全 文 ：第 2 3 卷 第 3 期
9 9 9 1 年9 月
水 生 生 物 学 报
A C T A I I D R YOB I L OG OIC A SIN IC A
Vo l
.
2 3
S eL P
,
N b
.
3
1 9 9 9
水深梯度对竹叶眼子菜生长
和繁殖的影响 ’
崔心 红 蒲云海 l) 熊秉红 l) 李 伟 l) 陈家宽2), *
(武汉大学生命科学学院 , 武汉 4 3 0 0 7 2)
l) (中国科学院武汉植物研究所 , 武汉 4 3 0 0 7 4)
2) (复旦大学生物多样性科学研究所 、 遗传研究所 , 上海 2 0 0 4 3 3)
摘要 研究结果表明 : 水深决定了其生长区 内竹叶眼子菜茎的长度 , 竹叶眼子菜茎叶比与
水深有显著相关性 , 关系式 : Y = 0 .0 0 5 17X + 0 . 3 126 ; 竹叶眼子菜地上与地下部分生物量分配与
水深没有相关性 ; 沿着水深梯度 , 竹叶眼子菜的抽条数 (无性繁殖 )和花序数呈递减趋势 。
关键词 水深梯度 , 竹叶眼子菜 , 生长 , 繁殖
竹叶眼子菜 ( oP at m og o ot o m a la ian u 、 iM q , )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 l1[ , 如都阳湖 、 太湖 、 洪泽湖等都是
其水生植被的主要组成部分 12 一4] 。 都阳湖竹
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 4 9 . 7% 3[] 。
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 . 5一 8 . 6m
的区域 l5] , 但一般适宜于 1一 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
硬而贫瘩的湖区也有分布 。 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
@
南昌市
图 1 蚌湖地理位置
R g
.
l eG
o g r a P ih c al p o s l it o n o f B a n g L a k e
* 中国科学院资源环境科学技术局重大项 目 (K Z 9 5 1es A I一 10 2和 K Z 9 5 1一 lB 一 10 4) 资助 。 中国科学院武汉植物研究
所黄德世高级工程师参加部分野外工作
* * 通讯联系作者
1 99 8刃 9一 2 5收到 , 19 9 8一 1 2一0修 回
2 70 水 生 生 物 学 报 23 卷
叶眼子菜生长和繁殖的影响 。
1研究方法
Ll 研究地点概况
蚌湖是都阳湖子湖之一 , 地理位置见 图 1 , 蚌湖一般年份水位 (吴淞高程 )一般稳定于
13
.
7一 14 . s m , 13 . 6m 以下系终年积水洼地 , 洼地内均属水下沉积物 , 水深不超过 Zm , 水下
沉积物表现为典型的湖相 , 有机质的含量为 1 . “ % , 总氮含量为 0 . 143 % , C / N 为 6 . 8 , 全磷
量 o 9 2 5p g / k g [6 ] 。
L Z 取样方法
19 8年 4 月 23 一25 日和 6 月 25 一 28 日 , 进行了两次调查取样 。 在竹叶眼子菜分布 区
内 , 沿着水深梯度 , 用 20 x 2 c0 m “铁夹随机取样 ,将竹叶眼子菜连根夹起 , 每一水深区重复
取样 or 次 。 每一水深区取竹叶眼子菜 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 士 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
表1 水深梯度对竹叶眼子菜茎的长度的影响
T a b
.
l 爪 a al al n u s d e o ht Z r a d ie n t
水深 (e m )
W出 r de P ht
80一9 9 0一 10 0 10 0一 1 10
le gn ht
o f P
1 1 0一 1 20 12 0一 13 0
ot W a t e r
1 30一 14 0 14 0一 1 50 1 5 0一 1 60 16 0一 17 0
茎长 ( e m ) 10 1 . 5士 5 2 11 7 . 1上 4 3 12 8力士 4 , 0 13 5 . 7士 3 . 9 14 9石 士 7 3 16 0石土 8 . 2 17 8乡士 7 7 19 2 . 0士 8 . 4 20 4 . 2士 1 1 .0
S te m l e ng th
节数 6 7 士 0 . 5 7 . 1士 0 . 6 7 2 士 0 4 7 . 7士 0石 8 0 士0 . 7 8 3 士 0万 8夕士 0名 8 9士 0乡 9 . 1土 0乡
N um be r o f n o d e
节间长度 (em ) 0石一4 0石 l一4 6 1一5 0 0万一5 5 1 . 5一 56 1一 6 0 0巧一5 7 1一6 1 1一 67
eL
n g th be tw
e e n
n 《刘 e s
注 : 表中数据为平均值 士95 %置信限
从表 l 可见 , 随着水深的增加 , 竹叶眼子菜茎的长度相应增加 。 不同水深下 , 竹叶眼子
菜茎的长度比其生长区水深稍长 , 一般高出 20 一 5 c0 m 。 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深条件下 , 1一 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 ,体现为随着水深的增加 , 茎 中部的节间长
度增加 , 分节数也增加 。 从上述结果可看 出 : 竹叶眼子菜对水深 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 , 竹叶眼子菜对水深梯度都有很好的适应性 。
可认为水深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量分配的影响
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 217
程度上表现出植物 的生活史对策特点 [7一 ]8 。 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
表2 水深梯度对竹叶眼子菜生物一分配的影响
T a b
,
2 hT
e re s P o ns
e o f b iom as
s al l oc iat
o n o f 尸 ma la ia n u s t o w ate r d e P th g r a d ie n t
水深 (e m ) 80一 90 9 0一 10 0 10 0一 1 10 1 10一 12 0 1 20一 1 30 1 30一 14 0 14 0一 15 0 15 0一 16 0 160一 17 0
W出 r de P th
地上部分 (% ) 9 1 . 4 9 3刀 9 0 . 1 9 1 . 9 89 3 88 . 2 9 2万 9 2 9 0
A b o v e 一 g rou nd
茎叶比 0 7 9 0 名2 0 . 8 5 0名7 0乡 1 0乡5 1 . 0 1 1 . 19 1 .2 4
S te m : l e va e ra it o
地下部分 (% ) 8石 6 3 9乡 8 . 1 10 .7 1 1 . 8 7巧 8乃 10
B e lo w 一 g ro u n d
注 : 表中数值为20 个样本的平均值
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 B el 等人关于沙漠一年生草本植物的结果相似 9[] 。
竹叶眼子菜茎叶比沿着水深梯度逐渐增大 , 它们之间存在显著的相关关系 (正相关 ) 。
关系式为 Y = .0 0 0 5 17 X + 0 . 3 126 ( r 二 .0 92 , p < .0 0 1 ) 。 调查 发现竹叶眼子菜生物量垂直
分配高峰出现在近水面 5 c0 m 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葡甸茎上无性繁殖的
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
表 3 水深对竹叶眼子菜抽条数和花序数的影响
Tab 3 hT
e er s P o n s e o f s e x ual
a ll d as e x u al er P r o d u c it o n o f 卫 m a la ia n u s t o w aet r d e P ht g r a d ie n t
水深 (e m )
W aet
r d e Pht
8 0一 9 0 9 0一 10 0 10 0一 1 10 1 10一 12 0 12 0一 1 30 13 0一 14 0 14 0一 1 50 1 50一 16 0 160一 1 70
抽条数 (个 /株 ) 3 , 8 4刀 3 7 3 . 1 2 .6 3乃 2 9 2 , 5 2 3
lP an d et N
。 ,
花序数 (个 /株 ) 0 . 4 9 0 4 1 0 .4 6 0 3 8 0 3 7 0 3 2 0 3 0 0 2 8 0 2 1
I n fl o er s e e n c e N 6
.
注 : 表中数据为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间生物量分
27 2 水 生 生 物 学 报 2 3 卷
配存在一种权衡关系 (T r a d e一。均 [l 0] , 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 l[ ’ l , 表现出竹叶眼子菜生活史对策的特点 。
参 考 文 献
[ 6
[10」
[ 1 1」
孙祥钟编 . 中国植物志 (第八卷 ) . 北京 : 科学 出版社 , 19 89 , 60
官少飞 , 郎 青 , 张 本 . 都 阳湖水生植被 . 水生生物学报 , 19 8 7 , 1 ( l ) : 9一 21
孙顺才 , 黄漪平主编 . 太湖 . 北京 : 海洋出版社 , 19 93
朱松泉 , 窦鸿身著 . 洪泽湖一水资源和水生生物资源 . 合肥 : 中国科学技术出版社 , 1 99 3
戴全裕 . 洱海水生植被的初步研究 , 海洋湖沼通报 , 19 84 , 4 : 31 一40
朱海虹 , 张本著 . 都阳湖一水文 . 生物 . 沉积 . 湿地 . 开发整治 . 合肥 : 中国科学技术出版社 , 1 99 7
B o s t oc k S J
,
B e n ot n R A
.
hT
e re Por d
u c it v e s t r a t e gi e s o f if v e pe re nm al C
o P o s i te 礼 丈 cE o l , , 19 9 7 , 6 7 : 9 1一
10 7
W
a te rs l
,
S h ay J M
.
A if e ld s tu dy
o f hte m
o rp l l o lo g ie al re s P o n s e o f ylT
, h a g la u e a s h o o st ot a w aet
r d ehtP
g ar id e n t
.
aC
n J oB t, 19 9 0
,
6 8 : 2 3 3 9一 2 3 4 3
B e ll K L
, 比 a t H D, 两 l e s W E . S e a s o n al e】aa n g e s i n b iom as s al l co iat on i n e ig h t w in et r an n u al s o f ht e
M oj va
e d e s e rt
.
J cE
o l
,
19 8 9
,
6 7 : 7 8 1一 7 8 7
E l k ll ir A
.
lP a n t re s ou cr
e al l o e a it o n
.
L o dn
o n :
cA ad
e
nu
e P re s s iL 而 te d , 19 9 7
Q i m e J P
.
lP an t
s 廿a t e g ie s an d v e g e iat
o n Pocr
e s s e s
,
Wi k y
: C hi e h e s et r, 1 9 7 9
,
lwe
J
On,f
. Lr
T H E G R OW T H A N D R E P R O D U C T I O N R E S PO N S E O F
尸口八久叼习右百丁口N 再工J L」侧N 刃泞 M I Q . T O W A T E R
D E P TH G R A D I E N T
C u i iX
n h o n g uP y
u n h ia
l ) X i o n g B i n g h o n g
l ) u w
e i l ) an d e h
e n 五a k l lan Z )
( cS h o o l of L沪) 及 i e n e e , 瀚 h a n nU i v e rs i妙 Wu h a n 4 30 0 7 2 )
l ) ( Wu h
a n nI s zi tu te of oB at ny
, 几 e hC i n e s e A e a de m i e of 反 i e n e e 环公h a n 4 3 0 0 74 )
2 ) ( nI s it tu 把 of iB o id v e r s i印 a n d nI s t i t u te of G e n t i e s , uF da n nU i v e r s i如 从 a n g ha i 2 0 04 3 30 )
A b s t r a e t A if e ld s tu d y w as u n d e art k
e n ot ivn
e s it g at e ht e g r o w ht a n d re P r o d cu it o n
re s P o n s e o f P
.
m a al ia n u s t o w a te r d e P ht g ar d i e n t
.
T】l e re s u l ts sh o w e d ht at ht e s te m
le n g ht o f .P m a la ia n u s w a s d e c id e d by w
a te r d e P ht w h e re ht e lP an t gorw
s
.
hT
e re 15
a s i g n i if e an t re l
a it o n s ih P b e tw
e e n s te m : l e a v e r a it o o f P
.
m a al i a n u s a n d w ate
r d e Pht
g r a d i e n t
.
ht a t ht e re la it o n s h iP b e tw
e e n be low
一
g or
u n d bi o m as s o f P
.
m a al i a n u s an d
w ate
r d e Pht g r a d i e n t w as n o t of u n d
.
Wi ht i
n e re as i n g o f w ate
r de Pht
,
ht e n utn be
r o f
P lan lt e t an d i
n fl o er s c e n c e g r a d u al ly d w i n d l e s
.
K e y w o r d s W aet
r d e Pht g r a d ie n t
,
OP at m
o g e ot n m a la i a n u s 肠 q . , G r o w ht , eR P or d u -
C it o n