水流对水草成长的影响

心理阴影

    在我们的认知当中，水流影响着水草的成长，况且德国的 Dupla 也建议水草缸要有强劲的水流，到底水流对于水草成长的影响程度如何？水流降低了扩散作用的阻力。

    水流借着减少界线层（boundary layer）的厚度或扩散阻力（diffusion resistance），因而增加了水草对于溶解无机碳（DIC）的吸收。Sandergaard 等人于 1979 年就发现了搅动的水对 CO2 与光合作用的影响：水的流速由每秒钟 0.03 cm 增加至 0.46 cm 时，水草细胞界线层的厚度由 9.1 mm 降至 2.3 mm。但就算最薄的界线层也都比沈水质物的叶片还要厚。水流增加了，导致了界线层厚度的减少，而连带的光合作用的净产值也增加了。不论如何，水流的增加程度对于光合作用净产值的促进，还是有其极限的。

    通常水流速度超过每秒钟 1 cm 时，光合作用其实是会降低而不是增加。根据 Madsen 等人于 1993 年发表的研究显示：当水流速度增加至每秒钟 1.5 cm 时，水马齿（Callitriche cophocarpa）的成长速率会增加，但当水流超过这个速度时，成长速度就会减缓。可是，同一作者群针对另一种水马齿（Callitriche stagnalis）的研究却发现，当水流速度由每秒钟 1 cm增加至 4 cm 时，其净光合作用减少了 13-29%。他们同时还发现，当水流速度超过每秒钟 1 cm 时，不但净光合作用减少了，呼吸作用也会同时增加。他们发现在净光合作用的降低当中，有 16-67% 是因为呼吸作用增加所致。

    一般而言，当水流速度增加至高速时（如每秒钟大于 100 cm），生物质量（biomass）的损失才是光合作用产值降低的主要因素。无论如何这都必须是品种而定的。例如毛茛（Ranunculus aquatilis）能够成长于速度高达每秒钟 20 cm 的水流中，其最大成长速率发生于水流每秒钟 11 cm 的速度中，当水流速度降低至每秒钟 2 cm 或增加至每秒钟 23 cm 时，毛茛的成长速度便会降低的。某些海水沈水植物也能够成长在水流速度达每秒钟 30 cm 的环境中，而有些海水藻类更可以在每秒钟大于 100 cm 的水流中丝毫不受影响。比较值得注意的是 Kaspar Horst 与 Horst Kipper 两人和着的「最完美水草水族箱」一书当中，提到了泰国一些大叶片的水草（如椒草）的原产地之水流速度高达每秒钟 3.5 m（相当于时速 12.6 公里），因此建议如果我们要栽培如椒草或皇冠草，就必须要有强劲的水流。

    另外一方面，也有不少水草成长于静止的水域当中，那是否这些水草都偏好止水？根据 Christel Kasselmann 表示，许多水草虽然成长于自然界的静止水域，但这些生境并非是真正的死水，因为风吹和雨淋也都随时都会引起水面的波动，连带促进了水草的生长。很多沈水植物的叶片型态会发生改变，以协助在缓水流中降低界线层厚度，例如细针状的叶型或者波浪状的叶片。而波浪状的叶型据说也能促使水中乱流的形成，进而减少界线层的厚度。水流促进沈水植物成长，主要的关键还是在于提供 CO2，而由于接受实验的水草之营养主要来自底床，水流对于营养的供给反而无统计上的意义，这在 Crossley 于 2002 年所发表的研究中也获得了证实。水流的确能促进水草对于 CO2 的吸收，但是否必须如 Dupla 所建议的「强劲的水流」？由上述学术的一些研究文献看来，应该是不需要的。