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CO^2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。

京山县绿林镇菊科植物区系及资源调查分析

对湖北省京山县绿林镇菊科(Compositae)植物区系资源进行了调查,结果表明该区共有菊科植物55属80种,具我国种子植物属15个地理分布区类型中的12个。从起源来看,绿林镇地区菊科植物以温带起源为主,温带属占63.6%(35属),热带属占21.8%(12属),世界分布属占12.7%(7属),有1个中国特有属,说明该地区菊科植物区系有以温带成分为主多类成分共存的特点。该地区菊科资源植物十分丰富,按其性质和用途可分为野生蔬菜类、蜜源植物类、观赏植物类、药用植物类、香料植物类、杀虫植物类等,具有较大开发利用价值。

洱海沉水植物群落恢复与优化初探

近几十年来,在入湖营养盐增加,水质持续下降,藻类生物量逐年升高及水位大幅波动下,洱海沉水植物群落演替速度加剧.2016年7月调查显示:洱海沉水植被退化严重,物种数量显著低于近期(2011年)历史水平,分布面积较有记录的历史最高水平(1980s)下降超过70%,优势物种由1960s的海菜花(Ottelia acuminata)、蓖齿眼子菜(Stuckenia pectinata)和大茨藻(Najas marina)等转变为微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)以及苦草(Vallisneria natans).沉水植物群落在浅水区(0~2.5 m)主要遭受了浮叶植物细果野菱(Trapa maximowiezii)过度生长带来的生境胁迫,在中等水深区(2.5~4 m)面临微齿眼子菜和金鱼藻的过度生长导致的群落结构的单一化影响,而在深水区(>4 m)面临着面积萎缩的风险,这些严重抑制了沉水植物清水稳态效应的发挥.通过对比洱海典型湖湾洱滨村水域沉水植物群落结构在恢复与优化前后的变化,发现洱滨村水域各水深区间沉水植物群落各项多样性指标与恢复物种的丰度均显著提升.因此,我们总结提出了针对洱海典型富营养湖湾沉水植被恢复和管理的建议和对策,以期为后续进一步开展洱海生态系统恢复相关工作提供依据.

洱海四种沉水植物对弱光环境的适应性比较

水下弱光环境是水生态系统沉水植被恢复面临的常见问题,因此研究沉水植物在弱光胁迫下的适应性是必要的.本研究以云南大理州洱海南部重度退化的湖区(惯称湖心平台,曾分布有大面积沉水植物)作为实验地点,选取4种沉水植物——苦草(Vallisneria natans)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)作为研究对象,开展原位盆栽实验,通过比较4种沉水植物的生长情况来选取潜在的目标物种,为洱海湖心平台沉水植被恢复提供科学依据.结果表明:1)水下弱光环境对4种沉水植物生长均造成胁迫,生物量和株高显著性降低,物种间的相对生物量差异表现为:苦草和竹叶眼子菜>轮叶黑藻和穗花狐尾藻,相对株高差异表现为:苦草>竹叶眼子菜>穗花狐尾藻>轮叶黑藻;2)生理特征方面,苦草、穗花狐尾藻和竹叶眼子菜有相似的胁迫反应,均表现为:氮(N)和游离氨基酸含量均升高,碳氮比(C∶N比)、可溶性糖含量与淀粉含量均下降,仅苦草的叶绿素含量升高,而轮叶黑藻的生理胁迫反应表现为:氨基酸含量下降,可溶性糖和淀粉含量升高;3)四者最终存活率为:苦草>竹叶眼子菜>穗花狐尾藻>轮叶黑藻,且苦草相对生物量和相对株高高于其他3种植物.以上原位实验结果表明,与其他3种植物相比,苦草更能适应湖心平台的水下弱光环境,可考虑作为湖心平台沉水植被恢复的目标物种.

在极度弱光和两种底质条件下苦草的生长和生理响应

实验以云南大理州洱海水生植被重度退化区(湖心平台)作为实验地点,探究极度弱光和两种底质(黏土、淤泥)环境下苦草(Vallisneria natans)在恢复过程中的形态及生理响应,并依此探讨底质改善对苦草种群恢复的作用。结果表明:(1)在极度弱光环境下,苦草部分死亡,存活数量下降,并在形态特征和生理特征上均表现出胁迫响应,其形态特征值下降,氮(N)含量和游离氨基酸含量上升,碳(C)含量和淀粉含量下降;(2)苦草不同器官对弱光环境的响应有所差异,叶片(地上部分)受到的胁迫影响大于根茎(地下部分);(3)苦草对弱光环境的响应在不同底质条件下有显著性差异,苦草在黏土底质上表现出更小的胁迫反应和更高的存活数量,两种底质相比较,黏土更适合作为苦草恢复的底质条件。研究表明在洱海当前的水质环境下有希望结合局部的底质改善来实现在南部湖心平台的沉水植物恢复。

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 cm^(2)/d)>扭叶眼子菜(71.70 cm^(2)/d)>苦草(35.48 cm^(2)/d)>竹叶眼子菜(12.09 cm^(2)/d)>眼子菜(3.07 cm^(2)/d)>光叶眼子菜(0.53 cm^(2)/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。