Alien aquatic plants in a thermally abnormal river and their assembly to neophyte-dominated macrophyte stands (River Erft, Northrhine-Westphalia)

Floristic surveys, vegetation mapping, and detailed transect analyses rendered a macrophyte flora of 14 native and five alien taxa of flowering plants in the River Erft, a contributory of the River Rhine in Northrhine-Westphalia. Water temperatures of this river do not fall below 10 °C all the year round, for reasons of geothermically heated water discharged from nearby opencast mining areas. Macrophyte stand structures, composed of the neophytes Azolla filiculoides and Lemna minuta (floating) and Myriophyllum aquaticum, Egeria densa, and Vallisneria spiralis (rooted in the muddy or sandy ground of the river) are described and the ecological requirements of these taxa are characterized. The alien species can be seen as elements that increase the α-diversity of the aquatic vegetation of the River Erft. They do not replace any of the native species, even if shifts in the competition dynamics occur. The colonization by neophytes of the abnormally warmed River Erft can be appreciated as paradigmatic for trends in the macrophyte vegetation of medium-sized rivers in Central Europe when climate-related or discharge-based heating of the waterbody occurs and propagules of alien plants imported by waterfowl or – more important – plants from aquarium waste will find suitable places of existence and spread.     

水深梯度对苦草(Vallisneria natans)克隆生长与觅食行为的影响

为了解水深梯度对苦草克隆生长与觅食行为的影响,通过大型原位浮台实验,将苦草幼苗盆栽后悬挂在不同水深(1.0、2.5、4.0、5.5、7.0 m)下培养,比较其生物量、无性系分株数、出芽数、株高、最大根长和匍匐茎总长的变化,并且评估了植株生物量对这些性状的影响.研究结果表明,随水深的增加苦草的生物量、无性系分株数、出芽数、最大根长、匍匐茎总长均显著降低,而株高随水深梯度呈先增加后降低的趋势.植株生物量仅对出芽数没有显著影响.水深梯度与植株生物量的交互作用仅对无性系分株数和匍匐茎总长有显著影响,而对其他性状没有显著影响,说明这两个性状对水深的响应受到个体发育的影响.     

光照和黑暗条件下苦草(Vallisneria natans)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)对铵态氮的吸收

在室内模拟实验中,研究了光照(50μmol/(m²·s))和黑暗条件下苦草(Vallisneria natans)和穗花狐尾藻(Myrio-phyllum spicatum)对铵态氮(NH₄⁺-N)的吸收速率与去除效果.结果表明,随着外源铵态氮浓度(0,0.01,0.1,1和10 mg/LNH₄⁺-N)的增加,苦草和穗花狐尾藻对铵态氮的吸收速率都是先增加后又逐渐降低,在外源铵态氮浓度为1 mg/L时吸收速率达到最大.同种植物在光照条件下对铵态氮的吸收率不低于黑暗条件下的吸收率;相同光强条件下穗花狐尾藻对铵态氮的吸收率不低于苦草的吸收率.在黑暗条件下,在外源铵态氮浓度为1 mg/L时,穗花狐尾藻对铵的吸收速率是苦草的2.42倍;在光照条件下,在外源铵态氮浓度为1和10 mg/L时,穗花狐尾藻对铵态氮的吸收速率分别是苦草的2.47和1.79倍.因此,在富营养湖泊治理过程中,在沉水植物可耐受铵态氮浓度范围内,可以优先考虑把穗花狐尾藻作为植物修复的先锋物种.     

改性粘土辅助沉水植物修复技术维持清水稳态的原位研究

在富营养湖泊治理实践中,修复沉水植被被认为是改善水质的长效措施,而壳聚糖改性粘土是短期快速改善水质的有效手段.本研究利用改性粘土辅助沉水植被修复,旨在探索改善水质的长效方案.2011年5-11月在太湖梅梁湾开展了四组不同处理(对照、水草、水草+粘土、粘土)围隔实验,在水草(盖度13.0%)和水草+粘土(盖度52.3%)围隔中不同程度重建了苦草群落.实验期内每3 d一次的水质监测表明,粘土处理可显著改善水质,水体总氮(TN)、总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)和叶绿素a(Chl.a)含量分别比对照下降了20.7%、74.6%、31.0%和80.4%,透明度(SD)升高了90.4%;粘土辅助植被修复改善水质效果最长稳,水体TN、TP、PO34--P和Chl.a含量分别比对照下降了36.2%、64.0%、28.6%和71.1%,SD升高了76.4%;低盖度苦草群落单独处理对水质改善效果不显著.在三种处理中,粘土辅助植被修复改善底质效果最好,使间隙水的TN、TP、PO34--P、NH4+-N分别比实验前下降了15.6%、61.7%、55.8%和82.8%.本研究表明改性粘土辅助沉水植被修复可作为重富营养水体中水质改善的整合技术,但其长期生态效应仍需谨慎评估.     

外源氮磷负荷比增加对刺苦草（Vallisneria spinulosa）生长的影响

磷(P)是水生态系统生产力的限制因子,因此,在水体富营养化治理的过程中,许多地方采取了有效的措施控制流域P的排放;但氮(N)来源复杂,难以有效控制,导致湖泊外源的N∶P负荷比日益扩大.植物的生长需要合适的N∶P比,因此,外源N∶P负荷比的增加可能会对沉水植物的生长产生影响.采取控制实验,将刺苦草(Vallisneria spinulosa)栽种于塑料桶中,每隔3 d添加1次N、P营养盐,实验设置5个处理,P外源性负荷量固定为4 mg/(m~2·d),N外源性负荷量分别为0、40、80、120、160 mg/(m~2·d).实验周期为80 d.结果显示:随着N∶P负荷比的增加,刺苦草的叶干重、植株总干重、根干重、叶N及总N含量、叶片数、叶P及总P含量等指标基本保持不变或略有增加,单株总根长、根茎长度、块茎干重和无性系小株数目则呈现下降趋势.结果表明:随外源N∶P负荷比的增加,刺苦草个体生长指标总体呈现不变的趋势,但与种群扩张潜力相关的指标如根茎长度、块茎干重和无性系小株数目等则呈现下降趋势;刺苦草体内累积的N随外源N∶P负荷比的增加而增加,但P的累积保持不变.说明N∶P负荷比的增加对刺苦草个体生长影响不大,但对种群扩张不利;刺苦草对P的吸收也并不随N∶P比的增加而改变.     

苦草(Vallisneria natans)生长期对沉积物磷形态及迁移的影响

模拟湖泊系统构建了“沉积物-水-苦草”(Vallisneria natans)系统,研究了在苦草生长期沉积物、水和苦草三相中磷含量的变化,结果表明:苦草在生长期,能显著降低沉积物中各形态磷的含量,沉积物总磷(TP)、NaOH提取磷(NaOH-P)、HCl提取磷(HCl-P)、无机磷(IP)和有机磷(OP)含量分别降低了...     

鄱阳湖沙湖越冬白鹤的数量分布及其与食物和水深的关系

为了摸清白鹤(Grus leucogeranus)的食物刺苦草(Vallisneria spinulosa)的资源状况和水深对白鹤活动的影响,于1999～2010年期间,对在鄱阳湖国家级自然保护区沙湖越冬的白鹤数量分布及其与食物刺苦草块茎和水深的关系进行了研究.在沙湖设置固定植物样线,每隔50～l00m记录刺苦草及其块茎的数量和生物量,在视野能覆盖整个沙湖的制高点,定点观测白鹤的数量、分布和白鹤所处的水深.在这12a越冬期间,沙湖白鹤的多年总平均数量为46只,其中2002年、2006年和2009年冬季超过90只.11月至翌年1月是白鹤在沙湖比较稳定的时期,超过50只,其中12月是白鹤数量最多的月份,达到120只.白鹤在沙湖的中部偏南地带活动,北部和南端的数量很少.从栖息的植被带来看,白鹤几乎全部在以苦草(Vallisneria spp.)和眼子菜(Potamogeton spp.)为优势沉水植物的区域活动.沙湖刺苦草块茎的平均干重为5.92 g/m2,2005年、2006年和2008年的干重接近或者超过12 g/m2,2010年最少,仅为0.10 g/m2.在1999～2010年期间,沙湖白鹤数量与刺苦草块茎干重不相关,隆冬12月至翌年1月的白鹤平均数量与刺苦草块茎干重的相关系数为r=0.231.在沙湖,有58.15％的白鹤在水深为5～27 cm的环境中活动;其次,有30.63％的白鹤是在水深为40～45 cm的环境中活动.而没有白鹤在旱地和水深及至腹部(46～50 cm)的环境中活动.2010年鄱阳湖特大洪水对白鹤的影响比较大,发现有白鹤到草地上觅食的现象.     

Spread and status of seven submerged pest plants in New Zealand lakes

The distribution of seven submerged aquatic pest plants is reported. Lake vegetation surveys recorded pest plants in 27.9% of 344 lakes, with two species co‐occurring in 5.8%, and three species in 2.6% of lakes. Egeria densa was most frequent (15.4% of lakes), followed by Ceratophyllum demersum (9.0%), Lagarosiphon major (7.3%), and Utricularia gibba (5.5%). Spread since 2000 has continued for five pest plants, with 34 lakes invaded by U. gibba over 2004–08 alone. Early regional sites in proximity to human population centres were likely plant liberations and numerous potential founder colonies remain in garden ponds. Human activities were important for inter‐lake dispersal, with the exception of bird‐dispersed U. gibba. Significant lake associations between pest plants, and with presence of six exotic fish species, suggest common dispersal pathways and similar introduction risks. Therefore, predictions of future spread should be possible based on sources, dispersal pathways, and identifying key risk factors for lakes.     

苦草(Vallisneria natans)对沉积物微生物群落结构的影响

模拟湖泊系统构建了"沉积物-水-苦草(Vallisneria natans)"系统,应用磷脂脂肪酸(PLFAs)法测定在沉水植物苦草不同生长时期沉积物表层微生物群落结构的变化,探讨沉水植物对沉积物中的微生物群落结构的影响.结果表明,从苦草生长初期到旺盛期再到衰亡期,沉积物中有机质含量先下降后上升;总磷、有机磷、无机磷分别下降了8.97%、7.81%、10.28%;沉积物微生物的活性与总磷呈极显著负相关,在苦草生长初期和旺盛期,实验组的沉积物微生物活性大于对照组,而在衰亡期对照组的沉积物微生物活性略高于实验组;不同时期沉积物中微生物群落结构发生了明显变化,组成结构差异显著,微生物组成中细菌占主要成分(占微生物总量的76%~84%);细菌中革兰氏阳性菌占主要优势,且革兰氏阳性菌百分含量随苦草生长呈上升趋势,革兰氏阴性菌呈下降趋势;真菌的百分含量呈上升趋势.     

动、静水条件下苦草(Vallisneria natans L.)对沉积物磷释放的影响

在浅水湖泊中,沉降在沉积物中的营养盐易受到水流的扰动再释放出来,而沉水植物可以在一定程度减少营养盐的释放.借助自主开发的生态水槽,在40 d的实验周期内检测动、静水条件下有、无苦草(Vallisneria natans L.)时沉积物、上覆水中磷含量变化,旨在为沉水植物对湖泊沉积物营养盐释放量的影响估算及水环境质量评价提供科学依据.结果表明:动水条件下,沉积物在没有苦草的保护下总磷含量下降21.8%,而有苦草的保护下总磷含量下降17.7%.苦草根系从周围沉积物中吸收磷,1~4 cm沉积物层的吸收量高于4~8 cm沉积物层.动水槽的上覆水中总溶解态磷浓度和总颗粒态磷浓度均大量增加,并且总颗粒态磷浓度相对于总溶解态磷浓度占较大比例.苦草减少了沉积物中磷的释放,并对上覆水中正磷酸盐有明显的吸收作用.