黄花水龙作为人工浮岛植物的开发研究

君 子 兰 的 核 型 是 较 不 对 称 的 。 植 物 染 色 体 的 数 目 、形 重 要 意 义 。
态等是最稳定的细胞学特征之一， 在不同的种间，染
（ＢＨ ）
! 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （８６３ ） 镇 江 水 环 境 质 量 改 善 与 生 态 行 为 技 术 研 究 及 示 范 （２００３Ａ Ａ ６０１１０００－ ３ ） !! 通 讯 作 者
人工浮岛， 是在 ２０ 年前由德国的 Ｂ Ｅ ＳＴＭ Ａ Ｎ 公司 构 思 出 来 的 ［１］。人 工 浮 岛 是 一 种 漂 浮 在 水 体 上 的 类 似 筏 子的人工浮体， 水生植被如芦苇等可以在浮岛上生长。 这是一种新型的生态管理和控制方式。营造浮岛最主要 的 功 能 是 净 化 水 体 ，创 建 生 物 （鱼 类 、鸟 类 、浮 游 动 物 ） 新 的生境以及增加景观效应。在日本的琵琶湖，人工岛于 ２０ 世纪 ７０ 年代末就已经开始建造并用于鱼类的产卵。
培 养 １ ￣ ２ 周 后 各 组 水 质 指 标 检 测 值 （ｍ ｇ ／Ｌ ） 及 生 物 量 变 化
指标
Ｎ Ｈ ４－Ｎ
ＣBiblioteka BaiduＤ
ＴＰ
鱼存 水龙 ＴＮ
活率 增长
组别 ｔ．ｄ． ｒ．ｒ． ｔ．ｄ． ｒ．ｒ． ｔ．ｄ． ｒ．ｒ． ｔ．ｄ． ｒ．ｒ． ｔ．ｄ． ｔ．ｄ．（ｇ）
空白 ２．３８ ／ １１．３２ ／ ９．１６ ／ ６．２８ ／ １／１２ ／
关键词 人工浮岛 黄花水龙 生物入侵
１ 前言 随着工农业生产的发展和人民生活水平的不断提
高，大 量 的 工 业 废 水 和 生 活 废 水 排 入 江 河 湖 库 ，水 域 环 境 受 到 不 同 程 度 的 污 染 。 为 恢 复 生 态 环 境 、保 护 生 物 生 息空间。人工浮岛就是现在一种比较新的治理技术。
４．２ 实 验 讨 论 １）由上表可以看出，水龙 对 于 水 中 Ｎ Ｈ ４－Ｎ 、ＴＰ、ＴＮ
有显著降低的功能，清除率在 ４０％ 以上，甚至可以高达 ６０％ 。对于 Ｃ Ｏ Ｄ 也是有比较高的清除率。因此，水龙的 净化水质、消除水体富营养化效果是非常显著的。
２）两周后，空白的黄颡鱼苗的存活率仅为 ８％ ，而 实 验 组 存 活 率 几 乎 为 １００％ ，可 见 ，水 龙 对 于 鱼 类 的 生 境的改善有着很显要的作用。
之 间 ，全 组 染 色 体 体 积 为 ３０２．０１ μｍ ３ 。
及 和 相 近 种 的 亲 缘 关 系 的 重 要 依 据 。对 每 种 植 物 的 核
２．４ 讨 论 从 君 子 兰 的 核 型 分 析 过 程 中 可 以 看 出 ， 型 进 行 系 统 的 研 究 ，在 良 种 培 育 及 驯 化 等 方 面 都 具 有
人工浮岛一般都由植物栽培基盘（浮床）和固定 系 统— ——（桩 锚 ）构 成 。目 前 人 工 生 物 浮 岛 常 种 植 的 植 物 有 美 人 蕉 、鸢 尾 以 及 旱 伞 草 等 。 国 内 较 常 见 的 人 工 浮 岛 是 以 泡 沫 塑 料 为 主 的 轻 质 材 料 制 成 。在 泡 沫 板 上 均匀分布着洞眼，将植物用海绵包好后塞到浮岛的洞 眼 中 去 。北 京 、武 汉 等 城 市 已 经 尝 试 利 用 这 种 “人 工 生 物 浮 岛 ”治 理 “水 华 ”，取 得 了 一 定 的 效 果 。 然 而 ，泡 沫 无法被生物或者物理降解，它自身就属于一种环境污 染。同时一旦遇到雨雪天或大风浪，洞眼中的营养物 质就可能被冲洗流入水体中，净化水质的功能没达到 反而造成水体富营养化。
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黄花水龙作为人工浮岛植物的开发研究 ＊
施丽丽 叶存奇 王 喆 乔 慧 黄 成!!
（ 南 京 大 学 生 命 科 学 学 院 江 苏 南 京 ２１００９３ ）
摘要 介绍了当前湖泊水环境保护与治理中流行的人工浮岛技术，指出了其面临的等问题。通过 野外考察发现，利用一种土著的水生植物黄花水龙作为人工浮岛植物，能够克服当前人工浮岛技术面 临的养分溢流，二次污染及生物入侵等若干问题。描述了黄花水龙形态学及生态学特征，并在室内实 验的基础上，初步分析了该种植物对污水的净化效果。旨在为人工浮岛的改良与应用提出一条具有实 践意义的技术途径，并为湿地水环境生态修复理论研究积累相关的资料。
３）３ 个 实 验 组 放 置 的 水 龙 生 物 量 分 别 为 １．０ ｇ／Ｌ 、 ２．２ ｇ／Ｌ 和 ３．４ ｇ／Ｌ ， 但 是 其 最 后 的 生 物 量 增 长 并 不 呈 线形递增关系，同时，对于水质净化的效果也基本相 同，说明并非在水中放置的水龙越多越好。只要达到 净化的效果即可。 ４．３ 人 工 浮 岛 植 物 的 选 择 目 前 ， 在 湖 泊 治 理 的 实 践中已经出现了以水生植物为载体的生物浮床，但 是，所用的植物大多为水花生和水葫芦。这两种植物 虽然能够达到净化水质的功效，但是它们都是外来入 侵 种 ，水 花 生 会 对 农 、渔 业 造 成 严 重 的 危 害 ，对 当 地 生 物 多 样 性 的 影 响 也 是 及 其 严 重 的 ［３］。 水 葫 芦 更 是 被 列 为世界十大害草之一， 为全世界共同关注的入侵物 种 。这 两 种 植 物 并 不 适 合 在 我 国 大 面 积 的 推 广 。而 和 它 们 具 有 相 似 的 生 境 和 作 用 的 土 著 种— ——黄 花 水 龙 便有着得天独厚的优势， 不仅没有生物入侵的问题， 而且还可以作为中草药原料开发利用。 ４．４ 存 在 问 题 和 展 望
１）尽管经过我们初步实验证明水龙具有净化水质 的功能，但是其具体作用机理的研究还是空白，有待进 一步深入的探讨。
４ 讨论 ４．１ 水 龙 的 利 用 国 内 外 目 前 关 于 水 龙 的 研 究 仅 限 于 常 福 辰［２］、颜 素 珠 （１９９７）、赵 玲 （１９９５）等 人 的 形 态 结 构方面的探讨，而对于水龙资源利用除了在全国中草 药汇编和李友第等人初步介绍了水龙药用功效以外， 关于水龙净化水质，消除水体富营养化方面的研究仍 是空白。因此，有必要对黄花水龙净化水质方面做详 细的实验测试和深入的探讨。
组 １ １．３４ ４４％ ６．６ ４２％ ３．７１ ６０％ ３．６６ ４２％ １２／１２ １６．６
组 ２ ０．９５ ６０％ ７．８４ ３１％ ３．６４ ６０％ ３．７２ ４１％ １１／１２ １７．４
组 ３ ０．９０ ６２％ ７．８４ ３１％ ３．８７ ５８％ ３．３４ ４７％ １２／１２ １４．８ 注 ：ｔ．ｄ．（ｔｅｓｔｉｎｇ ｄａｔａ）：实 测 值 ｒ．ｒ．（ｒｅｍ ｏｖｅ ｒａｔｉｏ）：消 除 率 ，即 实 验组相对于空白组的消除率。
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２．３ 染 色 体 体 积 根 据 染 色 体 计 算 公 式 得 出 各 对 染 色 体 有 不 同 的 数 目 、核 型 及 体 积 等 的 特 征 区 别 ， 植 物
色 体 体 积 ， 见 表 ２。 体 积 变 化 范 围 在 ７．６３～４３．０１ μｍ ３ 染 色 体 的 核 型 、类 型 等 也 是 表 明 该 种 系 统 演 化 位 置 以
全 株 光 滑 无 毛，茎 圆，绿 色，低 温 为 赤 色，长 可 达 ３ ｍ 以 上 。 单 叶 互 生 ，有 柄 ，叶 片 倒 卵 形 或 椭 圆 形 ，全 缘 ， 先 端 和 基 部 圆 钝 ，均 下 延 至 叶 柄 ； 陆 生 环 境 下 叶 片 狭 长 ，先 端 和基部渐尖。叶片宽 １￣３ ｃｍ ，长 ２￣８．５ ｃｍ ；托叶两片，为细 小 的 肾 形 鳞 片，在 开 花 季 节 特 化 为 黑 色 腺 体 ；着 泥 或 浸 水 的 茎 在 叶 腋 两 侧 生 出 不 定 根，根 上 有 毛 发 状 侧 根；有 时， 匍 匐 茎 的 节 间 还 会 产 生 白 色 的 呼 吸 根 。 夏 季 开 花 ，花 直 径 ３．５￣４ ｃｍ ，鲜黄色，花瓣 ５ 枚，倒卵形，柄短，回旋状排列； 鳞片状小苞片肥厚 ２ 枚；裂片 ５，披针形，绿色，镊合，宿存 （果老时可脱落）；雄蕊和花瓣对生，均易脱落。雄蕊 １０ 枚，
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呈 ２ 轮排列，外轮小，内轮大，花药黄色，２ 室，外向直裂。子 房 下 位，细 长，５ 室，各 有 下 垂 胚 珠 １ 行，子 房 顶 有 ５ 个 Ｖ 形隆纹，与花萼互生，外轮雄蕊生于 Ｖ 形角内，内 轮 雄 蕊 生 于 Ｖ 形 隆 纹 之 间；蒴 果 圆 柱 形，长 ２￣３ ｃｍ ，直 径 ３ ｍ ｍ 许。种子多数。 ２．２ 生态学 黄花水龙是一到多年生草本，浮水或横生 泥中，可 分 枝，根 状 茎 甚 长，在 植 株 密 集 的 情 况 下 枝 叶 挺 出 水 面 ，各 枝 之 间 相 互 挤 靠 ， 交 错 支 撑 ，枝 条 挺 立 或 斜 伸 于 水 面，如 此 枝 蔓 交 错，在 水 面 上 形 成 一 片 生 物 浮 床 。 而 在 植 株 稀 疏 的 环 境 中 ，枝 叶 挺 出 水 面 呈 横 卧 状 匍 匐 生 长 ， 形 成 一 长 藤 状 植 株 ，可 横 跨 河 道 ， 故 名 为 水 龙 ，又 叫 过 江 藤。在其生长期间，如果着生处的水趋深，匍匐茎的节间 还 会 产 生 白 色 的 呼 吸 根 。 其 生 活 力 极 强 ，冬 季 茎 梢 的 嫩 叶仍能保持 生 机（茎 自 然 不 死），翌 春 老 茎 上 即 可 生 出 许 多 分 枝 ，很 快 便 能 繁 茂 起 来 。 此 种 植 物 广 布 于 热 带 和 亚 热 带 地 区 ，在 我 国 主 要 分 布 在 东 南 部 和 西 南 部 以 及 台 湾 地 区 ，太 湖 地 区 的 池 塘 ，水 沟 湿 地 也 有 分 布 ［２］。 ３ 对渔业养殖污水净化效果的实验 ３．１ 黄 花 水 龙 氮 磷 含 量 的 测 试 数 据 将 黄 花 水 龙 烘 干至恒重后， 使用等离子光谱测试总磷含量 （ＴＰ）为 ０．６２％ ； 使 用 元 素 分 析 仪 测 得 总 氮 含 量 （ＴＮ ）为 ０．２２％ ； 水 龙 鲜 重 与 干 重 比 值 为 １∶１３（水 龙 的 不 同 生 长 阶 段 和 不同部位的干湿比有显著差异，本实验采用的是秋季 野外生长 １ 个月的整株材料）。 ３．２ 黄花水龙对黄颡鱼的养殖污水处理两周后的水质 指标 设置水龙生物量分别为 １．０ ｇ／Ｌ、２．２ ｇ／Ｌ 和 ３．４ ｇ／Ｌ 的处理组，空白组不设置水龙，各 组 水 体 容 积 为 １０ Ｌ，黄 颡鱼苗 １２ 尾，鱼苗平均体长 ２．４ ｃｍ ，平均体重 ０．４５ ｇ。
根 据 国 家 高 技 术 研 究 发 展 计 划（８６３）“镇 江 内 江 滨 江 带 生 态 修 复 ”课 题 中 需 要 完 成 水 体 净 化 ， 生 物 多 样
性营造以及增加湿地景观的任务要求，探索了一种无 底盘的开放式的人工浮岛（生物浮床），这种新的方法 免去了由底盘和框架带来的一系列的环境和经济问 题。这种生物浮床将黄花水龙作为载体，直接种植在 所需净化的水体表面，现介绍该种水生植物的生物学 特征及其对渔业养殖污水净化效果的实验结果，为黄 花水龙作为生态浮床植物的进一步开发研究提供必 要的生态参数和资料。 ２ 黄花水龙生物学特征 ２．１ 形 态 学 黄 花 水 龙 （Ｊｕｓｓｉａｅａ ｓｔｉｐｕｌａｃｅａ） 柳 叶 菜 科 ，水 龙 属 ，是 １９５１ 年 建 立 的 新 种 ， 于 １９５３ 年 被 并 入 丁 香 蓼 属 。国 内 长 期 以 来 将 黄 花 水 龙 和 开 白 花 的 水 龙 归 并 为 水 龙 （Ｊｕｓｓｉａｅａ ｒｅｐｅｎｓ）。 我 国 的 颜 素 珠 等 人 在 比 较 了 两 种 花 色 水 龙 的 形 态 结 构 后 于 １９９７ 年 提 出 将 黄花水龙恢复为一个独立的种。