菹草(Potamageton crispus L.)是一种重要的生态修复工具种，常被用作富营养化湖泊的生态修复与水质改善，但是在富营养化水体生态修复的实践中，菹草种群的恢复重建又困难重重。与此同时，近年来全球不少水体，菹草种群又呈现爆发态势。菹草的爆发一方面改善了水质；但也带来了河道淤塞、景观及游览等功能下降等问题，而且限制了其它物种的生长。因此，研究菹草生长规律对于利用和管理菹草资源，充分发挥其生态功能、改善水环境质量具有重大意义。 通过试验模拟和野外调查，并利用数学方法，研究了菹草生长与环境因子的相互影响，取得了以下主要成果。 在萌发期，当温度低于35℃，随温度的升高石芽萌发速率加快，但对最终萌发率影响并不显著。在幼苗及成株生长阶段，2～18.2℃范围内，菹草的生长速率随温度升高而加快；17～20℃是菹草生长的最适温度，此时其内禀增长率最大；超过此范围，温度升高则菹草的生长速率减缓，28℃左右，进入生长饱和期。主成分分析的结果表明，水温条件是玄武湖菹草爆发的最主要环境因子之一。玄武湖常年水温在2℃以上，35℃以下，有利于菹草的萌发和越冬，春季水温上升较快，使菹草很快就进入快速生长期。 菹草的萌发几乎不受光强的影响，但其幼苗及成株的生长则对光强较为敏感。研究发现光强对菹草生长的影响是与其冠层与水面的距离密切相关的，因此本文着重探讨了冠层光强对菹草生长的影响。不同的冠层光强下，菹草种群具有不同的内禀增长率r，二者呈曲线相关，最适冠层光强约为Iopt=699.3μmol·m-2·s-1，最大适应光强在1331.0μmol·m-2·s-1左右。通过对玄武湖的调查可知，透明度的提高使水下光强能够满足菹草幼苗及成株生长的需要，光强是玄武湖菹草种群爆发的另一主要环境因子。 水深的变化引起生境的改变，从而影响菹草的生长，单叶面积与水深呈正相关关系(p＜0.01)，而无性繁殖却与水深呈负相关。一定范围内，菹草种群的内禀增长率随水深增加而增大，但当水深超过1.10m后，内禀增长率又随水深增加逐渐减小。菹草的盖度很大程度上依赖于水深的高低，水深深度与生长季节的长短和最大生物量及最大植株长度之间均呈显著的正相关关系(1.60m,p＜0.01)。玄武湖平均水深1.14m，大部分水域水深小于1.60m，适宜菹草的生长。 菹草对营养盐的耐受范围较宽，在一定范围内，营养盐浓度的增加有利于菹草的生长。当TN≤5.2mg·L-1，TP≤1.0mg·L-1时，最大环境容量和内禀增长率都表现为随营养盐浓度升高逐渐增大；但超出此范围，营养盐浓度的升高则不利于菹草的生长，甚至会导致菹草的死亡。玄武湖水质属富营养化水平，较贫营养水体更有利于菹草的生长。 根据菹草的生长过程表现出的“S”型曲线特征，构建了基于Logistic方程的带有环境因子项(温度、光、营养盐、水深)的菹草生长模型，利用试验数据和玄武湖调查数据对模型进行验证，表明该生长模型较为合理，其精度为好或合格水平。情景模拟的结果表明，所构建的菹草生长模型较传统的Logistic模型增加了环境因子项，可以为菹草的生态管理和资源化利用提供科学参考。 点格局分析表明玄武湖菹草在各种尺度下均呈集群分布，在尺度232～344m下聚集最为明显的现象。这种聚集性规律对于水生态修复具有双重性作用：一方面由于各种尺度上存在聚集性，使菹草种群适应外界环境能力增强，并便于人工管理；但另一方面，聚集分布特性可能会增加湖水污染风险程度。菹草种群具有时间维和空间维的环境效应，在时间维上表现为随菹草种群生物量的增长，水体营养盐浓度逐渐减小；而在空间维上，利用地统计学进行空问结构分析表明，种群密度表现为由湖岸带向湖心逐渐减少，其分布与透明度、水深/透明度、pH和NO3--N具有空间相关性。
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