不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究

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1、刘伟龙等：不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究367不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究刘伟龙1,2，胡维平1*，陈桥1,21.中国科学院南京地理与湖泊研究所，江苏南京210008；2.中国科学院研究生院，北京100039摘要：马来眼子菜（PotamogetonmalaianusMiq.）是目前太湖沉水植物优势种之一。文章比较分析了3种不同底质和透明度情况下马来眼子菜的生长特征，探索其在太湖不断扩展的原因及其适应性。分别选取粘土质粉砂、粉砂和下蜀黄土底质上生长的马来眼子菜进行观察试验。结果表明，这3种底质在粒度组成、营养盐和分布特征上具有显著差异。在太湖粘土

2、质粉砂和粉砂底质上马来眼子菜的生物量比下蜀黄土底质上的马来眼子菜高，其生物量随着底质营养盐的增加而增加。马来眼子菜与觅光相关的形态指标，如高度、节间距、节数、叶数、叶长及叶面积均随着底质营养盐的增加而显著增加。马来眼子菜的冠层高度与水体的透明度呈显著负相关，表明其对剧烈变化的湖泊光环境具有很强的适应能力。马来眼子菜在不同底质上的形态可塑性是其优先占据湖泊资源成为优势种的重要原因。关键词：马来眼子菜；底质；透明度；表型可塑性；太湖中图分类号：Q948.8文献标识码：A文章编号：1672-2175（2007）02-0363-06刘伟龙等：不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性

3、研究367水生植物作为湖泊生态系统的重要调节者，在固定底泥、防止沉积物再悬浮、净化水质等方面具有重要的作用[1-6]。多数水生植物主要依靠克隆繁殖进行种群繁衍，因为水生环境比陆生环境更加有利于植物的克隆生长[7-8]，加之水生植物基因多样性不如陆生植物丰富，因此，表型可塑性则成为水生植物适应水生环境的优势特征[9]。水生植物对于不同生境的形态可塑性响应具有重要的生态学意义[10-11]。图1研究地点示意Fig.1LocationofstudyareainTaihuLakebasin马来眼子菜(PotamogetonmalaianusMiq.)，又名竹叶眼子菜，是眼子菜科眼子

4、菜属多年生水生植物，分布于日本、印度、菲律宾群岛、婆罗洲、马利亚纳群岛和琉球群岛，在我国台湾、广东、江苏、安徽、云南、贵州、四川等地均有分布。目前是太湖沉水植物的优势种之一，并且在局部湖区逐步扩展成为先锋种[12]。自然状况下马来眼子菜主要依赖营养繁殖来实现种群的更新与扩展，地下根茎及其上形成的块茎状芽体(具鳞根出条)是主要的营养繁殖体。虽然马来眼子菜能产生大量的成熟种子，但是实生苗很少发现[13]。目前在沉水植物对不同底质类型的表型可塑性响应方面研究较少[14-15]，沉水植物的冠层(canopy)高度与水体的透明度之间的关系鲜有涉及。本文以马来眼子菜为对象，用实验生态学

5、方法研究其对不同底质和透明度的形态可塑性响应，探讨马来眼子菜在异质性环境中的生物量投资和表型可塑性，揭示其对资源的获取行为和生态对策，对理解湖泊生态系统功能和重建水生植被具有一定的指导意义。1实验样点的布设及概况根据研究需要，分别选择3个研究地点（图1）。其中在太湖中设立两个样点S1(31°23′58.9″N，120°12′05.7″E)，S2（31°24′55.6″N，120°12′38.5″E），面积均为100m2；在中国科学院太湖湖泊生态系统研究站的船坞旁边选取实验点S3(31°25′10.5″N，120°12′50.6″E)，每个样地分别设立3个平行采样点。S1位于

6、北岸一个水流相对静止的湖湾，底质为0.25~1.0m的深厚湖泥，平均水深为2.10m。S2位于太湖的一个小岛周围，底质为0.05~0.15m刘伟龙等：不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究367的沙土，砂土下部为岩石，水深0.5~2.0m。S3为人工建立的3个实验水池，规格为4.0m(长)×4.0m(宽)×2.0m（高），水池底泥为全部为混合均匀的0.25m厚度的下蜀黄土，试验期间水深控制在1.6m，用水泵从太湖直接将水泵入池中。2材料与方法2.1采样方法实验从2006年4月1日开始，此时马来眼子菜已经在水面上可以观察到，到7月1日结束。实验开始时，使用柱状采泥器对各

7、个样点的底泥进行采样分析；选择初始高度一致的马来眼子菜用红色塑料绳标记50株。实验结束时，用人工潜水方法采集试验初期标记的马来眼子菜，各样点选择30株完整的植株，立即去泥、分选、称鲜质量，放入盛有原位水的桶中带回实验室以备分析。植物的鲜质量取5次采集的平均值。由于3个采样点距离中科院太湖湖泊生态系统研究站3km之内，因此，所有样品在采集完后可以在30min内及时送回实验室分析。2.2实验方法底泥中氮含量采用微量凯氏定氮仪法（瑞士全自动BUCHI-K370仪器测定）。总磷采用磷钼蓝比色法测定。有机质采用烘箱105℃烘