莕菜属植物在太湖的种群扩张机制及其环境效应研究

近几十年来国内外学者围绕湖泊富营养化开展了一系列研究，取得了诸多重大进展。然而最近产生的一些新生态问题应引起足够关注，如全球气候变暖可能导致自由漂浮和浮叶植物扩张，抑制沉水植物生长，并进一步影响生态系统物质循环。莕菜属植物（Nymphoide Seguier）是根着浮叶植物，广泛分布于我国南北各省，对水域生态系统影响深远。纵观国内外文献报道，涉及莕菜属植物与水环境相互影响研究甚少。据调查，近年来莕菜属植物在太湖迅速扩张，已严重影响航运和渔业生产，但在影响沉水植物生长、水中氮磷平衡乃至生态系统演替方面，以及扩张的原因至今尚无报道。本研究拟通过对太湖莕菜属植物现场观测，结合繁殖体萌发与幼苗生长、种间竞争、对沉水植物生长影响等试验，探索荇菜和金银莲花种群在太湖的繁殖策略、扩张机制及对沉水植物生长、水及沉积物氮磷含量影响，评估莕菜属植物对太湖水体氮磷调蓄能力，为湖泊水生植被科学管理提供依据。

近年来莕菜属植物在太湖迅速扩张，已严重影响航运和渔业生产，但在扩张的原因和环境效应方面，至今尚无报道。本研究拟通过对太湖莕菜属植物现场进行观测，结合室内实验，探索莕菜种群在太湖的繁殖策略、扩张机制及对环境的影响，从而为科学管理湖泊水生植被提供依据。主要结论如下：.（1）利用Landsat TM影像解译太湖莕菜群落的时空动态，结果显示，近30年来太湖莕菜群落扩张速度快。（2）莕菜具有极强的有性繁殖和无性繁殖潜力。莕菜种子产量较高，且莕菜种子具备一定浮力，这有助于种子的迁移扩散；太湖莕菜立地周年种子库调查显示莕菜群落立地具备持久性种子库，该种子库可能在种群更新中发挥重要作用。莕菜可利用匍匐茎蔓延和断枝等无性繁殖方式来扩大种群。莕菜匍匐茎的延伸速度极快，延伸速度与底泥肥沃程度呈正比，其延伸长度亦与基质营养水平密切相关。莕菜匍匐茎密度较高（60个/m2），这为莕菜断枝繁殖提供了充足的繁殖体。莕菜断枝的漂浮能力强，利于种群的扩散。（3）莕菜群落面积的波动可由碱度和温度因素的线性组合来解释。太湖水体碱度对莕菜群落面积的影响最大，碱度的增加促进了莕菜群落面积的增加。太湖地区平均气温升高对近年来太湖的莕菜大面积扩张可能具有促进作用。（4）野外调查显示在莕菜单优群落中，常有数种沉水植物和浮叶植物伴生。受控实验显示伴生的沉水植物苦草能较好的适应弱光条件，正常生长发育。莕菜群落并没有完全排除其他物种而现成单一群落。（5）莕菜群落对水体营养循环产生深远影响。莕菜叶片和叶柄腐烂分解速度较快，丧失50%质量所需要的时间分别为20天和14天，因此莕菜凋落腐烂分解将对水体营养负荷产生深远影响。.