Question

【题目】水葫芦是多年生草本，营水生直立或漂浮生活。原产南美委内瑞拉，现在主要分布在长江以南的河湖、池塘和稻田中。原本我们国家没有这种植物，是从南美引入，是作为青饲料，兼有观赏功能的植物引入的。

在2004年9月，我们生物小组的同学们在姚江大桥下水中采集了两棵不同地点的水葫芦。观察到水葫芦的叶是平行脉，深绿色，如银杏叶形状，表面光滑。叶柄呈葫芦状，“葫芦”内部有很大的空隙，如海绵状（确切说，是如海绵挤开水后的状态），这些空隙一直延伸到叶柄和叶中，因为叶很薄，所以不容易察觉。把叶柄掰开，可以发现有像藕丝一样的细小粘液，也许这就是正在输送中的水分和养料。茎的底部与根连成一团，把茎与根分开，可以看见有很多粘液，有滑腻感，非常干净，尝了一下，没有味道。水葫芦的根为须根系，非常浓密，根上还长着很多小须根，与主根一样，小须根也长得非常整齐。我们带了一把刻度尺，量出了成熟水葫芦根茎叶的长和宽。在两棵水葫芦之间，有一根直而硬的根状茎相连，在茎上长有5-6个芽，每个芽将发育为一个新植株。水葫芦夏季开花，一般待长到叶长48cm左右，叶片15cm，宽14cm，开始开花，穗状花序，有6-12朵花，花冠蓝紫色，漏斗状6裂。

水葫芦的特点是生命力旺盛，遇水便长，酸性，水温较高的地方，就迅速繁殖。所以夏、秋是它的生长期，冬天，水上叶全部烂掉，剩根和茎越冬。水葫芦是成片成片生长的，以无性繁殖为主，种子繁殖为辅的繁殖方式，故一片水葫芦与另一片水葫芦在个体上有明显差别。水葫芦宽大的叶交错生长，须根系的根浓、密、短、细，海绵状气囊的叶柄轻而大，这些都有利于它的生长。水葫芦一般5月份开始繁殖，7、8、9月份大量繁殖，8、9月份有些水葫芦会开花，紫色的花。它5天一繁殖，一只水葫芦90天能繁殖成25万只。冬天霜打后，水面上的叶烂掉，水下茎和根继续越冬，等第二年发芽。”

我们通过观察，发现水葫芦生长在水流缓慢、浑浊的水体中。我们采集了4棵同一片水葫芦群里的差不多大小的植株（叶长为20cm），并采了2000ml河水，拿回学校做对比性实验。

表1：不同水质水葫芦生长情况

水槽编号	内容物	第14天叶长（cm）
1	2000ml河水	55
2	2000ml自来水+60mg尿素	52
3	2000ml自来水+30mg尿素	34
4	2000ml自来水	22

通过实验发现：1、2号水葫芦生长良好，4号生长缓慢。第14天时，4号水葫芦已开始枯萎。这说明水葫芦适宜生长在氮元素较多的水体中。进行水质分析，河水浑浊黄绿色，PH值在4.7-5.6之间，表明水葫芦适宜生长在酸性环境中。通过实验，发现有较多的Cl-、SO42-、也存在着Pb2+、Zn2+、Al3+、Ni2+、Hg2+。Ni2+是电镀厂排放出来的，Hg2+是造纸电镀、印染厂排放的，而像Pb2+、Zn2+、Al3+等重金属是由印刷厂排放出来的。对水葫芦死亡后的水，再次化验，发现Hg2+、Zn2+等金属离子明显减少。这说明水葫芦能吸收金属离子，对净化水源有一定作用。

水葫芦对人类最大的贡献是净化污水，分解有毒物质，保障人体健康，据实验证明，1公顷水葫芦，24小时内能从污水中吸咐34公斤钠、22公斤钙、17公斤磷、4公斤锰、2.1公斤酚、89克汞、104克294克镍、321克锶……还有较强的吸收和积累锌的能力。据实验：水葫芦在含锌10毫克／升的污水中栽培38天，它体内含锌量比对照植物要多133％。水葫芦还能将酚、氰等有毒物质分解成无毒物质。它富含蛋白质、糖类、维生素及矿物质，是营养丰富的优质青饲料，还可当绿肥，生产沼气，作为造纸原料等。

但是疯狂生长的水葫芦会“聚众滋事”，形成30公里长的“绿岛”，不仅淤塞河道、影响通航，更为严重的是，姚江生态环境遭到破坏。水葫芦繁殖极快，取之不竭；其根系较发达，像羽毛状，能将水中的氮、磷和一些有害污染物吸收在体内，为猪提供饲料，这就是50年代被引入我国的主要原因。如今猪的“生活水平”提高了，不再以水葫芦作青饲料；水体的富营养化给水葫芦的爆发营造了一个“富裕的家”，一年之内能“克隆”几千棵，在宁波的不少河道里，在水葫芦上铺块木板，就能站上个人。水葫芦的再利用率也不高。别看水葫芦的植株长得很大，其中95％是水。试验表明：50公斤生长旺季的水葫芦，烘干之后只能得到2.5公斤的干物质；看其捞上岸像山那么一大堆。

10天之后烂下来就是贴着地皮浅浅一层。云南科学家曾尝试将水葫芦的干物质做成饭盒、茶杯等一次性用品，但水葫芦原本所吸附的重金属等有害物质，对人体是否有害，还在科学论证之中。

生物多样性是生态系统稳定的重要条件。由于水葫芦的疯长，几乎100％占据水面，抑制了其它物种的发生和发展，使生态系统遭到严重破坏，群落多样性几乎等于零。

（1） 请你帮助这个生物小组分析水葫芦泛滥的原因：____________________

（2）请你根据对水葫芦的形态结构、生活习性、生活史的了解提供治理水葫芦泛滥的良好对策：_________________________________________________________________________

Answer 1

【答案】 不合理的引种：导致没有天敌，因而造成水葫芦“疯长”。水体富营养化污染。由于大量排放工业污水、生活污水及生活垃圾、化肥，使水体N、P元素过多，造成水体富营养化。在遭到破坏的生态系统中，外来物种容易入侵“定居”，水葫芦在富营养化的水中“如鱼得水”，疯狂生长，这也是水葫芦泛滥的重要原因 （1）用于净化水源（2）引入天敌（3）制成饲料和有机肥料（4）用于加工成蔬菜和食品

【解析】水葫芦繁殖速度极快，生长时会消耗大量溶解氧，大量的水葫芦覆盖河面，容易造成水质恶化，影响水底生物的生长；由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，在我国南方江河湖泊中发展迅速，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种。

（1）水葫芦泛滥的原因：不合理的引种导致没有天敌，因而造成水葫芦“疯长”；水体富营养化污染；由于大量排放工业污水、生活污水及生活垃圾、化肥，使水体N、P元素过多，造成水体富营养化；在遭到破坏的生态系统中，外来物种容易入侵“定居”，水葫芦在富营养化的水中“如鱼得水”，疯狂生长，这也是水葫芦泛滥的重要原因。

（2）治理水葫芦泛滥的对策：①用于净化水源；②引入天敌；③制成饲料和有机肥料；④用于加工成蔬菜和食品。