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目前，湖泊富营养化问题严重，沉水植被大量消退，湖泊生态功能丧失。恢复或重建沉水植被，是治理湖泊富营养化，恢复整个水生生态系统的关键。而沉水植被的恢复主要通过移植种苗或者繁殖体，因此大量植物材料的收集准备是首要工作。为克服从自然生态系统中大量捞取植物材料的种种缺陷，本文引进组织培养技术对所选物种(菹草，轮叶黑藻及狐尾藻)大规模扩繁，并通过顶端优势及芽位置效应的研究进一步增强繁殖效率。接着，通过对外部环境因子(营养和水位)对植物生长影响的研究，以及沉水植物特殊的营养方式的研究，寻找植物生长的适宜环境条件，增强植物个体生长。最后，本文对建群过程中影响植物生长的关键因素(底质、种群密度及植株间距)进行研究，以使沉水植物能快速成功建群，从而恢复沉水植被，保证整个恢复工程的顺利进行．研究结果表明：
(1) 沉水植物的茎节具有较高的繁殖能力，故尝试建立以茎段节为基础的非愈伤组培体系。在通过表面消毒建立无菌体系后，调节营养浓度及激素配比，均有效增强植物片段繁殖能力，并促进根的生长，形成完整植株。其中，MS+1mg/L BA+0.1 mg/L IAA利于轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)芽增殖，1/2 MS+0.1mg/L IAA和MS+0.2 mg/L IAA利于其根生长；1/2 MS+2 mg/L BA+0.1 mg/LIAA利于菹草(Potamogeton crispus)芽增殖，MS+0.1 mg/L IAA利于其根生长；MS+MS plus 2 mg/L BA+0.1mg/L IAA利于狐尾藻(Myriophyllum spicatum)芽增殖，MS+0.2 mg/L IAA利于其根生长．三个物种每季度的扩繁潜力分别是1800，12000和125倍。之后在人工湿地的三种底质(沙，泥，泥+沙(1：1 v/v))上种植，100％成活并能迅速建群，表明通过该技术获得种苗可满足恢复工程的需要。
(2) 通过保留顶芽与去掉顶芽的茎段的繁殖能力的对比实验，发现顶端优势也存在于沉水植物中，它显著抑制了节点上侧芽的生长(P＜0.05)。利用三个不同长度的去顶芽段(2 cm，4 cm和6 cm)检验脱离顶端优势后的芽位置效应；结果发现，随着节与顶芽距离的减小，单位节点的长芽能力显著增强(P＜0.05)。这表明，脱离顶端优势之后，靠近顶端生长点的节点具有更强的长芽能力。所以，顶端优势和芽位置效应一起，影响了芽段的侧芽生长能力，即克隆繁殖能力。
(3) 在高营养浓度系列处理下(841-210 mg/L TN+39-10 mg/L TP)，利用无菌条件去除其他影响因素后，研究菹草和轮叶黑藻的生长响应。结果发现，两种沉水植物均没有在本研究浓度下有生长限制，并且在高浓度下有较大的单株总生物量以及单株芽、根生物量。但两者又有不同，随着营养增加，轮叶黑藻主要改变地上部分，包括茎长以及单位茎长的芽数(P＜0.05)，但菹草主要改变地下部分，包括增加根生物量的分配以及减小比根长(P＜0.05)。这说明水体富营养化引起的过多营养并非沉水植物退化的主要因素，而且不同植物在高浓度时有不同的响应。
(4) 通过设置三种水溶液营养浓度(1/20，1/40和1/80 of Hoagland)和三种水位(5 cm，15 cm和25 cm)的组合处理，研究轮叶黑藻芽段的生长变化。结果发现：本实验条件下，植物极少生根。相比营养，水位对植物的生长影响更显著，且随着水位的增加，植物单株总生物量减小，茎长增加，节数增加。营养和水位共同决定了芽数及平均节长。这些均表明，较低水体营养浓度(2.66-10.65mg/L TN+0.78-3.10 mg/L TP)不利于植物根的发生，而水位能显著调节植物的生长速率。
(5) 在环境营养总量相对一致的情况下，改变底质：水溶液氮磷比率(1：0，3：1和1：1)，维持N：P一致；另外，改变氮在底质：水溶液中的分配(1：0，1：1和0：1)，底质中P保持不变；研究轮叶黑藻和菹草生长的变化。结果发现：随着底质氮磷配比的增加，植物单株生物量都显著增加(P＜0.05)。随着底质：水溶液氮磷比率的降低，植物都增加叶的生物量分配，并减少对根的生物量分配。底质：水溶液氮磷比率并不改变植物的根数(P＞0.05)。底质：水溶液营养比率降低，即水中氮磷浓度增加，植物组织氮磷含量显著增加(P＜0.05)。植物在氮全部来源于底质时，都有最大的单株生物量。两种植物氮含量均随着氮在溶液中的分配增加而增加(P＜0.05)。两种植物的比根长均随氮在底质中的分配增加而减小。随着氮在水溶液中分配增加，菹草单株生物量减小(P＞0.05)，而轮叶黑藻则显著增加(P＜0.05)，且二者的组织磷含量也随着氮的分配不同有不同变化趋势。这些结果证实水生植物存在根，叶吸收，且随着底质：水溶液营养比例的变化，而改变根、叶的营养吸收贡献。植物地上部分能吸收水溶性氮，不同植物可能对水溶液中氮的吸收能力不同。而且两种植物比根长随氮在环境中的分配变化而变化的结果表明，底质中氮的存在也影响根的营养吸收。
(6) 在自来水和营养液系统中(1/50 of Hoagland)，分别设置了三种不同氮磷浓度(2 mg/L N+0.2 mg/L P，2 mg/L N+1 mg/L P和10 mg/L N+1 mg/L P)两两组合构成的三种异质底质的培养基，研究两种培养系统中轮叶黑藻根在异质底质的空间分布情况。结果发现，在自来水系统中，植物所有的根均分布在营养较高的底质斑块中，但是在营养液系统中，植物根分布则规律不明显；这表明水溶液中的营养影响了根系营养吸收贡献，且当水溶液中营养较小时，植物根有营养觅食的能力，即主动向高营养的底质斑块生长。选择两种营养浓度差较大的底质斑块(2 mg/L N+0.2 mg/L P和10 mg/L N+1 mg/L P)，在上述两种水溶液体系中，研究植物在两种同质底质以及他们搭配形成的异质底质上的生长响应。结果发现：在自来水体系中，随着底质平均营养浓度的增加，植物单株生物量显著增加(P＜0.05)，而营养液体系中，单株生物量无显著变化(P＞0.05)．根生物量和根：叶生物量比在自来水体系中随着底质平均营养浓度的增加而降低(P＞0.05)，但在营养液体系中，根生物量随着底质平均营养浓度的增加而增加(P＜0.05)。比根长在两种水溶液体系中均随着底质平均营养浓度的增加有变小的趋势，但并不显著(P＞0.05)。这些结果表明，根营养吸收始终占主要地位，而其贡献受到底质和水溶液中营养浓度的共同影响。
(7) 以三种底质类型(沙，泥，泥+沙(1：1 v/v))×三种植株密度(3，9，15株/钵)的9组处理下，研究菹草和狐尾藻的生长响应，采用自来水培养．结果发现：泥质底质比沙质底质更能促进植物的生长，增加株高、茎粗以及单株生物量(P＜0.05)。狐尾藻在沙质底质上有较大的根生物量分配以及根：叶生物量比，而菹草则在泥质底质上有较大根生物量分配及根：叶生物量。密度的增加，在初期增加植株高度，但是在后期，低密度下的植株增高显著。在沙质底质上，中密度植株有较小单株生物量(P＜0.05)，但在泥质底质上，个体生物量随密度增加而减小(P＜0.05)；高密度植株在沙质底质上有较多芽数(P＞0.05)，但在泥质底质上，低密度植株有最大的芽数(P＜0.05)。在泥质底质及低密度时，种群有最大相对生长速率。这些结果表明，不同物种的根、叶生物量分配，对底质的响应会不同。底质营养增加促进植物个体以及群体生长，密度有抑制作用，但二者之间交互作用显著，当底质营养浓度增加时，密度的生长抑制作用更大，两者一起决定了植株的生长。
(8) 在沙质底质上，固定植株数目，通过植株间距的改变，研究轮叶黑藻个体之间的相互影响。结果发现，植株间距的变化对轮叶黑藻地上部分的株高、茎粗和芽长影响不显著(P＞0.05)，但是能极大地改变植物地下部分的生长，体现为随着植株间距的增加，根数显著减少(P＜0.05)，平均根长显著增加(P＜0.05)。同时植株间距虽然不能显著改变单株总生物量(P＞0.05)，但对其生物量在根和叶的生物量分配有着影响，且在距离较近时，根生物量分配显著减少而叶生物量分配增加(P＜0.05)。这些结果表明，轮叶黑藻的个体间可能存在相互作用，并随着植株间距的变化而改变根系发展，从而影响个体生长。
基于本文的研究，即从建立茎段的非愈伤组培扩繁体系，经环境对个体生长影响的研究，再到个体的根、叶吸收及根在营养异质性底质中空间分布的研究，最后到物种建群的生长影响研究，我们形成了一套较完整的体系，为沉水植被的恢复工程提供了理论依据及技术支持。并且，利用本研究所采用的三个具有不同生长物候期的物种进行建群，可以构建具有时间多样性的沉水植被，在保持长效的基础上，增强群落稳定性，从而利于整个水生生态系统的恢复。