蘆葦對(duì)三峽庫(kù)區(qū)消落帶N的利用.pdf

1、在充分了解三峽庫(kù)區(qū)消落帶生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)上,結(jié)合蘆葦特有的生態(tài)功能,模擬三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤含水量的變化,設(shè)置T1(植株根基部淹水超過(guò)土壤表面2cm以上)、T2(土壤水分含量為田間持水量的70％-100％)和T3(土壤水分含量為田間持水量的40％-60％)3個(gè)處理,研究三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤不同含水量條件下蘆葦對(duì)N的季節(jié)利用動(dòng)態(tài)、蘆葦?shù)厣仙锪考竟?jié)動(dòng)態(tài)和穗期的光合特性,探討蘆葦在土壤不同含水量條件下對(duì)N的利用機(jī)理和地上生物量積累的季節(jié)變化規(guī)律,為

2、治理三峽庫(kù)區(qū)消落帶生態(tài)環(huán)境和解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題提供理論和技術(shù)支撐；同時(shí)也探索蘆葦對(duì)三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤不同含水量的適應(yīng)性,以期為三峽庫(kù)區(qū)消落帶的植被恢復(fù)建設(shè)提供理論與實(shí)踐指導(dǎo)。
　　 1.研究結(jié)果表明,土壤不同含水量顯著影響土壤N含量的季節(jié)動(dòng)態(tài),其中土壤中硝態(tài)氮含量:T3>T2>T1；銨態(tài)氮和總氮變化趨勢(shì)一致:T1>T2>T3。
　　 2.土壤不同含水量蘆葦?shù)厣喜縉含量中,蘆葦?shù)厣喜肯鯌B(tài)氮季節(jié)變化趨勢(shì):迅速生長(zhǎng)期,T1地

3、上部硝態(tài)氮含量逐漸減少,T1T2,后急劇減少；T3地上部硝態(tài)氮含量逐漸減少,迅速生長(zhǎng)期明顯低于T2,孕穗期后明顯高于T2。T1蘆葦?shù)厣喜扛鲿r(shí)期氨態(tài)氮含量高于T2,T3則明顯低于T2。迅速生長(zhǎng)期T1蘆葦?shù)厣喜靠偟棵黠@低于T2,而T3顯著高于T2,孕穗期,T1和T3低于T2,抽穗期,T1明顯高于T2,而T3明顯低于T2。
　　 3.蘆葦?shù)厣喜縉的累積量中,三種處理的蘆葦單株地上部總氮的累積趨勢(shì)呈單

4、峰曲線,與蘆葦?shù)厣喜可锪孔兓?guī)律相關(guān):硝態(tài)氮累積趨勢(shì)為:T2和T3呈明顯的單峰曲線,在迅速生長(zhǎng)中期達(dá)到峰值,其值分別為0.0490g/株和0.0289g/株；T1呈明顯的雙峰型,在孕穗期達(dá)到峰值,其值為0.0418g/株,與蘆葦?shù)厣喜咳~片中硝態(tài)氮含量的變化趨勢(shì)一致。氨態(tài)氮變化趨勢(shì)為:T1和T2蘆葦?shù)厣喜堪睉B(tài)氮含量累積趨勢(shì)一致,呈明顯的單峰型,T3則先增加后逐漸減少,達(dá)到一定谷值后,又略上升,最大峰值均在迅速生長(zhǎng)中期,分別為0.2486

5、g/株、0.2515g/株和0.1448g/株。
　　 4.蘆葦?shù)厣喜可锪糠e累動(dòng)態(tài)曲線為典型的單峰型,且擬合的三次方程曲線最好。生物量的增長(zhǎng)速率與植株的生長(zhǎng)速率均有明顯的季節(jié)變化,結(jié)果表明:蘆葦在土壤含水量為田間持水量為70-100％或大于100％條件下生長(zhǎng)很好,而在田間持水量為40-60％條件下生長(zhǎng)較差。
　　 5.蘆葦穗期光合光響應(yīng)曲線和光合CO2響應(yīng)曲線中,T1、T2和T3的光補(bǔ)償點(diǎn)分別為14.8μmol·m-2

6、·s-l,35.13μmol·m-2·s-1和13.05μmol·m-2·s-1,光飽和點(diǎn)分別為783.3μmol·m-2·s-1、803.3μmol·m-2·s-1和912.5μmol·m-2·s-1；T1、T2和T3的CO2補(bǔ)償點(diǎn)分別為:2.25μmol·m-2·s-1、2.1μmol·m-2·s-1和3.84μmol·m-2·s-1,CO2飽和點(diǎn)分別為363.78μmol·m-2·s-1、321.6μmol·m-2·s-1和266

7、.9μmol·m-2·s-1,表明蘆葦在土壤不同含水量條件下T3能更好利用弱光和耐受強(qiáng)光,而T1不耐受強(qiáng)光；高CO2濃度或低CO2濃度對(duì)T3條件下蘆葦穗期光合生理影響很大,而對(duì)T1影響很小。凈光合速率光響應(yīng)曲線和CO2響應(yīng)曲線模型經(jīng)擬合為二次曲線方程最好。
　　 6.T3和T2的光合能力大于T1,這可從以下三個(gè)方面得以體現(xiàn):第一,在實(shí)際中測(cè)得,T1、T2和T3凈光合速率分別為17.0μmol·m-2·s-1、19.97μmol·

8、m-2·s-1和20.47μmol·m-2·s-1,T3的凈光合速率最大。第二,在光能利用效率中,T1、T2和T3分別為0.017mmol·mol-1、0.020mmol·mol-1和0.021mmol·mol-1,T3的光能利用率最大。第三,在測(cè)定的光合光響應(yīng)中,T1、T2和T3的最大凈光合速率即光合能力為17.6μmol.m-2.s-1、20.1μmol.m-2.s-1和20.97μmol.m-2.s-1,光合CO2響應(yīng)中T1、T2

9、和T3的羧化效率分別為0.199mmol·m-2·s-1、0.22mmol·m-2·s-1、0.31mmol·m-2·s-1。分析認(rèn)為,T3和T2蘆葦穗期的高光合能力是與此時(shí)葉片高葉綠素含量及高葉氮含量密切相關(guān)。
　　 7.土壤不同含水量均顯著影響蘆葦?shù)墓夂仙?、葉片氣體交換參數(shù)、資源利用效率以及葉綠素?zé)晒鈪?shù)。在T1條件下,蘆葦表現(xiàn)出較低的光能利用率、CO2利用率、凈光合速率、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率、電子傳遞速率和光化學(xué)熒光猝滅

10、系數(shù),但其水分利用效率和PSⅡ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量最高；相反,在T2和T3條件下,蘆葦具有較高的光能利用率、CO2利用率、凈光合速率、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率、電子傳遞速率和光化學(xué)熒光猝滅系數(shù),具有較低的水分利用效率和PSⅡ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量。T3的PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)最低和T1的PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(φPSⅡ)最低,說(shuō)明T1和T3都發(fā)生了一定程度的光抑制,而T3的ETR和NPQ增強(qiáng),表明T3通過(guò)增強(qiáng)光呼吸和熱耗散抵御光抑制,保

11、護(hù)光合機(jī)構(gòu)。
　　 綜上所述:在不同水分含量的土壤中生長(zhǎng)的蘆葦均具有較強(qiáng)的吸收利用氮的特性,而且在一定范圍內(nèi),蘆葦對(duì)N的吸收隨土壤和水體中氮含量的增加而增加,因而具有很好的凈化土壤和水體中N的功能。而且蘆葦對(duì)N的吸收與蘆葦?shù)厣喜可锪砍收壤P(guān)系,到孕穗期,T1和T2條件下蘆葦?shù)厣喜可锪窟_(dá)到最大值,對(duì)TN的吸收利用也達(dá)到高峰,其值分別為4.021g/株和4.421g/株,而T3在迅速生長(zhǎng)晚期蘆葦?shù)厣仙锪窟_(dá)到最大值,對(duì)TN的吸

12、收利用達(dá)到高峰,其值為2.466g/株,隨后N的吸收利用隨地上生物量的減少而減少,因此,及時(shí)收割蘆葦對(duì)解決三峽庫(kù)區(qū)消落帶水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題有良好作用。另外,蘆葦對(duì)土壤含水量的變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,對(duì)適應(yīng)水分逆境條件具有較高的可塑性,不僅表現(xiàn)出耐水濕的特點(diǎn),還表征出耐旱性的特點(diǎn)。蘆葦這種適應(yīng)三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤含水量變化的特性,在消落帶植被恢復(fù)建設(shè)中蘆葦起著關(guān)鍵作用。因此,蘆葦可作為三峽庫(kù)區(qū)消落帶植被恢復(fù)建設(shè)和解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的禾本科先