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黑藻

黑藻

Hydrilla verticillata

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黑藻(Hydrilla verticillata),俗稱水輪葉或印度星藤,是屬於水車前科(Hydrocharitaceae)的沉水性水生植物。它是全球分佈最廣、生態意義最重要的淡水大型水生植物之一,既以高效的增氧能力著稱,也被視為全球最具侵略性的入侵水生物種之一。

• 多年生沉水性草本植物,可生長於淡水至微鹹水環境中
• 能在水面形成緻密且幾乎無法穿透的墊狀群落
• 以驚人的生長速度聞名——在最佳條件下,莖每天可伸長達 2.5 公分
• 常與同屬的水蘊草屬(Elodea,即加拿大水草)混淆,但可透過其鋸齒狀葉緣及沉積物中的塊莖加以區分

分類學

Plantae
Tracheophyta
Liliopsida
Alismatales
Hydrocharitaceae
Hydrilla
Species Hydrilla verticillata
黑藻(Hydrilla verticillata)被認為起源於舊世界的熱帶與亞熱帶地區,其原生分佈範圍涵蓋亞洲、非洲和澳洲的部分地區。

• 原生地包括南亞與東南亞地區、中非部分地區以及澳洲北部
• 最早根據在印度採集的標本進行科學描述
• 於 1950 或 1960 年代引入美國,極可能是透過水族貿易途徑
• 此後在美國南部與東部迅速擴散,成為北美最令人頭痛的入侵性水生雜草之一
• 現已分佈於除南極洲以外的所有大陸
黑藻是一種具根系的沉水性水生植物,其形態高度可塑,使其能在多樣的淡水棲地中茁壯生長。

莖:
• 細長且具分枝的莖可長達 1 至 3 公尺(在深水中偶爾可達 9 公尺)
• 生長迅速,並在水面或近水面處形成緻密的墊狀群落
• 極易斷裂——即使微小的莖片段也能再生為完整的新植株

葉:
• 以輪生方式排列,每輪 3 至 8 片(通常為 4 至 5 片)環繞莖部
• 小型,披針形至狹長橢圓形,長 6–20 毫米,寬 1–4 毫米
• 葉緣具明顯鋸齒(齒狀)——為關鍵鑑定特徵
• 葉片背面之中肋可能帶有細小刺或齒
• 顏色為亮綠至深綠色,有時略帶紅褐色調

根與根莖:
• 根為不定根,自莖節處生出,將植株固定於沉積物中
• 會在基質中產生地下塊莖(冬芽)——這些對越冬與長期存活至關重要
• 塊莖形似馬鈴薯,直徑 5–10 毫米,可在沉積物中保持活力達數年之久
• 亦會在莖上產生腋生冬芽(芽體)

花:
• 雌雄異株——雄花與雌花分別生長於不同植株上(在大多數引入族群中,僅見雌株)
• 雌花極小,單生,具三片半透明白色萼片與三片花瓣,著生於細長如線的 hypanthium(花托筒)頂端,可延伸至水面
• 雄花更小,呈綠色,可能脫離後漂浮至水面,或仍附著於植株上
• 花朵不明顯,在許多族群中極少被觀察到
黑藻佔據多樣的淡水棲地,並深刻改變其所入侵的生態系統。

棲地:
• 見於湖泊、池塘、河流、水庫、運河、溝渠及緩流溪流
• 能耐廣泛水深,從淺水岸邊至超過 6 公尺深處皆可生長
• 可在貧營養與富營養水域中生存
• 耐低光照條件——能在許多競爭物種無法進行光合作用的微弱光線下進行光合作用
• 能耐輕微鹽度(最高可達約 7 ppt),使其能殖民半鹹水環境

生長條件:
• 最適溫度範圍:20–30°C
• 可透過枯萎至塊莖並于春季再生的方式度過結冰環境
• 能耐廣泛 pH 值範圍(約 5.0–9.0)
• 極高效地直接從水體與沉積物中吸收養分

生態衝擊:
• 形成緻密水面墊層,阻擋陽光,壓抑原生沉水植被
• 改變溶氧動態——可能導致氧氣濃度出現極端的晝夜波動
• 改變水質化學性質,包括 pH 值與養分循環
• 排擠原生水生植物群落及其依賴的野生動物
• 可能阻礙灌溉渠道與排水系統中的水流
• 在某些環境中提供蚊蟲幼蟲的棲息地

繁殖與擴散:
• 主要透過莖斷裂、塊莖及腋生冬芽進行營養繁殖
• 單一具有一個節的莖片段即可再生為新植株
• 塊莖能耐乾燥、草食動物啃食,並能通過水禽消化道而不失活性
• 藉水流、船隻、拖車、釣具及水禽傳播
• 在引入地區(如北美),因通常僅存單一性別,有性繁殖極為罕見
黑藻(Hydrilla verticillata)本身被認為對人類或大多數哺乳類無直接毒性。然而,其緻密墊層中可能滋生藍綠菌(藍藻),而某些藍綠菌物種會產生毒素(如微囊藻毒素、圓柱孢藻毒素),對人類、寵物及牲畜有害。

• 緻密的黑藻墊層會創造有利藍綠菌大量繁殖的停滯微環境
• 接觸或攝入與黑藻墊層相關之含藍綠菌水体,可能導致皮膚刺激、胃腸道疾病,嚴重時甚至造成肝臟損傷
• 該植物被水禽食用時通常無毒,水禽樂於取食其葉片與塊莖
在大多數司法管轄區,黑藻並非故意栽種之物,且在許多地區被列為有害雜草或禁止植物。然而,有時仍會於受控的水族箱環境或科學研究中使用。

水族箱用途(於合法地區):
• 可用作淡水水族箱中的增氧植物
• 生長迅速,有助於吸收過量養分,減少藻類滋生
• 需要中度至強烈的光照
• 偏好溫度為 18–28°C
• 易於透過莖插繁殖——只需將莖片段種植於基質中即可

法律地位:
• 在美國依據《植物保護法》列為聯邦有害雜草
• 在美國許多州禁止銷售、分發或運輸
• 在澳洲、紐西蘭及歐洲部分地區被列為需關注的入侵物種
• 任何栽培行為前務必查閱當地法規

防治方法:
• 機械收割——短期有效,但碎片可能擴散疫情
• 除草劑施用(如氟啶酮、恩多索、敌草快)——最常見的大規模管理工具
• 生物防治——草魚(Ctenopharyngodon idella)會取食黑藻;數種昆蟲生物防治媒介(例如亞洲黑藻潛葉蠅 Hydrellia pakistanae)已引入美國
• 水位調降——降低水位使植株與塊莖暴露並乾燥死亡
• 預防措施——清潔船隻與設備,避免片段在不同水體間轉移

趣味知識

黑藻(Hydrilla verticillata)是最早在太空中展示光合作用能力的植物之一。在蘇聯太空站進行的實驗,以及後來由 NASA 進行的研究中,黑藻被用於探討其在生物再生生命支持系統中的潛力——利用水生植物在密閉環境中產生氧氣並去除二氧化碳。 • 黑藻的光合作用效率極高,即使在極低光照條件下亦然——它能在僅為全日照 1% 的光線下開始進行光合作用 • 單一黑藻塊莖僅靠斷裂繁殖,即可在一個生長季內產生數千株新植株 • 僅在佛羅里達州,每年用於黑藻管理的費用就高達數千萬美元 • 儘管在北美是入侵害草,但在其原生地,黑藻卻是遷徙水禽的重要食物來源——赤頸鴨等物種在冬季高度依賴其塊莖與葉片 • 該植物能在近乎完全黑暗的環境中生長,且能從微小片段驚人地再生,使其成為地球上最具韌性的水生生物之一

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