Question

【題目】水葫蘆是多年生草本，營水生直立或漂浮生活。原產(chǎn)南美委內(nèi)瑞拉，現(xiàn)在主要分布在長江以南的河湖、池塘和稻田中。原本我們國家沒有這種植物，是從南美引入，是作為青飼料，兼有觀賞功能的植物引入的。

在2004年9月，我們生物小組的同學們在姚江大橋下水中采集了兩棵不同地點的水葫蘆。觀察到水葫蘆的葉是平行脈，深綠色，如銀杏葉形狀，表面光滑。葉柄呈葫蘆狀，“葫蘆”內(nèi)部有很大的空隙，如海綿狀（確切說，是如海綿擠開水后的狀態(tài)），這些空隙一直延伸到葉柄和葉中，因為葉很薄，所以不容易察覺。把葉柄掰開，可以發(fā)現(xiàn)有像藕絲一樣的細小粘液，也許這就是正在輸送中的水分和養(yǎng)料。莖的底部與根連成一團，把莖與根分開，可以看見有很多粘液，有滑膩感，非常干凈，嘗了一下，沒有味道。水葫蘆的根為須根系，非常濃密，根上還長著很多小須根，與主根一樣，小須根也長得非常整齊。我們帶了一把刻度尺，量出了成熟水葫蘆根莖葉的長和寬。在兩棵水葫蘆之間，有一根直而硬的根狀莖相連，在莖上長有5-6個芽，每個芽將發(fā)育為一個新植株。水葫蘆夏季開花，一般待長到葉長48cm左右，葉片15cm，寬14cm，開始開花，穗狀花序，有6-12朵花，花冠藍紫色，漏斗狀6裂。

水葫蘆的特點是生命力旺盛，遇水便長，酸性，水溫較高的地方，就迅速繁殖。所以夏、秋是它的生長期，冬天，水上葉全部爛掉，剩根和莖越冬。水葫蘆是成片成片生長的，以無性繁殖為主，種子繁殖為輔的繁殖方式，故一片水葫蘆與另一片水葫蘆在個體上有明顯差別。水葫蘆寬大的葉交錯生長，須根系的根濃、密、短、細，海綿狀氣囊的葉柄輕而大，這些都有利于它的生長。水葫蘆一般5月份開始繁殖，7、8、9月份大量繁殖，8、9月份有些水葫蘆會開花，紫色的花。它5天一繁殖，一只水葫蘆90天能繁殖成25萬只。冬天霜打后，水面上的葉爛掉，水下莖和根繼續(xù)越冬，等第二年發(fā)芽。”

我們通過觀察，發(fā)現(xiàn)水葫蘆生長在水流緩慢、渾濁的水體中。我們采集了4棵同一片水葫蘆群里的差不多大小的植株（葉長為20cm），并采了2000ml河水，拿回學校做對比性實驗。

表1：不同水質(zhì)水葫蘆生長情況

水槽編號	內(nèi)容物	第14天葉長（cm）
1	2000ml河水	55
2	2000ml自來水+60mg尿素	52
3	2000ml自來水+30mg尿素	34
4	2000ml自來水	22

通過實驗發(fā)現(xiàn)：1、2號水葫蘆生長良好，4號生長緩慢。第14天時，4號水葫蘆已開始枯萎。這說明水葫蘆適宜生長在氮元素較多的水體中。進行水質(zhì)分析，河水渾濁黃綠色，PH值在4.7-5.6之間，表明水葫蘆適宜生長在酸性環(huán)境中。通過實驗，發(fā)現(xiàn)有較多的Cl-、SO42-、也存在著Pb2+、Zn2+、Al3+、Ni2+、Hg2+。Ni2+是電鍍廠排放出來的，Hg2+是造紙電鍍、印染廠排放的，而像Pb2+、Zn2+、Al3+等重金屬是由印刷廠排放出來的。對水葫蘆死亡后的水，再次化驗，發(fā)現(xiàn)Hg2+、Zn2+等金屬離子明顯減少。這說明水葫蘆能吸收金屬離子，對凈化水源有一定作用。

水葫蘆對人類最大的貢獻是凈化污水，分解有毒物質(zhì)，保障人體健康，據(jù)實驗證明，1公頃水葫蘆，24小時內(nèi)能從污水中吸咐34公斤鈉、22公斤鈣、17公斤磷、4公斤錳、2.1公斤酚、89克汞、104克294克鎳、321克鍶……還有較強的吸收和積累鋅的能力。據(jù)實驗：水葫蘆在含鋅10毫克／升的污水中栽培38天，它體內(nèi)含鋅量比對照植物要多133％。水葫蘆還能將酚、氰等有毒物質(zhì)分解成無毒物質(zhì)。它富含蛋白質(zhì)、糖類、維生素及礦物質(zhì)，是營養(yǎng)豐富的優(yōu)質(zhì)青飼料，還可當綠肥，生產(chǎn)沼氣，作為造紙原料等。

但是瘋狂生長的水葫蘆會“聚眾滋事”，形成30公里長的“綠島”，不僅淤塞河道、影響通航，更為嚴重的是，姚江生態(tài)環(huán)境遭到破壞。水葫蘆繁殖極快，取之不竭；其根系較發(fā)達，像羽毛狀，能將水中的氮、磷和一些有害污染物吸收在體內(nèi)，為豬提供飼料，這就是50年代被引入我國的主要原因。如今豬的“生活水平”提高了，不再以水葫蘆作青飼料；水體的富營養(yǎng)化給水葫蘆的爆發(fā)營造了一個“富裕的家”，一年之內(nèi)能“克隆”幾千棵，在寧波的不少河道里，在水葫蘆上鋪塊木板，就能站上個人。水葫蘆的再利用率也不高。別看水葫蘆的植株長得很大，其中95％是水。試驗表明：50公斤生長旺季的水葫蘆，烘干之后只能得到2.5公斤的干物質(zhì)；看其撈上岸像山那么一大堆。

10天之后爛下來就是貼著地皮淺淺一層。云南科學家曾嘗試將水葫蘆的干物質(zhì)做成飯盒、茶杯等一次性用品，但水葫蘆原本所吸附的重金屬等有害物質(zhì)，對人體是否有害，還在科學論證之中。

生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要條件。由于水葫蘆的瘋長，幾乎100％占據(jù)水面，抑制了其它物種的發(fā)生和發(fā)展，使生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，群落多樣性幾乎等于零。

（1） 請你幫助這個生物小組分析水葫蘆泛濫的原因：____________________

（2）請你根據(jù)對水葫蘆的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活習性、生活史的了解提供治理水葫蘆泛濫的良好對策：_________________________________________________________________________

Answer 1

【答案】 不合理的引種：導致沒有天敵，因而造成水葫蘆“瘋長”。水體富營養(yǎng)化污染。由于大量排放工業(yè)污水、生活污水及生活垃圾、化肥，使水體N、P元素過多，造成水體富營養(yǎng)化。在遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)中，外來物種容易入侵“定居”，水葫蘆在富營養(yǎng)化的水中“如魚得水”，瘋狂生長，這也是水葫蘆泛濫的重要原因 （1）用于凈化水源（2）引入天敵（3）制成飼料和有機肥料（4）用于加工成蔬菜和食品

【解析】水葫蘆繁殖速度極快，生長時會消耗大量溶解氧，大量的水葫蘆覆蓋河面，容易造成水質(zhì)惡化，影響水底生物的生長；由于繁殖迅速，又幾乎沒有競爭對手和天敵，在我國南方江河湖泊中發(fā)展迅速，成為我國淡水水體中主要的外來入侵物種。

（1）水葫蘆泛濫的原因：不合理的引種導致沒有天敵，因而造成水葫蘆“瘋長”；水體富營養(yǎng)化污染；由于大量排放工業(yè)污水、生活污水及生活垃圾、化肥，使水體N、P元素過多，造成水體富營養(yǎng)化；在遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)中，外來物種容易入侵“定居”，水葫蘆在富營養(yǎng)化的水中“如魚得水”，瘋狂生長，這也是水葫蘆泛濫的重要原因。

（2）治理水葫蘆泛濫的對策：①用于凈化水源；②引入天敵；③制成飼料和有機肥料；④用于加工成蔬菜和食品。