中国内陆水域生态环境正面临诸多的危机,如水体富营养化和生物多样性下降等。我国水生植物外来种来源广、种类多、区系复杂、物种鉴定困难等,亟待进行全面普查和分类编目。我国对水生植物外来种入侵的研究多停留在个体和种群层面,缺乏系统性的研究,对水生植物外来种入侵机制的研究较少。因此,亟需深入研究我国水生植物外来种分类与分布、来源与扩散途径,对水域生态环境的危害等,以对水生植物外来种的生态入侵进行预警和防控。本论文是在六年来对全国水生植物外来种大范围野外调查基础上完成的,主要工作有:清查了中国水生植物外来种区系组成,进行了中国水生植物外来种系统分类与编目,考证了中国水生植物外来种的原产地与引入途径;总结了中国水生植物外来种分布格局与扩散途径,归纳了外来种对我国水域生态系统健康的危害;调查了影响原生水生植物群落可入侵性的关键生态因子,分析了造成水生植物入侵种在水体中泛滥成灾的原因;初步的调查和研究结果如下:1.中国水生植物外来种共有62科158属478种,其中蕨类植物门(Pteridophyta)8 科 9 属 23 种;种子植物门(Spermatophyta)54 科 149 属 455种,其中裸子植物亚门(Gymnospermae)1科1属3种,被子植物亚门(Angiospermae)53 科 148 属 452 种(单子叶植物纲(Monocotyledons)24 科83属258种、双子叶植物纲(Dicotyledons)29科65属194种)。在水生植物四种生活型中,挺水植物物种数目最多有239种,占中国水生植物外来种总种数的50%;沉水植物有186种,占外来种总种数的38.91%,浮叶植物外来种有35种,占外来种总种数的7.32%;漂浮植物外来种有18种,占外来种总种数的3.77%。按不同分类阶元统计,中国水生植物外来种的最大科是天南星科(Araceae),含15属63种,占中国水生植物外来种总属数的9.49%和总种数的13.18%;第二大科是泽泻科(Alismataceae),含6属44种,占外来种总属数的3.8%和总种数的9.21%;第三大科是睡莲科(Nymphaeaceae),含7属36种,占外来种总属数的4.43%和总种数的7.53%。中国水生植物含有外来种最多的属是隐棒花属(Cryptocoryne),共有36种,占中国水生植物外来种总种数的7.53%;第二是刺果泽泻属(Echinodorus),共有29种,占外来种总种数的6.07%;第三是睡莲属(Nymphaea),共有19种,占外来种总种数的3.97%。按中国水生植物外来种的原产地统计,原产于亚洲的外来种最多,有166种;其次是原产于南美洲和北美洲的外来种,分别有143种和126种。从引种目的统计观赏与园林引入的水生植物外来种种类最多,有456种。已逸生建群形成较大危害的严重入侵种有42种,约占中国水生植物外来种总种数的8.79%;对水域生态系统造成重大影响的恶性入侵种有12种,约占中国水生植物外来种总种数的2.51%。由于水生植物外来种人工引入种类多,中国复杂多样的自然地理环境也有利于不同类型的水生植物外来种生存,我国已成为世界上水生植物外来种最多的国家之一。外来种入侵改变了我国水生植物区系组成和群落结构。除逸为野生的有害入侵种外,在公园湿地和水族馆中栽培的水生植物外来种具有潜在的威胁,要对其逸生归化后的生态入侵风险进行评估和预警,防控其可能造成的危害。2.水生植物外来种已入侵到全国的25个省区,集中分布在东部平原区和云贵高原,其分布面积约占全国总面积的1/3,凤眼莲(Eichhhornia crassipes(Mart.)Solms-Laub.)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)和大薸(Pistia stratiotes L.)是我国分布范围最广危害最大的的三个外来种,与它们曾作为“三水”(水葫芦、水花生、水浮莲)饲料植物在全国推广和将其应用到水污染治理和水产养殖有关。因为各地区社会经济发展规模和水域退化程度等的不同,水生植物外来种数目和危害程度也有差异;西南、华南和中东部地区的水生植物入侵种危害较大;西南地区入侵种数目、出现频率和覆盖率在七个地区都是最高的。除伊乐藻(Elodea nuttallii(Planch.)St.John)外其余8种水生植物有害入侵种本区都有,出现频率为81.48%,分布面积占该区总面积的41%。中东部地区除了细叶满江红(Azolla filiculoides Lamarck)和埃格草(Egeria densa Planchon),其余7种有害入侵种都有分布,出现频率为76.22%;入侵种分布面积占该区总面积的26.8%。华南区域有4种水生植物入侵种,出现频率为69.57%,分布面积占该区总面积的33.15%。在华北、西北和东北区域,都只有1种水生植物入侵种,出现频率分别为3.23%,4.38%和0.53%,入侵种分布面积分别占三个区域总面积的1.2%,1.62%和0.27%。在青藏高原地区发现两种水生植物入侵种凤眼莲和埃格草,出现频率为1.68%;分布面积分别占该区总面积的0.05%。3.在不同纬度区,水生植物外来种数目差异较大,随着纬度增加,水生植物外来种数目呈先增后减的趋势,北纬25度线附近分布的外来种最多;该纬度处于我国南亚热带区域又毗邻北回归线,光照充足,温度适宜、地形起伏、生境异质性高,生物多样性丰富;南北水生植物种类在此交汇,此区是热带种分布的北界和温带种分布的南界。入侵时间和入侵方式决定了外来种的分布模式,中国水生植物外来种的分布模式有:a、单点分布、b、散点和岛状分布、c、连续片状分布。三种模式。虽然入侵种凤眼莲和喜旱莲子草在分布区域上有高度的重叠,但是种间竞争和生态适应导致凤眼莲和喜旱莲子草的分布格局和建群规模呈现互补格局。4.中国水生植物群落中本地种与外来种的丰度之间相关性不显著,但随着本地种平均生物量和相对盖度的增加,外来种的丰度显著减少;群落中水生植物外来种的丰度随着水体中TN、TP和COD的增加而显著增加;群落所在的纬度和生境大小对群落中外来种的丰度没有影响。说明本地水生植物多样性、覆盖度和水体营养等都能增加原生群落的可入侵性,此时要防控外来种入侵和建群。天敌采食和打捞等措施防治外来种在局部和短期有效,但难以在大尺度格局下长期控制水生植物外来种的入侵。5.群落中入侵种的相对盖度随着本地种丰度、相对盖度、生物量、生境大小和纬度的增加而减少,随着水体中的TN、TP和COD的增加而增加,海拔高程和叶片被摄食比例对入侵种的盖度无影响。群落中入侵种的平均生物量随着本地种丰度、相对盖度、生物量和生境大小的增加而减少,随着水体中的TN、TP和COD的增加而增加,随着纬度的增加呈现出先减后增的趋势,海拔、叶片被摄食比例对入侵种的平均生物量无影响;表明本地水生植物生物多样性和覆盖度的减少、水体富营养化、生境片段化和全球气候变暖都会加剧水生植物外来种的入侵,要对此加强预警。入侵种相对盖度与群落中本地种的相对盖度、平均生物量、丰度和水体中TN,TP,COD的差异密切相关。表明提高水生植被中本地种的覆盖度和多样性,减轻水体富营养化和降低有机质含量,是防控水生植物外来种入侵与消除其危害的有效途径。6.参照《中国入侵植物名录》将中国入侵植物划分为7个等级的原则,将中国水生植物外来种划分为2级3类6个亚类:有害外来种包括恶性入侵种和局部严重入侵种;温和外来种包括轻危害外来种和未定外来种;新增有益外来种一类,下隶观赏外来种和食用外来种。按照国际自然与自然资源保护联盟(IUCN)世界100种恶性外来入侵生物名录和我国公布的《中国自然生态系统外来入侵物种名单》,参考美国、澳大利亚等国和《全球淡水入侵物种手册》中水生植物入侵种名单进行物种归类。