.56%、45.16%和62.04%,全湖平均单位面积生物量(鲜重)分别为299.0g/m2、64.2g/m2、808.6g/m2、1039.1g/m2和119.8g/m2.(3)近50余年来斧头湖、洪湖、梁子湖、长湖和西凉湖水生植被分布区严重缩小、覆盖率显著下降、生物量极大降低,分别有9、8、5、3和1种水生植物消失,消失的水生植物群丛类型数各为、8、4、2和1个.(4)多样性的丰富程度随人为干扰强度的增强而下降,多样性的丧失程度随干扰强度的增强而上升;围网养殖比围垦对五大湖泊水生植物多样性的破坏更为严重.       

Stay dormant or escape sprouting? Turion buoyancy and sprouting abilities of the submerged macrophyte Potamogeton crispus L.

The ability of asexual propagules to disperse is an important ecological determinant of the spread and establishment of many aquatic species. However, few previous studies have addressed the relationship between the asexual propagule buoyancy and sprouting abilities in submerged macrophytes. For this reason, turions of Potamogeton crispus samples were collected from Lake Liangzi, and an incubator sprouting experiment was conducted. Our results revealed that the floating turions showed higher sprouting rates than that of sinking turions, indicating the former ones are possibly with high levels of primary metabolites. The higher N and P concentrations in the floating turions caused lower C:N, C:P, and N:P ratios in these turions compared with sinking turions, which confirmed the activation of floating turions. The free amino acid and soluble carbohydrate concentrations were also higher in floating turions than those in sinking turions. Our results also revealed that turion leaf porosity rather than starch concentration may determine the density of P. crispus turions. This study makes a contribution to our understanding of how the internal characteristics of turions can (at least partly) determine dispersal outcomes and offers new insights into the dispersal and sprouting of asexual propagules of submerged macrophytes.     

基于水下光照条件和种子库分布指示沉水植物恢复区: 以金湖为例

研究以湖北枝江金湖(由东湖和刘家湖组成)为例, 综合水下光照条件和沉水植物种子库分析, 探讨沉水植物可恢复区的判别方法。研究分别于2018年6月和12月对金湖开展了综合调查, 并在6月开展了种子库调查。结果表明, 金湖富营养化问题较严重, 6月各位点水深-透明度比值均低于沉水植物生长的阈值需求, 范围为0.13—0.25, 平均为0.17; 12月部分位点的水深-透明度比值达到了沉水植物生长的阈值需求, 范围为0.18—0.95, 平均为0.44。各位点沉水植物种子库密度范围为0—200 ind./m2, 平均为24 ind./m2。根据金湖的水下光照条件和沉水植物种子库分布情况, 结合湖底地形, 建议在冬春季透明度较高的时期降低水位, 进行沉水植物恢复工作。通过水下地形、光照条件和种子库的综合分析, 对金湖的沉水植物恢复区进行了划分, 结果显示东湖的东南部、东湖的西岸、刘家湖的西部和东岸作为沉水植物恢复区较为合适。该研究有望为湖泊沉水植物的恢复提供定量化的参考建议, 提高生态修复工程效果和降低管理成本。     

苦草繁殖生态学研究

通过太湖野外调查、室内培养、种子与块茎萌发及幼苗生长试验,对太湖苦草(Vallisneria natans)种群的繁殖生态特征进行了研究。结果显示:1)苦草分配于有性繁殖部分的生物量较无性的大,分别占总生物量的25.0%±13.8%和10.1%±7.0%。雌花数与座果率平均分别为22.9±13.8朵·株^-1和73.3%±17.9%。雄株可以产生11~33个佛焰苞,每个佛焰苞内平均含有364±38朵雄花,每个雄花产生的花粉为128~184粒。每个果实内种子丰富,多达150~360粒,估算太湖苦草种群立地种子量可达1.68×10⁴~1.01×10⁶个·m^-2。但每年种群主要来自地下块茎和匍匐茎,水深、风浪等可能是种子苗难以在湖泊中定植成功的主要因素。2)苦草的块茎数量较大,平均90~226个·m^-2,是种群发展的强大物质基础。3)温度、光照、基质及种子保存方式与时间长短对种子发芽率均有较大影响。10 ℃时种子发芽率较低,仅8.35%±1.89%;20 ℃时发芽率较高,为56.73%±6.42%;30 ℃时发芽率有所降低,为43.55%±4.34%。种子发芽对光照有一定要求,20 ℃、无光条件下,种子发芽率下降63.6%。在没有湖泥为基质的情况下,发芽率下降36.5%。此外,随干燥保存时间增加,种子发芽率下降。4)块茎发芽对光照需求不大,但温度对块茎的发芽率有较大影响,10 ℃时发芽率为20.3%±5.7%,20 ℃时较高,达90.2%±12.6%,30 ℃时发芽率降低至60.4%±7.6%。5)光照对幼苗生长有一定影响。有光照的幼苗伸长生长比无光条件下慢,但生物量积累较大,有光的苗生长速度平均为0.56~0.70 cm·d^-1,无光的为0.86~0.96 cm·d^-1。试验结果还显示,苦草的块茎苗初期的伸长生长主要依赖于基部的根茎生长。6)根据研究结果认为,在湖泊中恢复苦草种群应主要利用地下块茎,种子只适用于相对静止的浅水池塘种植。     

太湖五里湖生态修复示范区水质改善效果分析

鱼类清除和沉水植被恢复常是富营养化浅水湖泊生态系统修复的重要手段。为探讨这种生态系统修复方式对亚热带富营养化浅水湖泊太湖五里湖水质的改善效果,论文研究了五里湖生态修复区与未进行任何修复的对照湖区为期6个月(2010年7～12月)的水质监测数据。数据分析结果表明,生态修复区总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素-a(Chl-a)以及悬浮质(TSS)浓度显著降低,分别比对照区低43.4%、48.3%、65.5%和78.9%,透明度则明显升高,约为对照区的3倍。本研究表明以鱼类清除和沉水植被恢复为主要手段的生态系统修复措施能够有效改善亚热带富营养化浅水湖泊水体的水质。     

武汉东湖水网区底栖动物群落特征及其水质的生物学评价

2008年4-9月间三次对武汉东湖水网区15个水体的底栖动物进行调查,共采集到大型底栖动物50种,隶属于16科41属,其中严东湖底栖动物种数最多,有28种;北湖、青潭湖和杨春湖仅2-3种,其他水体介于以上两者之间。定量分析表明,在超富营养及富营养湖泊中,优势类群均为寡毛类和水生昆虫摇蚊科种类,只是所占比例有所差异;中营养湖泊严东湖,密度上水生昆虫占优势,为总量的59.1%,生物量上软体动物占优势,为总量的96.4%;青山港中,密度上寡毛类占优势,为总量的63.6%,生物量上软体动物占绝对优势,为总量的99.1%。采用Shannon-Weaver多样性指数(H)、Goodnight-Whitley指数(GI)及Biotic Index生物指数(BI)对东湖水网区水体及武汉周边的南北咀、肖四海的水质进行评价,结果显示BI的评价结果与湖泊现实情况基本相符,推荐Biotic Index生物指数作为东湖水网区底栖动物生物评价的指标。       

Low‐molecular weight carbohydrates modulate dormancy and are required for post‐germination growth in turions of Spirodela polyrhiza

The aquatic duckweed Spirodela polyrhiza propagates itself vegetatively by forming turions – bud‐like perennation organs – in the autumn, which spend the winter on the bottom of ponds and then germinate in the following spring and proliferate on the water surface. Newly formed turions usually require a period of cold after‐ripening and light to germinate effectively, but an ample supply of exogenous sugar can lead to germination even in the dark and independent of after‐ripening. The results of the present study indicate that the availability of readily metabolised carbohydrates is a determining factor for turion germination. Freshly harvested turions do not contain soluble, low‐molecular weight carbohydrates at a level sufficient to allow germination to take place, but after‐ripened turions do. Augmentation of the soluble carbohydrate content during after‐ripening derives from gradual breakdown of reserve starch of the turions. The long time required for any germination to be observed in turions incubated in darkness and the limited frequency of germination in the dark (about 50% of turion population), even with an ample external sugar, supply emphasise that both after‐ripening and light are essential for ensuring rapid germination and subsequent frond proliferation at an ecologically appropriate time. The carbohydrate supply required for rapid proliferation of the fronds produced at germination is provided by the rapid light‐induced breakdown of turion reserve starch.