沉水植物的主要生态功能:实验原理

水生植物在湖泊中具有重要的调控作用,对浅水湖泊的生态功能具有重要影响。

挺水植物能给许多其他生物提供生境,增加生态系统的稳定性和多样性。挺水植物根系发达,能够通过根系将氧气从上部输送至根部,在根区附近形成好氧—兼氧—厌氧的环境,改善沉积物氧化还原条件,能促进有机物质的分解和硝化细菌的生长,使得氧化还原反应在这一区域得以顺利进行,从而去除水中氮及其他污染物。另外,挺水植物能够固定沉积物,减少沉积物再悬浮,减少磷等营养盐的释放,增加水体的净化能力;一些具有观赏性的种类,如荷花(Nelumbo nucifera)、宽叶香蒲(Typha latifolia)、菖蒲(Acorus calamus)等,还具有美化湖泊、池塘的功能。

与挺水植物类似,浮水植物也是水生植物的重要组成部分,除能增加水域生态系统的自净能力,控制浮游植物的生长,吸收及富集水体的营养盐外,还为具有净化作用的附着生物提供栖息场所等。此外,由于浮水植物叶片浮在水面,因此对水体透明度要求较低,常常作为富营养化湖泊、池塘等水生植被构建的先锋物种,用以控制浮游植物,改善水体透明度,为其他水生植物的恢复,特别是沉水植物的恢复创造有利条件。再者,许多浮叶植物还具有较高的观赏价值,如莲(Nelumbo nucifera)、睡莲(Nymphaea tetragona)等。

图10.1 水域生态系统中水生植物分布示意图

沉水植物在湖泊、池塘中分布较广,生物量较大,可以成为浅水湖泊、池塘的主要初级生产者,也是使湖泊从以浮游植物为优势的“混水态”转变成以大型水生植被为优势的“清水态”的关键。它不仅对湖泊、池塘等水体中的氮、磷等污染物有较高的净化效率,还可以固定沉积物,吸收底泥中的营养盐,稳定沉积物,为具有净化作用的附着生物包括螺类等,提供栖息场所,同时也可以给浮游动物提供栖息、繁殖的场所从而增强生态系统对浮游植物的控制和系统的自净能力。因此,沉水植物是维持“清水态”水生系统的关键所在。

总的来说,水生植物的环境效应包括:能够促进沉降和氧化还原反应,防止底泥再悬浮,给其他水生动物提供生境;还能与浮游植物竞争营养物质和光照,吸取储存营养物质,它的存在可抑制浮游植物的生长;增加了系统的生物多样性,提高了系统对外界干扰的缓冲能力,使水域生态系统结构更加稳定。所以,水生植物不仅是湖泊、池塘生态系统的重要初级生产者,而且对水域生态系统的结构和功能具有决定性的影响,是湖泊、池塘生态系统保持稳定的重要因素。

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