湖中的神秘之花:高山眼子菜
(地区绝灭RE)
高山眼子菜(Potamogeton alpinus Balb.)
为眼子菜科眼子菜属多年生淡水植物,产于中国新疆、黑龙江,阿富汗、印度、日本、哈萨克斯坦、韩国、缅甸、巴基斯坦、俄罗斯、乌兹别克斯坦等国家,以及欧洲、北美洲也有分布,生长于湖泊、池塘、沼泽等弱碱性水中。该种于1804年发表,后选模式采自意大利,尽管该种在欧亚大陆广泛分布,但在中国境内相关记录较少,最早记录可能为 1956 年采自新疆的标本,此后 1984 年在内蒙古也有采集记录。由于原有采集点生境大都遭到破坏,此后相关专家多次考察均未见野外活体,因此 2013 年被《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》评估为地区绝灭等级(RE)。另有研究认为,该种可能与异叶眼子菜(Potamogeton heterophyllus Schreb.)为同一物种。

高山眼子菜 Potamogeton alpinus Balb.
1.植株一段,2.花侧面观,3. 花顶面观,4. 果实。
【根据静生生物调查所植物标本室,标本号 26868,孙英宝绘图】
形态特征
植株通常带有淡红色,尤其是干燥时更为明显。根茎纤细。茎圆柱状,直径 1.5~2 毫米,不分枝,但有时具水平匍匐茎。叶异形;托叶腋生,回旋,草质,稍丛生,长 12~35 毫米。沉水叶无柄,叶片披针形到线状披针形或椭圆状长圆形,长 5~38厘米,宽 0.7~3.3 厘米,9~19 脉,叶片细胞中空接有宽阔的薄腔,基部楔形,边缘全缘,先端钝。浮水叶具叶柄;叶片椭圆形到宽披针形,长 4~9 厘米,宽8~25 毫米,革质或近皮,5~7(~13)脉,基部楔形到狭楔形,边缘全缘,先端钝。穗状花序圆柱形,长 6~15 厘米,花较密集;花序梗比茎粗。心皮4。果实倒卵形,长2.6~3.7 毫米,背面龙骨稍尖,具短喙。
发现之旅:从北欧极地到塞外冰湖
高山眼子菜生活在寒温带水域。其沉水叶狭窄,摇曳在幽深的水下 , 浮水叶暗绿如毯,覆盖在水雾升腾的湖面。开花时节,根根白色的花序伸出水面,授粉后又悄然沉入水中,给水面增添了一丝神秘的气氛。 1804 年,意大利植物学家乔瓦尼·巴蒂斯塔·巴尔比斯(Giovanni Battista Balbis,1765-11-17~1831-2-3)正式发表高山眼子菜。
1984年,中国植物学者郭友好进入内蒙古兴安盟伊尔施,在海拔 840 米的哈拉哈河河边小池中,采集到高山眼子菜的标本,当时将其命名为无柄竹叶眼子菜。1994 年,植物学者于丹又在大兴安岭发现了高山眼子菜的新分布。

高山眼子菜标本(引自中国数字植物标本馆)
1996年,于丹在“中国东北水生植物区划”中将高山眼子菜等分布区划为黑龙江水生植物区,隶属泛北极植物区。中国数字植物标本馆中收藏了 25 份高山眼子菜标本样品,最早于1884年在日本北海道南部采集,最晚于1989年在瑞典采集。

毛柄水毛茛 Batrachium trichophyllum
(引自网络)

金鱼藻 Ceratophyllum demersum
(引自网络)
目前,认为其分布可达中国东北、新疆、云南、西藏等省、区,日本、中亚、欧洲、北美等其他北温带地区也有分布。高山眼子菜喜微碱性水体环境,作为一个地区绝灭物种,相关研究在中国国内报道极少。国外学者就高山眼子菜对高浓度氯化钠(NaCl)水平的耐受生理响应进行了相关研究,发现高山眼子菜净呼吸速率随水体氯化钠浓度的升高而降低,其异柠檬酸脱氢酶(ICDH)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性随处理时间的增加和氯化钠浓度升高而显著降低;在铜、铁、镍、锌、锰等重金属胁迫下,相较于同水体条件下生长的毛柄水毛茛[Batrachium trichophyllum (Chaix) Bosch]、金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)等植物,高山眼子菜相关抗氧化酶活性较低,重金属吸附能力较弱。可以检索到的国内关于高山眼子菜原分布地水体污染相关的信息较少,鉴于国外对高山眼子菜的相关研究,水体富营养化等污染是高山眼子菜在中国境内地区绝灭(RE)的可能原因之一。
研究名人:建设水下草原的植物学者于丹

于丹教授(引自网络)
武汉大学教授于丹是中国著名的水生植物及湖泊生态专家,他首次在东北地区发现了高山眼子菜。1992 年,于丹从东北林业大学博士毕业,进入武汉大学进行水生植物生态研究。他选中长江中下游的梁子湖作为试验点,尝试过种植水草修复湖泊生态。最初,由于水体污染严重、透光率差,水草成活率很低。于丹请教陈宜瑜院士,发现了先将水草种植在吊篮里,长到一定年限后再沉入水中的方法,大大提高了成活率。

于丹教授在梁子湖工作中(引自网络)
梁子湖多次受到洪水影响。一次洪水过后,所有沉水植物、大多数挺水植物、上百吨鱼、蟹死亡,腐烂的尸体将水质污染。面对此景,于丹不免伤心落泪,经过多次实验,他通过种植水草,重新建立起“水下草原”。于丹在梁子湖坚守了23年,每年驻岛超过 300 天,18个春节在岛上度过,终于建起 20 万亩的水生植被,形成了由沉水植物组成的“水下草原”。其强大的净化能力使水质常年达到二类,局部达到一类,有“水中大熊猫”之称的淡水桃花水母在此大面积出现。
2001年,浙江台州的水源地长潭湖连续三年暴发蓝藻水华,当地有关部门向于丹求援。于丹免费提供数吨水草,在湖底种下了“万亩草场”,此后该湖未再发生过蓝藻水华事件。数十年间,于丹教授带领研究生走遍全国调查水草资源,高山眼子菜的东北分布由此得以发现,其生态价值与应用潜力也值得深入研究。
所属类群:令人欢喜令人愁的眼子菜属植物

眼子菜 Potamogeton distinctus
(引自陈宝联绘图)
中国约有眼子菜属(Potamogeton)植物 20 种,遍布全国。它们有“多重身份”:有的是侵害农田的杂草、有的是肥壮牲畜的饲料,还有的是守护湖泊的净化植物。本属代表性植物眼子菜(Potamogeton distinctus A. Benn.),常以宽平结实的叶片覆盖水面,在各地都有生动的别名,如“水案板”“水上漂”“水板凳”“鸭子草”等。

微齿眼子菜 Potamogeton maackianus
(引自陈宝联绘图)

竹叶眼子菜 Potamogeton wrightii
(引自陈宝联绘图)

穿叶眼子菜 Potamogeton perfoliatus
(引自陈宝联绘图)

浮叶眼子菜 Potamogeton natans (引自陈宝联绘图)
眼子菜以根茎和种子迅猛繁殖,习性强健,是水田中的恶性杂草。它常在冷浸田、冬水田中滋生繁殖,可使水稻减产 30% 以上。目前多以药剂进行防治。大多数眼子菜属植物无害,且对湖泊水域污染有一定的指示作用,如微齿眼子菜(Potamogeton maackianus A. Benn.)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)等能指示有机物污染水域;穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus L.)和浮叶眼子菜(Potamogeton natans L.)等可指示水域酸碱性等。

高山眼子菜 Potamogeton alpinus (孙英宝绘图)