指示水质的植物

通过水生植被来指示和监测水质状况，是十分科学而实用的。

我国的江河溪沟纵横交错，湖泊库塘星罗棋布，水体边缘生境发达，水生生物种类丰富，水质的清洁程度是大家关心的话题。水里面的植物知道很多秘密，如果您能了解它们的特性，您就读懂了它们的答案。

水生植被是水生生态系统中重要的功能群，除了能固定光能外，它们还能驱动水体物质循环和能量流动，决定水体的初级生产力和食物网结构。根据生活型的不同，科研人员将水生植物划分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。其中，挺水和湿生植物共同构筑的“水中森林”，能滤留陆源污染物水质，保障饮用水洁净安全，是净化水域的天然绿色屏障。而由浮叶和漂浮植物组成的水面植毡层，能响应气候变化，及时反映水域受干扰的状况。由沉水植物组成的“水下草原”，是鱼类、两栖动物和水鸟的乐园，它们在这里繁殖、栖息、索饵、迁徒和蔽敌。水生植物中不少物种因对水环境变化敏感而具有特殊的指示作用。

在水生植物指示种的生活型谱中，沉水植物对水体污染最为敏感，尤其是当水中氮、磷等营养浓度升高，出现藻类水华和水体透明度下降等情况时，沉水植物会大面积消失，如水车前、苦草和微齿眼子菜等多分布在Ⅰ类和Ⅱ类水质的湖泊与河流中，在Ⅲ类水质的湖泊中生长繁殖受到限制。由于水体对温度变化存有延宕效应，因而在水生植物四种生活型中，沉水植物响应温度变化是最为迟缓的。

浮叶植物对水体基底沉积物污染最为敏感，尤其是重金属和有毒有害物质，大多喜生长在Ⅰ类至Ⅲ类水质中，如水蕹、两栖蓼、茶菱、白花驴蹄草和雪白睡莲等。部分浮叶植物种类对氮磷高和浊度大的水体有一定耐受力，如荇菜和菱等。在四种生活型植物中，浮叶植物对水流和风力的抵抗力最弱，风浪常会撕裂叶片甚至将整个植株连根拔起。

漂浮植物对水体污染最敏感的是粗梗水蕨，喜分布在Ⅰ类和Ⅱ类的静水小水体中，尤其是春季幼苗在水下萌发时，对水体透明度要求更高。此外，浮苔和三叉浮萍多分布在低温清水中，在北方森林酸性小水体中常形成单优群落。满江红、稀脉浮萍、紫背浮萍和水鳖适于生长在高氮磷的水体中，对沉积物营养浓度反应不敏感。漂浮植物在开敞水域较少分布，风成流常将其吹到岸线上晒干。水产养殖常利用漂浮植物作为遮光物和产卵场，多选用耐污种。

挺水植物对水层中的污染物不敏感，但对沉积物中的有毒有害物质敏感。挺水植物中的耐污种多为广布种，如狭叶香蒲、石龙芮、菖蒲和芦苇等。但仍有一些种类对环境污染很敏感，如野生红莲、矮黑三棱、水麦冬和水甜茅不能在氮磷高的水体中生长，它们多分布在寒冷地区寡营养水体中。由于挺水植物叶气生，因而对气温变化非常敏感，低温季节冬季群落季相枯黄。挺水植物不能及时响应水位变化，一场洪水就会造成湿地植被大面积消失。

随着我国经济快速发展，水体富营养化的情况日趋严重，蓝藻水华频繁爆发，人类干扰已严重危害湖泊生态系统健康，致使水体生产力下降。江河筑坝阻断了扩散路径，围网养鱼使水生植被大面积消失，填湖造田造成生境片段化，沿岸带生物严重退化，使得水生植物的多样性健康受损。深入研究水生植物指示种，可为水生生态系统的健康评价提供依据。

本文作者为武汉大学生命科学学院梁子湖国家野外生态站成员。其中于丹是武汉大学生命科学学院教授，梁子湖国家野外生态站带头人。