沉水植物(submergent macrophyte)是指植物體完全沉于水氣界面以下,根扎于底泥中或漂浮在水中的類群,這類植物是嚴格意義上完全適應(yīng)水生的高等植物類群。相比其他類群,由于沉沒于水中,陽光的吸收和氣體的交換是影響其生長的最大限制因素,其次還有水流的沖擊。因此該類植物體的通氣組織特別發(fā)達,氣腔犬商多,有利于氣體交換;葉片也多細裂成絲狀或條帶狀,以增加吸收陽光的表面積,也減少被水流沖破的風險;植物體呈綠色或褐色,以吸收射入水中較微弱的光線,常見的種類有狐尾藻、眼子菜,黑藻、伊樂藻等。
在大型水生植物中,挺水植被的生產(chǎn)量是地球上最高的,達40 000-75 000 g DW m-2 a-1;其次是浮葉植物;然后是沉水植物與大型藻類,二者在初級生產(chǎn)力上相當,為100-700 g DW m-2 a-1。
挺水植物在光、水和CO2都充足的條件下,具有較陸生植物更高的生產(chǎn)力;而沉水植物的初級生產(chǎn)力水平受到水下光強減弱和CO2擴散緩慢的限制。
對營養(yǎng)物質(zhì)的固定能力也是以挺水植物最高,沉水植物最低,浮葉植物居中。
大型水生植物是水體中除水層和底質(zhì)以外的第三個重要的礦質(zhì)營養(yǎng)庫。當?shù)V質(zhì)營養(yǎng)不缺乏時,沉水植物體內(nèi)的N13mg/g;P為3mg/g以上。在一個面積為30 km2的中型湖泊中,如果植物的平均生物量為500gDW m-2 a-1,那么正常每年固定的N為195 t,P為45 t。
由于水生植物還具有過量吸收元素的能力,因此,具有減緩生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)速度的功能。 2100433B
浮葉根生植物(floating-leaved macrophyte)指根或莖扎于底泥中,葉漂浮水面的類別。這類植物為了適應(yīng)風浪,通常具有柔韌細長的葉柄或莖,常見的種類有菱、蓮、杏菜等。
栽種水生植物,必須掌握一些原則,使其生長良好. 1、日照:大多數(shù)水生植物都需要充足的日照,尤其是生長期(即每年四至十月之間),如陽光照射不足,會發(fā)生徒長、葉小而薄、不開花等現(xiàn)象. 2、用土:...
完全在水中生長的植物,絕大多數(shù)就是藻類,包括您所熟悉的海帶,屬于藻類植物中的褐藻,藻類唯一的特征就是沒有細胞分化,沒有根莖葉分化的植物。藻類如何在水中呼吸呢?其實水中有少量的氧氣以及二氧化碳。足夠藻類...
植物體長期沉沒在水下,僅在開花時花柄、花朵才露出水面。如金魚藻、車輪藻、貍藻和眼子菜等,表皮細胞沒有角質(zhì)或蠟質(zhì)層,能直接吸收水分和溶于水中的氧和其他營養(yǎng)物質(zhì),根部退化或完全消失。葉片上的葉綠體大而多,...
生活周期:多為一年生或多年生草本植物。
繁殖:以無性繁殖為主。無性繁殖的主要方式是休眠體,而以植株作為繁殖體的多年生長方式總體上不占優(yōu)勢。有性繁殖通常只占25%以下。
雖然在時間上出現(xiàn)的有早有晚,生活周期的長短也不一致,但季節(jié)性生長一般以春秋型為主。
在穩(wěn)定的水體中,水生高等植物的分布規(guī)律是自沿岸帶向深水區(qū)作同心圓式分布,各生活型帶間是連續(xù)的,從沿岸向湖心方向各生活型的位置依次為:濕生植物-挺水植物-浮葉和漂浮植物-沉水植物。
水深是各生活型向內(nèi)分布的限制因子,競爭是其向外分布的限制因子。
大型水生植物的植被結(jié)構(gòu)比陸生植被簡單:各層片基本不重疊,植物群叢基本為單優(yōu)勢群叢或兩種共同優(yōu)勢群叢。植被類型分為濕生、挺水、根生浮葉、漂浮和沉水等類型。
由于水體對氣候變化有巨大的緩沖作用,大型水生植物地理分布與氣候的關(guān)系沒有陸生植物那么顯著,水生植物的世界性廣分布種較為普遍,但也有一些氣候性種、地區(qū)種和特有種。
漂浮植物(floating macrophyte)指植物體完全漂浮于水面上的植物類群,為了適應(yīng)水上漂浮生活,它們的根系大多退化成懸垂狀,葉或莖具有發(fā)達的通氣組織,一些種類還發(fā)育出專門的貯氣結(jié)構(gòu)(如鳳眼蓮膨大成葫蘆狀的葉柄),這為整個植株漂浮在水面上提供了保障。常見種類有紫背萍、浮萍、鳳眼蓮、滿江紅等。
大型水生植物是除小型藻類以外所有的水生植物類群。它們在生理上依附于水環(huán)境,生活周期中至少有一部分發(fā)生在水中或水表面。由多個植物門類的物種組成,包括非維管束植物、低級維管束植物和高級維管束植物。
挺水植物(emergent macrophyte)是以根或地下莖生于水體底泥中,植物體上部挺出水面的類群。這類植物體形比較高大,為了支撐上部的植物體,往往具有龐大的根系,并能借助中空的莖或葉柄向根和根狀莖輸送氧氣。常見的種類有有蘆葦、千屈菜、香蒲等。
水生大型植物植物分類
一般將其按生活型分為:挺水植物、浮葉植物(漂浮植物與根生浮葉植物)和沉水植物。
挺水植物(emergent macrophyte)是以根或地下莖生于水體底泥中,植物體上部挺出水面的類群。這類植物體形比較高大,為了支撐上部的植物體,往往具有龐大的根系,并能借助中空的莖或葉柄向根和根狀莖輸送氧氣。常見的種類有有蘆葦、千屈菜、香蒲等。
漂浮植物(floating macrophyte)指植物體完全漂浮于水面上的植物類群,為了適應(yīng)水上漂浮生活,它們的根系大多退化成懸垂狀,葉或莖具有發(fā)達的通氣組織,一些種類還發(fā)育出專門的貯氣結(jié)構(gòu)(如鳳眼蓮膨大成葫蘆狀的葉柄),這為整個植株漂浮在水面上提供了保障。常見種類有紫背萍、浮萍、鳳眼蓮、滿江紅等。
浮葉根生植物(floating-leaved macrophyte)指根或莖扎于底泥中,葉漂浮水面的類別。這類植物為了適應(yīng)風浪,通常具有柔韌細長的葉柄或莖,常見的種類有菱、蓮、杏菜等。
沉水植物(submergent macrophyte)是指植物體完全沉于水氣界面以下,根扎于底泥中或漂浮在水中的類群,這類植物是嚴格意義上完全適應(yīng)水生的高等植物類群。相比其他類群,由于沉沒于水中,陽光的吸收和氣體的交換是影響其生長的最大限制因素,其次還有水流的沖擊。因此該類植物體的通氣組織特別發(fā)達,氣腔犬商多,有利于氣體交換;葉片也多細裂成絲狀或條帶狀,以增加吸收陽光的表面積,也減少被水流沖破的風險;植物體呈綠色或褐色,以吸收射入水中較微弱的光線,常見的種類有狐尾藻、眼子菜,黑藻、伊樂藻等。
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沉水植物水質(zhì)凈化研究及在前置庫中的應(yīng)用
湖泊富營養(yǎng)化已成為一個世界性的環(huán)境問題。利用水生大型植物富集氮磷是治理、調(diào)節(jié)和抑制湖泊富營養(yǎng)化的有效途徑之一。湖泊水環(huán)境包括水體和底質(zhì)兩部分,水體中的氮磷可由生物殘體沉降、底泥吸附、沉積等遷移到底質(zhì)中。對過去的營養(yǎng)狀況的追蹤表明,水生植物可調(diào)節(jié)溫度適中的淺水湖中水體的營養(yǎng)濃度[2]。而大型沉水植物則通過根部吸收底質(zhì)中的氮磷,從而具有比浮水植物更強的富集氮磷的能力。沉水植物有著巨大的生物量,與環(huán)境進行著大量的物質(zhì)和能量的交換,形成了十分龐大的環(huán)境容量和強有力的自凈能力。在沉水植物分布區(qū)內(nèi),COD、BOD,總磷、銨氮的含量都普遍遠低于其外無沉水植物的分布區(qū)[3]。而漂浮植物的致密生長使湖水復氧受阻,水中溶解氧大大降低,水體的自凈能力并未提高,且造成二次污染,影響航運。挺水植物則必須在濕地、淺灘,湖岸等處生長,即合適深度的繁衍場所,具有很大的局限性。
不同的沉水植物對水體中的總氮總磷均有顯著的去除作用。在關(guān)于常見沉水植物對滇池草海水體(含底泥)總氮去除速率的研究中發(fā)現(xiàn):物種去除能力的大小順序依次為伊樂藻>苦草>狐尾藻>篦齒眼子菜>金魚藻>菹草>輪藻。隨著時間的延長,水體中總氮濃度呈負指數(shù)形式衰退,且在實驗的總氮濃度范圍內(nèi)(2.628~16.667mg/L)每種沉水植物的去除速率隨總氮濃度的增加而增加[4]。此外,黑藻(Hydrillaverticillata(L.f.)Royle)對磷的需求較低,并可利用重碳酸鹽作為光合作用的碳源。
磷吸收是主動過程[6]。在亞熱帶濕地中,磷主要是在植物內(nèi)流動,而氮主要是通過沉積作用和反硝化作用進行流動。對于夏季浮游植物(主要是外來藍藻),磷是限制因子。據(jù)推測:磷循環(huán)強烈依賴于大型植物的調(diào)節(jié);底泥中磷的衰竭影響植物香蒲(Typhadomingensis)的減少,而隨后磷的有效性的增加又使其重現(xiàn)[7]。在對東湖的圍隔實驗中,結(jié)果顯示了沉水植物在磷營養(yǎng)滯留物中的關(guān)鍵地位[8]。沉水植物均能從葉、根狀莖(主要是葉)來去除水中的標記碳,從而促進了流水生境中碳的吸收、遷移和釋放[9]。淡水沉水植物系統(tǒng)對營養(yǎng)物的去除有很好的作用:對氮主要是通過反硝化作用,對磷則是生物吸收和隨后的植株收獲。