全 文 ：娘子关泉胶串珠藻生长和分布的季节动态*
谢树莲1, 2
( 1 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳 110016; 2山西大学生命科学与技术学院,太原 030006)
摘要 1992 年 9 月至 1994 年 6 月间, 对分布于山西娘子关泉的胶串珠藻 ( Batrachosp ermum gelati
nosum )生长和分布的季节动态进行了研究.定期测定水温、pH 值、流速、藻体出现频度、平均盖度和藻体的
一些形态特征. 结果表明,娘子关泉域水体温度、水体的 pH 值和流速季节变化幅度都不大; 藻体出现频度
和盖度有明显的季节性变化, 从秋季到次年的春季逐渐增加,生长最旺盛的时期在 5月 ;藻体生长发育有
明显的季节性变化规律, 在晚秋到早夏生长良好, 在春末夏初生长达到高峰 ,而且藻体各部分的生长和发
育基本上同步.
关键词 淡水红藻 胶串珠藻 季节变化 娘子关泉
文章编号 1001- 9332( 2004) 10- 1931- 04 中图分类号 Q949 29 文献标识码 A
Seasonal dynamics of Batrachospermumgelatinosum growth and distribution in Niangziguan spring, China. XIE
Shulian1, 2( 1 I nstitute of App lied Ecology , Chinese A cademy of Sciences , Shenyang 110016, China; 2School of
L if e Science and Technology , Shanx i Univer sity , Taiyuan 030006, China ) . Chin . J . A ppl . Ecol. , 2004, 15
( 10) : 1931~ 1934.
This paper studied the seasonal dynamics of the grow th and dist ribution of freshw ater rhodophyte Batrachos
permum gelatinosum in N iangziguan of Pingding County, Shanx i Province, North China, from September 1992
to June 1994. The water t emperatur e, pH, curr ent velocity, occurrence frequency, mean cover , plant height, whorl
diameter, fascicle length, carpogonial branch leng th, carpogonium length, carpogonial diameter, carposporophyte
number per w horl, carpospo rophyte diameter, carposporangium length and carposporangium diameter were exam
ined regularly. The results show ed that w ater temperature was the maximum in July and minimum in January ,
water pH had little change, and the variation of cur rent velocity w as irregular. The occurr ence frequency and
mean cover of the alga w ere increased from Autumn to Spr ing , and the highest w er e in May. The seasonal growt h
dynamics of this alga were ev ident . It developed well from late Autumn to early Summer, and peaked in May. It
was positiv ely cor related to each other among morpholo gical characteristics, and the development was synchronal
in all parts of t he plant.
Key words F reshwater red algae, Batrachosp er mum gelatinosum , Seasonal dynamics, N iang ziguan spring.
* 国家自然科学基金项目 ( 30270119)、山西省自然科学基金项目
( 20021079)和中国博士后科学基金资助项目( 2002031150) .
* * 通讯联系人.
2003- 09- 04收稿, 2004- 06- 08接受.
1 引 言
串珠藻属 ( Batrachosp ermum ) 隶属于红藻门
( Rhodophyta) , 红藻纲( Rhodophyceae) , 真红藻亚纲
( Florideophycidae) , 串珠藻目 ( Batrachospermales) ,
串珠藻科( Bat rachospermaceae) ,是淡水红藻中最重
要的一个属.该属植物一般固着生活于洁净的山泉
溪流和水井中[ 15] . 胶串珠藻 ( Batrachosp ermum
gelat inosum )是其中分布最广的种, 除我国外, 在亚
洲的蒙古、朝鲜、韩国、日本、马来西亚、印度、巴基斯
坦、土耳其、伊拉克[ 4, 7, 9, 14]以及欧洲[ 10, 12, 13, 17]、大
洋州[ 3]、北美和[ 18~ 21]南美洲的一些国家均有过报
道[ 8, 11] .
随着全球化环境污染的日益严重, 许多水体包
括泉溪都受到了不同程度的污染,胶串珠藻也和其
它淡水红藻一样, 处于珍稀濒危状态[ 1, 2, 16] . 但是,
有关淡水藻生长物候期方面的研究报道至今甚
少[ 2] . 因此,本文对分布于我国山西娘子关的胶串
珠藻的物候期进行了研究.娘子关泉位于山西省平
定县娘子关附近, 出露于桃河与温河汇流地段, 是我
国北方最大的冷水泉, 就枯水流量而言也是世界较
大的泉水之一[ 6] .
2 研究地区与研究方法
2 1 研究地区概况
娘子关泉地处太行山中段, 37!20∀~ 38!20∀N, 113!~
114!E. 多为中低山地貌,海拔 1200~ 1600 m. 泉域内大陆性
应 用 生 态 学 报 2004年 10 月 第 15 卷 第 10 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Oct. 2004, 15( 10)#1931~ 1934
气候较为明显, 春季多风, 夏季多雨, 冬季干寒, 年均气温
86~ 107 ∃ ,年均降雨量 583~ 578 mm, 年均蒸发量 1 828
~ 1 878 mm. 1 月份最低温- 4 9~ 65 ∃ , 7 月气温最高
22 1~ 23 9 ∃ , 雨热同期, 降雨高峰出现在 7、8 月份, 汛期
降雨量占全年总降雨量的 70% .泉群出露标高 360~ 392 m,
总流量 102~ 15 8 m3%s- 1,多年平均流量 1258 m3%s- 1 .
22 研究方法
在胶串珠藻分布的泉域, 选择一定面积( 10 & 0 75 m2 )
的研究范围作为样块,做好标记, 作为连续研究的对象, 将其
分为 120个小格, 每小格面积 25 cm & 25 cm2, 其中, 样块一
半数目的小格不进行标本采集,连续实地观察记录频度和百
分比盖度,另一半数目的小格, 每次随机选择几个,采集其中
的标本, 4% 福尔马林固定后,带回实验室进行形态观察. 每
两个月观察、采集一次( 1992 9~ 1994 6) .采样时测量水温、
pH 值、流速等理化指标, 水温以普通酒精温度计测得, pH 值
以精密 pH 试纸测得, 流速以一定时间内浮物随水流流过的
距离测算所得.频度是出现该种植物的小格占全部观察小格
的百分比,百分比盖度是先对每小格中该种所覆盖面积的百
分比作目测估计,然后对全部小格的目测结果进行统计后,
取其平均值 .藻体的形态特征除藻体高度外, 均在显微镜下
测得,包括轮节的直径、初生枝的细胞数目、果胞枝的细胞数
目、果胞的长度、每一轮节果孢子体的数目、果孢子体的直
径、果孢子囊的长度和直径等. 统计后,取其平均值.
3 结果与分析
31 娘子关泉域的理化特征
研究区域的水深 025~ 035 m, 水体无色, 总
硬度 2414德国度, 水化学类型为 SO2-4 HCO-3 , 溶
氧量为 079~ 084 mg%L - 1, 游离 CO2665~ 681
mg% L- 1, K+ 139 mg%L - 1, Na+ 2866 mg% L- 1,
Ca2+ 12047 mg% L - 1, Mg2+ 3156 mg %L - 1, Cl-
4589 mg%L- 1, HCO-3 26188 mg%L- 1, SO2-4 21360
mg%L- 1, NO-3 800 mg%L- 1, 矿化度 657~ 715 mg%
L - 1.水体温度 145~ 184 ∃ , pH 值 65~ 75, 流
速 05~ 07 m%s- 1(表 1、图 1) .水体温度虽然变化
范围不大,但季节变化规律明显,最高温度出现在 7
月份,最低温度在 1月份, 与气温的变化一致.水体
pH 有一定的季节变化, 但变化幅度不大. 水体流速
无明显季节变化规律.
32 娘子关泉域藻体的季节分布
从表 1和图 2 可以看出, 娘子关泉域胶串珠藻
的出现频度在 0~ 20%之间,平均盖度在 0~ 26%
之间,有明显的季节性变化,而且两者的变化是一致
的.从秋季到次年春季逐渐增加, 5 月份频度和盖度
达到高峰,之后, 由于藻体陆续进入生殖时期,老的
藻体解体,产生的生殖细胞进入下一个生长阶段,逐
渐产生新的藻体, 所以频度和盖度很快下降.
33 藻体各形态特征的季节性变化
从表 1和图 3 可看出,胶串珠藻藻体的生长发
育、形态特征有明显的季节性变化规律.从所观察的
藻体高度、轮节直径、初生枝的细胞数目、果胞枝的
表 1 娘子关泉胶串珠藻季节变化数据统计一览表
Table 1 Data of seasonal dynamics of Batrachospermum gelat inosum in Niangziguan spring
项目
Item
1992
9 11
1993
1 3 5 7 10 12
1994
2 4 6
水温 Water temperature( ∃ ) 182 15 7 145 155 165 184 163 148 148 160 175
pH 73 68 67 65 69 72 70 68 65 67 70
流速 Flow velocity( m%s- 1) 063 064 0 62 0 59 058 061 062 061 061 0 58 0 60
频度 Frequency( % ) 0 5 65 15 20 0 33 54 83 167 67
盖度 Cover(% ) 0 050∋ 24 073 ∋ 31 1 6∋ 41 2 6∋ 65 0 0 42 ∋ 2 3 0 81 ∋ 3 2 092∋ 33 1 8∋ 48 075 ∋ 27
藻体高度 Plant height( cm) ( n= 2~ 5) 0 16 ∋ 057 20∋ 041 34∋ 095 48∋ 068 0 1 5∋ 054 1 9∋ 054 22 ∋ 043 45∋ 058 34∋ 029
轮节直径 Whorl diameter(m) ( n= 30) 0 415∋ 46 430 ∋ 55 550 ∋ 74 760∋ 103 0 415 ∋ 42 415 ∋ 42 480∋ 57 760 ∋ 97 590 ∋ 92
初生枝长 Fascicle length
( cell number) ( n= 30)
0 13∋ 2 13 ∋ 2 16 ∋ 3 19 ∋ 3 0 13 ∋ 2 13 ∋ 2 15∋ 3 19 ∋ 4 17 ∋ 2
果胞枝长 Carpogonial branch
( cell number) ( n= 10~ 15)
0 6 ∋ 1 5∋ 0 6∋ 1 6∋ 1 0 5 ∋ 1 5 ∋ 1 6∋ 1 6∋ 1 5∋ 1
果胞长度 Carpogonium
length(m) ( n= 10~ 15) 0 21 ∋ 43 22∋ 36 25∋ 45 27∋ 33 0 20∋ 42 21∋ 41 24 ∋ 48 27∋ 37 26∋ 34
果胞直径 Carpogonium
diameter(m) ( n= 10~ 15) 0 61 ∋ 082 62∋ 075 69∋ 067 8 1∋ 13 0 6 8∋ 052 6 1∋ 042 64 ∋ 058 8 3∋ 15 7 2∋ 10
每轮节果孢子体数目 Carposporophyte
number per whorl( n= 30)
0 0 ∋ 1 2∋ 1 3∋ 1 4∋ 2 0 1 ∋ 1 2 ∋ 1 3∋ 1 4∋ 2 4∋ 1
果孢子体直径 Carposporophyte
diameter(m) ( n= 30) 0 65 ∋ 11 70∋ 17 80∋ 24 100 ∋ 28 0 70 ∋ 15 65 ∋ 13 70∋ 16 95∋ 27 105 ∋ 22
果孢子囊长度 Carposporangium
length(m) ( n= 30) 0 11 ∋ 20 12∋ 14 12∋ 18 13∋ 09 0 10∋ 16 11∋ 14 12 ∋ 15 13∋ 18 13∋ 21
果孢子囊直径 Carposporangium
diameter(m) ( n= 30) 0 81 ∋ 087 8 2∋ 13 8 8∋ 12 9 1∋ 15 0 8 0∋ 074 8 2∋ 085 83∋ 13 9 0∋ 12 9 2∋ 11
1932 应 用 生 态 学 报 15卷
图 1 娘子关泉水温、pH 值和流速的季节变化
Fig. 1 Water temperature, pH and f low velocity in Niangziguan spring
during the sampling period.
细胞数目、果胞的长度、每一轮节果孢子体的数目、
果孢子体的直径、果孢子囊的长度和直径等形态特
征的变化均可看出.
一般在晚秋到早夏生长良好,在春末夏初生长达
到高峰,而且,藻体各部分的生长和发育基本上是同
步的.这一结果也与Hambrook等[ 5]对同属的另一种
博雷串珠藻( B. boryanum )的研究结果相一致.
图 2 娘子关泉胶串珠藻藻体出现频度和平均盖度的季节变化
Fig. 2 Frequency of occurrence and mean cover of Batrachosp ermum
gelat inosum in Niangziguan spring during the sampling period.
图 3 娘子关泉胶串珠藻藻体形态特征的季节性变化
Fig. 3 S easonal dynamics of morphological characterist ics of Batrachosp ermum gelatinosum in Niangziguan spring.
4 结 论
41 从实验结果可知, 水体温度变化范围不大, 但
季节变化规律明显. 水体的 pH 值有一定的季节变
化,但变化幅度不大.水体的流速无明显的季节变化
规律. 娘子关泉域胶串珠藻的出现频度和盖度季节
变化规律明显. 藻体的生长发育、形态特征有明显的
季节性变化规律,生长高峰出现在春末夏初.
42 胶串珠藻是一种分布比较广泛的淡水红藻, 然
而, 20世纪以来,其在欧亚大陆的分布越来越少, 已
经不多见了,尤其是在靠近城市的地方.有的国家和
地区已将胶串珠藻以及其它一些珍稀濒危淡水红藻
列入国家保护植物红皮书中.因此,加强对这些濒危
物种的保护是一个非常重要的工作, 同时,对它们进
行深入的科学研究是非常必要的.
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作者简介 谢树莲, 女, 1962 年生, 博士, 教授, 主要从事淡
水藻类研究, 发表论文 70 余篇. T el: 03517018121; Email:
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1934 应 用 生 态 学 报 15卷