不同季節(jié)長(zhǎng)期水淹對(duì)幾種陸生植物的存活、生長(zhǎng)和恢復(fù)生長(zhǎng)的影響.pdf

1、三峽水庫(kù)建成后，水庫(kù)消落區(qū)內(nèi)有些地段最長(zhǎng)會(huì)遭受近半年時(shí)間的完全水淹，很少有植物能夠生存，進(jìn)而給庫(kù)區(qū)消落區(qū)造成水土流失、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題，這是三峽水利工程建設(shè)帶來(lái)的最嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題之一，采取在消落區(qū)內(nèi)人工構(gòu)建植被是保護(hù)三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要措施之一。在人工植被構(gòu)建過(guò)程中，選擇適應(yīng)水淹環(huán)境的植物物種并明確其水淹耐受機(jī)理十分重要，是解決三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)問(wèn)題迫切所需的。 水淹會(huì)導(dǎo)致植株供氧不足，光合生產(chǎn)受阻，從而引起植株?duì)I養(yǎng)儲(chǔ)備

2、消耗加劇，總生物量降低，從而嚴(yán)重影響植株的存活、生長(zhǎng)和恢復(fù)生長(zhǎng)。而不同的植株會(huì)采取不同的耐受策略來(lái)應(yīng)對(duì)水淹脅迫，植株可以通過(guò)生理、解剖和形態(tài)等水平的適應(yīng)性變化以緩解水淹脅迫帶來(lái)的危害。本研究選擇了幾種陸生植物，模擬成庫(kù)后消落區(qū)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間的夏季和冬季完全水淹，從存活率、水下生長(zhǎng)和出水后的恢復(fù)生長(zhǎng)，探討這幾種植物的水淹耐受能力和可能的耐受機(jī)制。 本實(shí)驗(yàn)選取了幾種常見(jiàn)的三峽庫(kù)區(qū)岸生植物(地瓜藤、荻、牛鞭草、狗牙根和空心蓮子草)以及幾種在

3、濕地生態(tài)修復(fù)中廣泛應(yīng)用的植物物種(香根草、菖蒲)，2006年4月從嘉陵江北碚段采集地瓜藤、荻、牛鞭草、狗牙根和空心蓮子草當(dāng)年生的、生長(zhǎng)旺盛且大小均勻一致的幼苗，從苗圃園購(gòu)置香根草、菖蒲的幼苗，移栽到花盆中，給予全日照，并進(jìn)行澆水、除草等常規(guī)管理。分別于2006年7月和2007年2月進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)處理：對(duì)照及完全水淹(植株底部距水面2.5m)，完全水淹處理包括30d、60d、90d、120d、150d和180d六個(gè)水淹時(shí)間水平。測(cè)

4、定各植株的存活率、地上部分生長(zhǎng)、各部分生物量和出水后的恢復(fù)生長(zhǎng)速率。 通過(guò)對(duì)香根草、菖蒲和空心蓮子草在夏季水淹條件下的生長(zhǎng)和存活率的研究發(fā)現(xiàn)：三種植物在經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的完全水淹后有較高的存活率，1 80d全淹處理后，香根草、菖蒲和空心蓮子草的存活率分別為87.5％、100％和50％。(2)這三種植物有不同的水下生長(zhǎng)能力。全淹條件下，香根草生長(zhǎng)緩慢，幾乎沒(méi)有產(chǎn)生新的葉片，總?cè)~長(zhǎng)也沒(méi)有顯著變化；菖蒲能夠持續(xù)產(chǎn)生較對(duì)照植株更為細(xì)長(zhǎng)的葉片，

5、空心蓮子草只在水淹初期(30d內(nèi))能夠快速伸長(zhǎng)地上部分的枝條，并迅速產(chǎn)生新葉片，但隨水淹時(shí)間的延長(zhǎng)，總枝條長(zhǎng)及總?cè)~片數(shù)沒(méi)有再顯著增加。(3)與對(duì)照植株相比，全淹處理抑制了三種植物總生物量的增加，但對(duì)三種植物的地上、地下部分生物量抑制程度不同。全淹條件下，香根草的地上部分和地下部分生物量與水淹0d水平(水淹處理開(kāi)始前一天，下同)相比無(wú)顯著變化，根冠比高于對(duì)照植株；菖蒲的地上部分生物量隨水淹時(shí)間延長(zhǎng)而降低，但卻高于對(duì)照植株，地下部分生物量始

6、終低于水淹0d水平，根冠比低于對(duì)照植株；空心蓮子草的地上部分生物量與水淹0d水平相比無(wú)顯著差異，但地下部分生物量與水淹0d水平相比大幅降低，根冠比低于對(duì)照植株。結(jié)果表明，這三種植物都有很強(qiáng)的水淹耐受能力，可應(yīng)用于三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)植被的構(gòu)建。同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)植物對(duì)長(zhǎng)期完全水淹的耐受能力很大程度上與植株在水下的生長(zhǎng)情況及植株的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備水平相關(guān)，劇烈的水下生長(zhǎng)會(huì)消耗大量的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備，進(jìn)而造成植株存活率降低。植株在全淹條件下有限的生長(zhǎng)能力及豐富的營(yíng)

7、養(yǎng)儲(chǔ)備可能是耐淹物種的重要特征。通過(guò)對(duì)四種三峽庫(kù)區(qū)岸生植物地瓜藤、荻、牛鞭草和狗牙根在夏季水淹條件下的存活率、生物量變化和恢復(fù)生長(zhǎng)的研究發(fā)現(xiàn)：(1)分布于距江面高程較高的河岸段的地瓜藤植株，在全淹30d后就全部死亡；分布在中高程河岸段的荻在全淹150d和180d后全部死亡；可以分布于低高程河岸段的牛鞭草和狗牙根，淹沒(méi)180d后存活率分別為90％和100％。(2)全淹抑制了荻、牛鞭草和狗牙根的生長(zhǎng)，總生物量增量顯著低于對(duì)照植株。與水淹0d

8、相比，全淹處理植株的地上部分生物量顯著降低，荻在全淹60d和120d后，地下部分生物量顯著降低，但牛鞭草和狗牙根的地下部分生物量與水淹0d水平相比無(wú)顯著差異。(3)水淹處理結(jié)束后，存活的荻、牛鞭草和狗牙根植株都能很好地進(jìn)行恢復(fù)生長(zhǎng)。在恢復(fù)生長(zhǎng)過(guò)程中，全淹30d、60d和90d后，荻、牛鞭草和狗牙根植株的總分枝長(zhǎng)相對(duì)生長(zhǎng)速率與對(duì)照植株無(wú)顯著差異，全淹120d、150d和180d后，牛鞭草和狗牙根植株的總分枝長(zhǎng)相對(duì)生長(zhǎng)速率顯著高于對(duì)照植株。

9、全淹處理的荻、牛鞭草和狗牙根植株的總?cè)~片數(shù)相對(duì)生長(zhǎng)速率始終顯著高于對(duì)照植株，遭受長(zhǎng)期完全水淹后，植株在有限的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備條件下，快速產(chǎn)生葉片以迅速積聚光合產(chǎn)物可能是植物更為優(yōu)化的恢復(fù)生長(zhǎng)方式。 冬季水淹條件下，通過(guò)對(duì)地瓜藤、荻、牛鞭草、狗牙根、菖蒲和空心蓮子草的存活率、水下生長(zhǎng)和恢復(fù)生長(zhǎng)研究發(fā)現(xiàn)：(1)地瓜藤在水淹30d后全部死亡，荻、牛鞭草、狗牙根、菖蒲和空心蓮子草在全淹6個(gè)月后存活率為62.5％、100％、100％、100％和1

10、00％。(2)全淹抑制了荻、牛鞭草和狗牙根的地上部分生長(zhǎng)及各部分生物量的增加，菖蒲和空心蓮子草的地上部分可以在水下快速生長(zhǎng)，但地下部分生物量顯著下降。(3)荻、牛鞭草、狗牙根、菖蒲和空心蓮子草在水淹處理后均能迅速開(kāi)始恢復(fù)生長(zhǎng)，且其相對(duì)生長(zhǎng)速率不低于對(duì)照植株，荻和空心蓮子草在水淹后葉片數(shù)量的相對(duì)生長(zhǎng)速率顯著高于對(duì)照植株。實(shí)驗(yàn)表明，在冬季較低氣溫的條件下，除了地瓜藤無(wú)法耐受長(zhǎng)時(shí)間水淹，荻、牛鞭草、狗牙根、菖蒲和空心蓮子草都能在長(zhǎng)時(shí)間完全水淹