水深梯度对竹叶眼子菜生长和繁殖的影响

水深梯度对竹叶眼子菜生长和繁殖的影响 z69/ 第23卷第3期 1999年9月 水生生物学 ACTA}nDRoBIoLoGI( 报 SIN】CA V0l23.No.3 SepL,1999 崔心红 — ——— 一 水深梯度对竹叶眼子菜生长 和繁殖的影响 蒲云海熊秉红李伟陈家宽'" 一一 大072) 1WN-q~430074/一)(中院武汉植物研究所,武汉)'?/ 摘要研究结果明:水辣决定了其生长区内竹叶眼子菜茎的长度,竹叶眼子菜茎叶 比与 水辣有显着相关性,关系式:Y=0.00517X+0.3126;竹叶眼子菜地上与地下部分生物 量分配与 水深段有相关性;沿着水辣梯度,竹叶眼子菜的抽条数(无性繁殖)和花序数呈递减 趋势 关蕾词!坚,竺垦薹,苎,塑 竹叶眼子菜(PotamogetonmalaianusMiq.)又名马来眼子菜,东亚分布种,多年生沉 水草本.是我国长江流域湖泊水生植被的优 势种类之一u,如鄱阳湖,太湖,洪泽湖等都是 其水生植被的主要组成部分1.鄱阳湖竹 叶眼子菜群丛和以竹叶眼子菜为优势种的群 丛占全湖植被总面积的49.7%m. 竹叶眼子菜对水深的耐受范围广,例如 在洱海竹叶眼子菜可分布在水深4.5—86m 的区域1,但一般适宜于1—3m的水深环境. 不仅能在风浪小,透明度大,淤泥深厚,底质 肥厚的湖区生长,而且人类活动的区域,底质 硬而贫瘠的湖区也有分布.其无性繁殖体在 干裂的滩地上也能萌发长出新的植株.生境 不同,竹叶眼子菜生长和繁殖特征存在很大 差异.这对竹叶眼子菜适应不同的水生态环 境具有重要意义.作者研究了水深梯度对竹 图1蚌湖地理位置 g1GeographicalposilionofBangLake ?中国科学院赘豫环境科学技木局重大项目(KZ95卜A1—102和KZ951B1104)赍 助,中国科学院武汉植物研究 所黄德世高级师参加部分野外工作. ?通讯联系作者 1998-09-25收到.l9981}如修回 270水生生物23卷 叶眼子菜生长和繁殖的影响 1研究方法 I.1研究地点概况 蚌湖是鄱阳湖子湖之一,地理位置见图l,蚌湖一般年份水位(吴淞高程)一般稳定于 l3.7—14.5m,13.6m以下系终年积水洼地,洼地内均属水下沉积物,水探不超过2m,水下 沉积物表现为典型的湖相,有机质的含量为1.66%,总氮含量为0.143%,C/N为6.8,全磷 量0.925pg/kg. 1.2取样方法 1998年4月23—25日和6月25,28日,进行了两次调查取样.在竹叶眼子菜分布区 内,沿着水探梯度,用20×20em铁夹随机取样,将竹叶眼子菜连根夹起,每一水探区重复 取样l0次每一水探区取竹叶眼子菜20株,茎叶,地上和地下部分分别称重,测量最长节 间长度,分节数同时,另取竹叶眼子菜20株,对地下茎上的抽条数和花序数进行计数 将上述各样品带回少许并放置于80?1?的烘箱中烘至恒重,再换算成各样品的干重. 2结果与讨论 2.1水深对竹叶眼子菜茎长度的影响 衰1束濯梯度对竹叶限于菜茎的长度的响 Tab1TheresporaeofstemlengthofmalaJanustowater出Dth 往:表中数据为平均值-+95%置信限 从表1可见,随着水探的增加,竹叶眼子菜茎的长度相应增加.不同水探下,竹叶眼子 菜茎的长度比其生长区水深稍长,一般高出20---50em.这可保证多数叶片分布在近水面, 有利于对光辐射的吸收.也可保证其花序长出水面,完成有性生殖过程.取样时发现竹叶 眼子菜茎的分节在不同水探条件下,l一3节(从茎基部数起,下同)节间长度变化不大,但 从第4或5节开始,分节数和节间长度变化较大,体现为随着水探的增加,茎中部的节间长 度增加,分节数也增加.从上述结果可看出:竹叶眼子菜对水探因子适应性很强.通过湖 泊比较调查发现,在龙感湖(湖北省和安徽省交界),黄湖(安徽省宿松县),东湖(武汉市), 不论水质,透明度,基质等环境因子如何变化,竹叶眼子菜对水探梯度都有很好的适应性. 可认为水探是决定竹叶眼子菜茎长度的一个主要因子. 2.2水深对竹叶眼子菜生物?分配的影响 植物生物量分配可以反映出植物生长过程中资源或能量分配的一般特性,它在很大 3期崔心红等:水深梯度对竹叶眼子菜生长和繁殖的影响271 程度上表现出植物的生活史对策特点.作者测定了不同水深条件下竹叶眼子菜营养 生长各部分的生物量分配情况,结果见表2.竹叶眼子菜营养生长期地上部分(茎,叶以及 裹2水深梯度对竹叶服于菜生糟?分配的影响 Tab2Theresponseofbiomassallocationofmataianustowalerdepthgradient 注:表中数值为20个样车盼平均僵 从地下茎上的抽条)生物量平均占全株生物量的91%,地下部分(根.地下茎)生物量占9% 左右.两部分生物量的分配与水深梯度没有相关性,说明水深不是影响地上和地下部分 生物量分配的主要因子.这一结果与Bell等人关于沙漠一年生草本植物的结果相似】. 竹叶眼子菜茎叶比沿着水深梯度逐渐增大,它们之间存在显着的相关关系(正相关). 关系式为Y=0.00517x+0.3126(ir=0.92,P<001).调查发现竹叶眼子菜生物量垂直 分配高峰出现在近水面50em以内(与叶分布在近水面有关),茎生物量垂直分配变化平 缓,叶生物量垂直分配上变化较大.总的说来,从近水面向下叶生物量逐渐减少. 2.3水深对竹叶眼子菜无性繁殖和有性繁殖的影响 取样时间正值竹叶眼子菜的开花时期.作者选择花序数和地下匍匐茎上无性繁殖的 抽条数两项指标,来观测研究水深梯度对竹叶眼子菜有性繁殖和无性繁殖的影响.从表3 可以看出竹叶眼子菜抽条数和花序数沿着水深梯度有递减的趋势,反映竹叶眼子菜生物 裹3水器对竹叶眼于菜抽条数和花序数的影响 Tab3TherespomeofsexualandasexualrelxoducaonofPmalaianustowatergradient 注:表中散据为20个样本的平均值 量分配上的特点.随着水深的增加,竹叶眼子菜为了获得更多的光辐射和有性生殖的需 要,必须使茎伸长至水面附近,这样增加了分配到茎叶部分的生物量,而相应减少了分配 到开花和无性繁殖上的生物量.同时随着水深的增加,水底光照,温度等因子也不同,造 成深水处竹叶眼子菜生长比浅水处竹叶眼子菜生长滞后. 从2.2和2.3可以看出;竹叶眼子菜地上与地下部分,无性繁殖与有性繁殖问生物量分 272水生生物23卷 配存在一种权衡关系(Trade—off),不同水深条件下竹叶眼子菜生物量分配上的差异是 其表型特征对环境可塑性的综合反应…】,表现出竹叶眼子菜生活史对策的特点. 【1】 I2] I3] [4】 [5】 【6】 I7] [8】 I9] [10】 【l1】 参考文献 孙样钟编中国植物志f第八卷).北京:科学出版社.1989,60 官少飞,郎膏,张本.都阳湖水生植被.水生生物,1987.IIl1):9—21 孙顺才,黄漕平主编.太羽.北京:海洋出版杜,1993 朱松泉,窦鸿身着洪泽湖一水资源和求生生物资源台肥:中国科学技术出版 杜,1993 藏全裕.洱海水生植被的韧步研究.海洋潮沼通报,1984,4:3卜I4O 朱海虹,张本着.郝阳湖一水文.生物.沉积.湿地.开发整治台肥:中国科学技术出版 杜,I997 BostoekSJ,BentonRA.ThereproductivestrategiesoffiveperennialCopositea.EcoL.1997. 67:91一 107 Waters1.ShayJAfieldstudyofthemorphologicalresponseofT~ehaglaucashoots 【0awaterdepth gradienLCanJBob199065:2339--2343 BellKLHi甜 Hn.r~lesWESeasonalchangesinbiom~ssaJlocadonineightwinteranaualsofthe Mavedesort.JEcof,1989.67:78l一787 FakhriA.Plantre$oulK~alLocation.London:Acadel~cPressLimited,1997 GrimeJPlantst/a~毋esandvegetationprocesses.Wiky:ChJchester,I979 THEGROWTHANDREPR0DUCT10NRESpONSE0F PDz1DDGEz1口?MALA/AS??Q.T0WATER DEPTHGRADIENT CtaiXinhongPuyunhai)XiongBinghongLiWeiandChenJiakuan (&'hoolofLifeScience,Kl~hanUniversiO'I~han430072) I)'I~hanlnalltateofBotany,7heChineseAcademicScienceWuhan430074) 2](InstituteofBiodiversandInM~tuteofGentic8FudanUnifiersity5~anghai2004330) AbstractAfieldstudywasundertakentoinvestigatethegrowthandreproduction responseofmalaiaVtUStowaterdePtI1gradient_Theresultsshowedthatthestem lengthofP.malaianuswasdecidedwaterdepthwheretheplantgrows.Themis asignificantrelationshipbetweenstem:leaveratioofm口laHZgSandwaterdepth gradient_tI1attI1erelaftonshipbetweenbelow.groundbiomassof卅口/aia?IMSand waterdepthgradientWasnotfoundWithincreasingofwaterdepth,thenumberof planfletandinflorescencegraduallydwindles. KevwordsWaterdepthgradient,PotamogetonmalaianusMiq.,Grow廿1,Reprodu- cfion