沉水植物群落的恢復(fù)和重建，是水生態(tài)修復(fù)工作的核心內(nèi)容。相比于其他水生植物，沉水植物因其整個植株淹沒于水下，對環(huán)境脅迫的反應(yīng)更為敏感，在水生態(tài)設(shè)計時，需格外注意其生長邊界條件。何為邊界條件？通俗來說，就是能保證沉水植物正常生長的紅線，這條紅線，就是植物生長的邊界線、安全線。影響沉水植物生存、生長及繁殖的紅線很多。一般可分為外界環(huán)境條件和內(nèi)部生物因素。環(huán)境條件如水深、光照、溫度、透明度、風(fēng)浪、營養(yǎng)鹽及其他污染物濃度等；生物因素則如魚類牧食、浮游藻類競爭、自然演替等。各種因素單獨或綜合作用于沉水植物，直接或間接決定著沉水植物的生長情況。

1、水深/透明度/光照強度/懸浮物/濁度

之所以將上述幾個指標(biāo)放在一起，是因為它們都與同一個因素密切相關(guān)——光。光是植物生存之本。光合作用是沉水植物最重要的代謝活動，水下光照條件是影響沉水植物生長存活的最主要因素。而水深、透明度、懸浮物濃度、濁度等指標(biāo)，均直接或間接決定了水下的光照條件。

? ? ? ?懸浮物是指懸浮在水中的直徑約0.1μm~100μm之間的固體微粒，其是造成水渾濁的主要原因，單位為mg/L;濁度是表現(xiàn)水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度，不僅與懸浮物的多少有關(guān)，也與其大小、形狀和折射系數(shù)相關(guān)，單位為NTU;透明度一般用測定塞氏盤的深度來間接反映光透入水中的深淺程度，單位為m或cm。透明度的大小取決于水的色度（體現(xiàn)藻類和懸浮物等的顏色）和濁度，水中懸浮物和膠體顆粒物越多，透明度就越低。因而可以這么理解，懸浮物濃度決定了水體的濁度和透明度，而透明度、水深又決定著水下的光照條件，進而影響著沉水植物的生長。

2、光補償點

在生態(tài)學(xué)上，常用光補償點這一概念作為判斷沉水植物能否存活的最低邊界條件。所謂光補償點，是指植物通過光合作用制造的有機物和呼吸作用消耗的有機物達到平衡時的光照強度。沉水植物的光補償點越低，說明其耐弱光性越好。有研究發(fā)現(xiàn)，狐尾藻、金魚藻、苦草、菹草及黑藻5種沉水植物中，苦草的光補償點最低，為9.4μmol/m2·s；狐尾藻最高，為27.5μmol/m2·s；金魚藻、菹草、黑藻的光補償點依次為24.4、20、15.8μmol/m2·s。（μmol/m2·s為光子通量密度，可與光照強度（Lux）換算，光源為太陽光時1μmol/m2·s≈54 Lux）

3、光補償深度

所謂光補償深度，是指光合作用與呼吸作用平衡的水層深度。光補償深度可作為沉水植物能否生長的臨界指標(biāo)，只有當(dāng)實際水深≤光補償深度時，沉水植物才能正常萌發(fā)與生長。光補償深度直接與水體透明度、水下光照強度相關(guān)。水下光照強度與水深的關(guān)系可以通過比爾定律說明：

其中，Ih為水深為h時的光照強度，I0為水面的光照強度，k為光在水體中的垂直衰減系數(shù)。

王韶華通過試驗研究，建立了針對北京后海水體沉水植物光補償深度與光照強度的回歸方程，如下：

式中，Hcq為沉水植物群落光補償深度（cm）；Hcz為沉水植物種群光補償深度（cm）；T為水體透明度（cm）。

合田健則給出了一個泛式的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，指出沉水植物的光補償深度約為水體透明度的1.5倍，或光照強度約為表面光強1%處的水深。當(dāng)然，這只是個粗略值。不同類型的沉水植物，其生態(tài)學(xué)特性存在一定差異，對應(yīng)的光補償深度也有所不同。即使同種沉水植物，在不同的水體特征條件下，對應(yīng)的光補償深度也可能存在差異。但不管如何，光補償深度的概念仍具有較強的科學(xué)價值和實用價值，極大地方便了野外勘測工作，為論證沉水植物恢復(fù)的可行性提供了更多理論基礎(chǔ)。

4、幾種植物存活的閾值

宋玉芝在對太湖沉水植物的研究中發(fā)現(xiàn)，苦草的光補償深度全湖平均值為122.4 cm，其中在東太湖部分水域高達3.8 m以上；狐尾藻的光補償深度全湖平均值為86.7 cm，其中最大值達2.2 m以上；金魚藻的光補償深度全湖平均值為92.0 cm，在東太湖入口處為最大值2.2~3.4 m。任久長等人對滇池的研究中發(fā)現(xiàn)，滇池沉水植物的光補償深度相當(dāng)小，其中草海光補償深度＜100cm，外湖＜150cm，遠遠小于實際水深。并指出，若要在水深2m左右的水域恢復(fù)稀疏沉水植物種群，水體的透明度必須達到67 cm左右；要形成擁有一定生物量的沉水植物群落，則透明度必須達到79 cm左右。

▽滇池恢復(fù)沉水植物多樣性對水體透明度的要求（任久長）

季高華等人通過實驗設(shè)計，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在露天自然光照下，金魚藻在0.5 m的表層水層生長情況最好，在1.5 m水層處基本死亡；水盾草在2.0 m的水層生長良好，在0.5m的表層水層中存活率最低；苦草生長范圍較廣，水深0.5 m~2.0 m均可正常生長，1.0 m左右相對生長率、生長數(shù)量相對最佳；輪葉黑藻在0.5 m左右的水層處相對生長率最高，最深耐受水層為1.5 m水層。

△ 各水層沉水植物株高、總枝數(shù)的變化（季高華）

有研究認(rèn)為，篦齒眼子菜光補償深度粗略值為透明度下60 cm（即水體透明度+60 cm），在此深度下植株成活率約為16%。

水深、透明度、懸浮物濃度等是影響沉水植物生長的重要脅迫因子，但這些只是“表”，內(nèi)在的“里”，是它們所共同影響的水下光照條件。1 m的水深不一定能種活水草，3 m的水深也未必長不了水草。光補償深度是一個很實用的概念，可作為判斷沉水植物能否正常生長的邊界紅線。沉水植物的光補償深度約為水體透明度的1.5倍（經(jīng)驗數(shù)據(jù)）。不同的沉水植物，其對應(yīng)的光補償深度存在差異。光補償深度方法也存在一定的不足。比如植物在不同生長階段對光的需求不一樣，所以光補償深度應(yīng)該是一個動態(tài)的概念，而目前的大部分研究成果均為某一特定條件下的試驗數(shù)據(jù)，具有一定局限性；其次，光補償深度的計算與光強的衰減系數(shù)k密切相關(guān)，而k受水深、水溫、懸浮物濃度、營養(yǎng)鹽濃度、藻類數(shù)量等多項因子影響，計算結(jié)果很容易出現(xiàn)較大偏差。