您好!欢迎来到水生态环保网

水生态环保网

细说苦草 || 苦草的生物学特征及胁迫因子详解

  • 水生植物
  • 来源:水生态环保网
  • 作者:柴夏,等
  • 时间:2023-03-01 15:50
  • 阅读:4551

本文参考众多文献资料,对苦草属的生物学特征、繁殖方式、影响因子(环境影响因子和生物影响因子)等做了较为全面的论述。

文章来源:柴夏,刘平平,关宝华. 苦草属(Vallisneria)植物的生态学及其应用研究进展. 原文于2022年发表于《环境生态》杂志





1、苦草属的分类



苦草属( Vallisneria) 是由瑞典植物学家Carl Linnaecus 在1753 年命名的,本属有6~10种,分布于两半球热带、亚热带和温暖带。

按照《中国植物志》第8卷,我国有3种,分别为苦草(V.natans)、刺苦草(V.spinulosa)和密刺苦草(V.denseserrulata)。其中在长江中下游地区的湖泊中刺苦草为优势种,苦草为常见种,密刺苦草分布较少。

▽ 苦草属植物生物学特征

640.png

640.png

3种苦草属植物从形态上较难区分,主要从叶脉是否具刺、雄蕊数量以及种子是否具翅等进行区分,也可通过SSR信息分析进行分类。





2、苦草属繁殖方式



总体可分为有性繁殖(种子)和无性繁殖(根茎、块茎和无性分株)两类。

一般而言,苦草在两种生殖方式之间,会选择耗能少的生殖方式。比如水深1m左右的浅水区,以有性繁殖为主;2~3m的水深有性和无性方式均有;3m以上水深通常以无性繁殖为主。

由于苦草为雌雄异株,开花的植株较少,导致传粉和受精成功率较低,所以在自然条件下,无性繁殖为苦草的主导。

| 有性繁殖

在南方地区,苦草种子一般于5月开始萌发,6~10月进入营养生长旺盛期,10月中下旬果实开始形成,12月中下旬种子发育成熟后方可捞出。据测算苦草种子的亩产量约为10kg,每kg的种子约为600万粒,播种用量为每亩15~30g

苦草种子发芽率受保存时间影响大,干燥保存4年的种子几乎不再发芽。自然温度和光照下,苦草种子萌发率为40~70%,5~6月份水温在20~30℃左右萌芽率较高,7月份以后不再萌芽。

基底条件对发芽率影响较大,在黄土基质中发芽率显著高于其他基质。

掩埋深度对萌芽率也有影响。掩埋1cm的苦草种子具有较好的发芽率,掩埋深度达5cm时萌芽率几乎为0。

风浪对种子成活率影响较大,种子一般只适用于育苗和扰动较小的浅水种植。

| 无性繁殖

一株苦草,一年可通过侧生芽产生无性系分株10~90株,可形成1~3m2的群丛。

一株苦草可产生匍匐茎3~5根,长度范围1.7~11.2cm,高密度下匍匐茎最高可生长5根,苦草繁殖密度的最佳值为10~50株/m2

苦草的根状茎能存活2年以上,亚热带地区的冬季,苦草属地上部分死亡,根状茎埋藏在基底下5~30cm的深度,当来年春季水温达到10℃以上时即可萌发。

块茎是刺苦草特有的一种越冬休眠芽,适宜埋深土层0~10cm,土层厚度超过30cm时萌发率几乎为0。每一块茎可萌发3~5株幼苗,成活率高。





3、环境影响因子



环境影响因子主要指非生物因子,包括基质条件和水体营养盐浓度等。

| ①基质

苦草能适应砾石、细沙、硬泥和软泥等各种基质,在软泥中生长最好。

但软泥太厚、有机质含量过高,会引起苦草根部缺氧,发生烂根现象。研究表明,超过50cm厚度的基质不利于苦草萌发。

苦草形成群落后也能改善基质化学性质,影响深度可达到10cm以上。在黑臭底泥条件下种植苦草,能促进沉积物降解,降低致黑物质亚铁离子和致臭物质硫化氢的含量,明显削减水体黑臭味

苦草根部也能降低底质中的营养盐,固氮锁磷,改善沉积物细菌群落组成。

| ②水中营养盐

苦草能通过叶片被动吸收水中的营养盐,对水体中N、P耐受范围很宽。

试验条件下,苦草在TN1.5~4mg/L,TP0.15~0.4mg/L的水体中表现出较强的适应性,净化能力强,使水体保持清澈状态。

当TN浓度达到10mg/L、TP浓度达到0.4mg/L时,苦草的生长受到严重胁迫,难以萌发新芽,植株面临枯萎死亡威胁。

| ③水深

水深对水下光照、水温、溶氧、附着生物和水压都具有重要影响,从而间接影响苦草的生长和分布。

在透明度高、营养盐低时,苦草在抚仙湖可以分布到水深20m的水域,鄱阳湖在7.46m也发现存活良好的苦草。但在营养盐含量较高的水体中,苦草适宜繁殖的水深为2m以内

苦草虽然在高透明度的水体中可以分布到较深的水域,但无论湖泊深浅或营养多寡,苦草只能在0.5~5m的水深范围内形成高密度的种群,超过6m的水深仅能形成零星的小群丛。

| ④光照

水下光照条件是沉水植物赖以生存的基本前提。

大多数沉水植物只需要1%~3%的水面光照以维持基础生理代谢,但植物的生长、繁殖和防御等行为需要额外消耗资源,需要10%~20%的光照才能维持种群延续。

在我国,利用苦草进行水生态修复时,基底附近的光强范围需保持在水面光强的7.1%~43.3%,尽量维持在10%以上。


| ⑤温度


当水温达到15℃、底质温度达到8℃以上,苦草开始萌发和生长;

水温为20℃及以上时,苦草快速生长

水温高于30℃时,苦草会受到温度胁迫;

水温高于40℃时,苦草叶片会因温度过高出现死亡现象。

大部分苦草在冬季营养体衰亡,但密刺苦草能以绿色营养体越冬。

| ⑥悬浮物

水体浊度和悬浮物影响水下光照条件,进而也影响苦草生长。

在水深小于1m的水体中,浑浊对苦草的影响相对较小。

当水体浊度>30NTU时,水下光强不足自然光强的4.5%,苦草幼苗生长会受到严重影响。

自然水体中,苦草对总悬浮物的耐受范围一般在16.0~57.3mg/L

| ⑦水体流场

水体流场对“沉积物—水”界面具有明显的扰动作用,导致底泥再悬浮和氮磷释放,直接影响水草的演替并导致浮游藻类的爆发。

河流中0.3~0.4m/s流速下生长的苦草与静态水区相比,动态水区的苦草植株矮小,叶片狭窄。浅水湖泊表面风扰动下,风速5m/s的长期水流环境中,苦草生长和净化能力受到抑制。

| ⑧盐度

亚洲苦草在盐度3.5‰的咸水中可以正常生长,在盐度为7‰的水体中种子不能发芽。欧亚苦草能在盐度20%的海水中生存,在12%的海水中生长繁茂。

耐盐性试验中,苦草在盐度0.5‰、1.5‰条件下能正常生长,无明显伤害症状;在2.5‰条件下,初期无明显症状,后期表现出轻度伤害症状;3.5‰盐度下,苦草达到了中毒伤害。

龙伦明等研究发现,盐度1.37‰下沉水植物以马来眼子菜、篦齿眼子菜为优势种;在盐度0.18‰的水体中沉水植物以黑藻和苦草等水鳖科植物为优势种。

水生态修复时,将盐度对苦草的伤害浓度确定为3.5‰,受影响浓度为1‰较为合理。

| ⑨有毒污染物

有毒污染物包括有机药剂、重金属等,当其大于胁迫阈值时对枯草影响较大。胁迫阈值如下:

▽有毒污染物对苦草的胁迫阈值

640.png





4、生物影响因子



生物影响因子主要包括浮游动物、底栖动物、鱼类、其他水生植物等竞争关系等。

| ①大型底栖动物

大型底栖动物主要为虾类、螺类和贝类。

对苦草影响较大的主要为植食性底栖动物,包括椭圆萝卜螺、耳萝卜螺、福寿螺,其以苦草为食,密度低时能促进苦草的更新代谢,密度高则对苦草形成牧食压力。

藻食性底栖动物通过滤食、刮食藻类,能清洁苦草叶片附着物,有利于苦草生长。藻食性底栖动物主要有环棱螺、纹沼螺、河蚌等。

肉食性和杂食性底栖动物以虾、蟹为主,对苦草生长繁殖具有较大影响。

| ②鱼类

鱼类对苦草的破坏作用主要为直接牧食破坏苦草生长环境两种方式。

破坏苦草生长环境主要表现为鱼类扰动,导致底泥再悬浮,水体浑浊使苦草难以进行光合作用等。


▽ 常见鱼类对苦草的影响参照表

640.png


| ③水生植物

苦草与其他水生植物对光、营养盐等存在竞争关系。

苦草春季发芽较晚,生长较慢,面对较高冠层的水草如狐尾藻,处于竞争劣势;但在贫营养水体,由于苦草根系发达,竞争力反而高于狐尾藻、黑藻等。

一些冬季型水草对苦草影响较大,如菹草、外来物种伊乐藻等,引种时需注意。

全部评论(0)
推荐阅读
  • 提高水生态监测数据质量,有哪3个关键?
  • 提高水生态监测数据质量,有哪3个关键?
  • 当前,由生态环境部黄河流域生态环境监督管理局监测与科学研究中心(以下简称“监测与科研中心”)承担的黄河流域水生态环境监测工作的重心,正逐步由传统的水环境监测向包含水环境、水生生物和物理生境因子等在内的综合性水生态监测方向转变,对于更加准确地开展水生态监测工作,做好水生态监测全面质量管理工作至关重要。那么,如何提高水生态监测数据质量?如何做好质量管理工作?带着这些问题,记者采访了监测与科研中心生态监测室负责人、高级工程师秦祥朝。1、水环境
  • 更多技术
  • 来源:中国环境
  • 编辑:张丹整理
  • 时间:1686538623:
  • 阅读:2320
  • 水利部信息中心解读:数字孪生水网建设思路初探
  • 水利部信息中心解读:数字孪生水网建设思路初探
  • 数字孪生水网是建设国家水网的重要内容,也是推动新阶段水利高质量发展的重要标志之一。数字孪生水网主要是聚焦水网跨流域跨区域等特点,以及联合调度等业务需求开展建设。数字孪生水网通过对物理水网全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演,与物理水网同步仿真运行、虚实交互、迭代优化,实现对物理水网的实时监控、联合调度、风险防范,进而提高国家水网智能化管理调控能力和安全保障能力。一、数字孪生水网建设总体框架数字孪生水网应按照“需求牵引、
  • 更多技术
  • 来源:水利部
  • 编辑:水利部信息中心副主任成建国
  • 时间:1686193066:
  • 阅读:2316
  • 不同污染的水体,该怎么选择水生植物?
  • 不同污染的水体,该怎么选择水生植物?
  • 本文主要参考文献:陈琳,李晨光,李锋民,等.水生态修复植物水质净化能力综述.原文于2022年发表于《环境污染与防治》。文章查阅了大量文献,对比了常见水生植物对氮、磷、重金属和化学需氧量(COD)的净化能力,分析它们对污染物去除的影响因素,为水生态修复相关工作提供理论指导。1、净化氮、磷植物挺水植物对水中总氮去除率较高。其中有45%的挺水植物总氮去除率达到90%以上,美人蕉、芦苇、芦竹的总氮去除率更是高达99.1%;沉水植物对氨氮的去除率
  • 水生植物
  • 来源:水生态环保网
  • 编辑:陈琳,等
  • 时间:1677829555:
  • 阅读:4230
  • 小微湿地的“窘境”与设计规范 || 标准规范
  • 小微湿地的“窘境”与设计规范 || 标准规范
  • 2022年第三次全国湿地资源调查数据显示,我国湿地总面积5635万公顷,占国土面积的5.58%,位列世界第四位。所有湿地中,小微湿地(农村600m2、城市400m2以上)占比约1/4。可以说,小微湿地总盘子不小,但关注度一直不高,国家和省级湿地公园、湿地保护区等才是关注热点。在乡村处处可见的小微湿地,长期饱受着水面萎缩、水质污染、利用无序等窘境,很大程度已经成为隐形消失的自然资产。国内如此,国外也如此。随着我国乡村振兴等战略的提出,中国
  • 生态湿地
  • 来源:水生态环保网
  • 编辑:林夕成
  • 时间:1677829321:
  • 阅读:3801
  • 水生态修复中,恢复沉水植物为何至关重要?
  • 水生态修复中,恢复沉水植物为何至关重要?
  • 在水生态修复工作中,恢复水生植物尤其是恢复沉水植物被广泛认为是水体治理的有效途径。太多实践表明,有沉水植物生长的区域,水体大多清澈;缺少沉水植被的水体,则往往浑浊或长藻,水底荒漠化,甚至黑或臭。以浅水湖泊成功修复的典型——惠州西湖为例,通过恢复沉水植物群落结构,惠州西湖子湖南湖从以浮游植物为主导初级生产力的“藻型湖泊”转变为以沉水植物为主要初级生产力的“草型湖泊”,形成了稳定的食物网结构,透明度由30cm提高至150cm,水体总
  • 水生植物
  • 来源:水生态环保网
  • 编辑:张丹
  • 时间:1677736809:
  • 阅读:6040
联系我们
得善生态科技(上海)中心
上海市闵行区国家863软件孵化器基地技术中心楼422
邮箱:iwater@iwater18.com
Copyright 2025 iwater18.com All Rights Reserved. 水生态环保网 版权所有 沪ICP备2021036575号-1
  QQ咨询

高老师 张老师

  咨询热线

130-6278-3986
(早9:00-晚6:00)

  微信咨询

扫码关注
点点租

  会员中心
  返回顶部