模拟鄱阳湖-乐安河段夏季水位变化对河岸带植物生理生态特性的影响

论文摘要

鄱阳湖-乐安河段典型湿地受其特殊的地形条件和气候条件的影响,夏季存在着明显的洪水与干旱交替的现象。因此,在河岸带生长的植物易受到“水淹-干旱”交替胁迫的影响。本研究采用室内盆栽法模拟夏季乐安河河岸带土壤水分变化格局,以河岸带优势草本植物羊蹄（Rumex japonicus）、水蓼（Polygonum hydropiper）和空心莲子草（Alternanthera Philoxeroides）等为试验材料,设置对照组（CK）、浸润组（INF）、半淹组（HS）、全淹组（FS）等4种不同强度的水淹处理组及后期的对照-对照（CC）、对照-干旱（CD）、浸润-干旱（ID）、半淹-干旱（HD）、全淹-干旱（FD）等5个不同“水淹-干旱”处理组,研究了三种河岸带草本植物对夏季河岸带水位变化的生理生态响应特征和适应能力,为河岸带植被恢复物种的筛选和种群的构建提供理论依据。研究结果如下:（1）水淹14d后,INF、HS处理均提高了羊蹄和空心莲子草的株高和生物量,而对水蓼株高和生物量无明显影响;在FS处理下,羊蹄的主茎断裂,叶片腐烂,株高和生物量均显著（P﹤0.05）下降;而空心莲子草的株高和生物量分别高于CK组41.3%、38.2%,均达到了显著性差异（P﹤0.05）。随着水淹强度增加,羊蹄和空心莲子草均增加了对根的生物量分配,减少了对茎和叶的投资;而水蓼的生物量分配模式未产生显著变化。在INF、HS处理下,空心莲子草和羊蹄均通过提高可溶性糖和可溶性蛋白含量,减少丙二醛（MDA）的产生,降低根系活力等方式来适应水淹环境;而水蓼的可溶性糖含量与CK组相比差异性不显著。在FS处理下,空心莲子草和水蓼的可溶性蛋白和可溶性糖含量显著升高;羊蹄已不能适应高强度的水淹环境,各生理指标均显著下降。结果表明:三种草本植物的水淹耐受能力从高到低依次为:空心莲子草、水蓼、羊蹄。（2）干旱14d后,不同植物不同处理组的各项生理生态指标呈现不同的变化规律。水蓼和空心莲子草各处理组的存活率均为100%,而FD处理组的羊蹄绝大部分枯萎死亡,未能测得有效的生理数据。在干旱条件下,三种植物CD组的净光合速率（Pn）、总叶绿素含量（Chlt）、稳态下的有效量子产率(Fv/Fmlss)和根系活力均显著小于CC组,同时可溶性糖、可溶糖含量和MDA含量均高于CC组。随着前期水淹强度的增加,羊蹄后期耐干旱的能力显著下降,在FD处理时植株已大量死亡。水蓼的ID、HD和FD处理组的（Pn）、气孔导度（Gs）、叶绿素a（Chla）、Chlt等指标与CD组相比无显著差异,说明前期水淹并未增加水蓼对后期干旱胁迫的光合生理敏感性。FD处理组的空心莲子草Pn、Gs、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量等值显著高于CC组,说明前期全淹可能增加空心莲子草的对后期干旱胁迫的适应性。以上变化说明三种植物均能适应一定强度的“水淹-干旱”胁迫,且羊蹄的适应能力要明显弱于水蓼和空心莲子草。（3）恢复正常供水9d后,水蓼和空心莲子草各水分胁迫处理组的植株均恢复正常生长,FD处理组的羊蹄有一部分长出新叶。水蓼和空心莲子草各水分处理组的Pn、Gs、Tr、Chla、Chlt、Fv/Fmlss、可溶性糖含量和根系活力等指标与CC组相比无显著差异,说明水蓼和空心莲子草对水淹和干旱胁迫具有良好的耐受性;而羊蹄的CD、ID、FD组的Pn、Gs、Tr、Chla、Chlt、Fv/Fmlss均小于或显著小于CC组,说明羊蹄在复水阶段虽然能在一定程度上得到恢复,但不能抵消前期胁迫对其带来的伤害。以上研究结果显示,水蓼和空心莲子草能适应一定程度的水淹和干旱胁迫,且在复水阶段表现出较强的恢复能力,而羊蹄却不能通过生长适应和生理调节适应这种复杂的水分胁迫。因此,可以考虑将水蓼和空心莲子草作为鄱阳湖-乐安河河岸带湿地生态系统的修复植物。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张乖乖

导师: 简敏菲

关键词: 鄱阳湖,河岸带,草本植物,水淹胁迫,干旱胁迫,形态特征,生理生化响应

来源: 江西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 江西师范大学

基金: 国家自然科学基金项目(41461042)“乐安河-鄱阳湖段典型环境胁迫下河岸带植物的生态适应性与响应机制定量研究”

分类号: Q945

DOI: 10.27178/d.cnki.gjxsu.2019.000715

总页数: 72

文件大小: 7653K

下载量: 52

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