水草对水中环境的适应一：水中环境的光照、CO2 和营养状态

在我们所栽培的水草之中，
绝大部分是挺水植物，
也就是说既可生活于水中，


也可以成长陆地上．
然而水中的环境与陆上的环境是截然不同的，
举例来说，
水中的光照强度就比空气中降低很多，
而 CO2 也由于扩散速率的关系，
水草对于 CO2 的吸收也明显的困难许多．
除此以外，
营养的来源也是个大问题．
氮（N）与磷（P）的浓度变化也非常的大，
从非常的低浓度乃至于超高浓度的环境都有．

水草在生理上与构造上是如何适应水中环境的，
始终是个有趣的议题，
我们就从照明，CO2，和营养三方面来初步探讨水草对于水中环境的适应．

光和二氧化碳可说是所有水草行光合作用和成长最重要的资源．
光是促进光合作用的能量来源，
CO2 则是合成碳水化合物的基础原料．
然而与陆地大不相同的是，
水中的光与 CO2 往往是限制水草行光合作用和成长的两大限制因子．
就算是很浅的水中，
也可能因为水体本身以及有机质对光的吸收，
造成水草光照不足而难以生长．
除此以外，
光质或说光色也随着水深而改变，
在较深的水底通常只剩下波长较短的蓝光而缺少红光与绿光，
可是单靠蓝光对水草而言是不够的，
因此在较深的水中，
水草同时面对着光照强度与光质这两个问题．

水草在水中同时要面对光照强度与光质两个问题。


水草其实对于强光与弱光的环境都能适应．
在弱光的环境下，
水草对于光照利用的能力，
影响这光合作用和成长；
而在强光的环境中，
决定最大光合作用和成长的则是其他的因素．
最常见的例子就是野外的水草，
在同一水中环境下，
紧邻的水草很可能因遮荫与否而有着天壤之别的光照洽强度（参见最上图）．
  
水中无机碳的浓度通常比空气中来得高．
水中的无机碳型式包刮了二氧化碳（CO2）、碳酸（H2CO3）、重碳酸盐（HCO3-）和碳酸盐（CO3--）．
无机碳的存在型式与水体的酸碱值（pH）息息相关，
水中的温度与离子强度则扮演着较小的脚色．

无机碳的存在型式与水体的酸碱值（pH）息息相关。


许多挺水性的水草如水蓑衣（Hygrophila）和齿果泽泻属（Echinodorus）只能利用 CO2 作为光合作用的碳元素来源．
而真正的完全沉水的植物如苦草属（Vallsneria）和狐尾藻（Myriophyllum）属的水草，
则能够利用 HCO3- 为碳元素来源，
虽然 CO2 终究才是最爱．
水草对于 CO2 的吸收受到扩散速率的强烈限制，
因为水中二氧化碳的扩散速率仅只有空气中的一万分之一！
二氧化碳透过扩散作用通过水草叶面的界线层的．
因此就算在小溪流之中，
其二氧化碳的浓度或许比湖泊中高出了好几倍，
水草的光合作用与成长依旧受到无机碳的限制．
就如同光照一样，
二氧化碳在低浓度时限制了水草的光合作用和成长．
可是当二氧化碳浓度很高时，
限制水草光合作用的因素就另有原因了．

二氧化碳往往是限制水草成长的最重要原因。


无机营养盐如氮（N）磷（P）铁（Fe）会与光照和 CO2 交互作用而影响水草的成长．
无机氮的型式包刮了铵（NH4+）、亚硝酸（NO2-）和硝酸（NO3-）；
无机磷的主要型式则为磷酸盐（PO4---）；
而铁则可以是亚铁离子（Fe++）或铁离子（Fe+++），
端赖氧化还原电位而定。
氧化还原电位是在测量一个环境还原或氧化的程度，
氧化还原电未决定了无机营养盐是以哪一种型态呈现，
以及水草对于这种营养型态摄取的难易度。
一般来说不论是在自然界或水族缸中，
可利用的无机营养盐并不多，
因为大多数的无机营养容易与有机质结合，
例如水草、藻类和碎屑等等．
因此总体的氮与磷比较能反映出整体的营养状态，
可是很不幸的，
想要测量水族缸中的氮与磷并不容易，
我们只能勉强接受许多测试工具所测量到的溶解态无机营养盐的有关数据．

水草对不同的环境反应还不一样

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