水淹對三峽庫區(qū)消落帶三種木本植物生長及光合作用的影響.pdf

1、三峽庫區(qū)消落帶是我國最大的人工濕地，其反季節(jié)淹水導(dǎo)致庫區(qū)環(huán)境發(fā)生重大改變，引發(fā)了諸如地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、泥沙沉積淤堵河道、河面漂浮物增多、面源污染加大、生物多樣性減少等生態(tài)環(huán)境問題。三峽庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)異常脆弱，亟待修復(fù)，選擇適生植物進行植物生態(tài)修復(fù)能增加庫區(qū)生物多樣性，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有利于生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)，是非常有效的治理途徑。本論文以兼具耐淹耐旱特性的桑樹(Morus alba L.)、水樺（Betula nigra）和竹柳（Sal

2、ix fragilis.L）為試驗材料，于2014年春在三峽庫區(qū)消落帶170~175m高程種植，2015年成陸后，對桑樹、水樺和竹柳的存活率、生長量（株高、地徑、冠幅）和光合特性（葉綠素、熒光動力參數(shù)、氣體交換參數(shù)）進行測定，初步研究水淹時間對三種木本植物的影響，為篩選消落帶適生性木本植物奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）經(jīng)過2014年冬季水淹（在170 m和175 m高程處水淹時間分別為135 d和2 d），170 m高程

3、桑樹、水樺和竹柳的存活率分別為47％、64%、88%，175 m高程的分別為91%、95%、98%，可見水淹時間長短對桑樹、水樺和竹柳的存活率有顯著影響；三種木本植物在出水后均能保持較好的生長態(tài)勢，但桑樹在170 m高程處株高、地徑和冠幅的年增長量分別比175 m高程處的低7.71%（P＞0.05）、36.81%（P＜0.05）、37.51%（P＜0.05）；水樺在170 m高程處株高、地徑、冠幅年增長量分別比175 m高程少45.93

4、%（P＜0.05）、55.28%（P＜0.05）、58.12%（P＜0.05）；竹柳在170 m高程處株高、地徑、冠幅比175 m高程低18.96%（P＞0.05）、8.53%（P＞0.05）、6.26%（P＞0.05）。可見淹水時間長短對桑樹和水樺的株高、地徑及冠幅有較大影響；對竹柳株高和冠幅影響相對較小，對其地徑的生長影響不顯著，說明竹柳對三峽庫區(qū)消落帶異質(zhì)生境的適應(yīng)性較桑樹和水樺強。
　　（2）在經(jīng)歷不同時間的冬季水淹后，1

5、70 m高程桑樹、水樺和竹柳在生長期（春季出露期、夏季排水期及秋季淹水前期）的光合特性與175 m高程相比，有一定差異，但總體上差異不顯著。具體如下：
　　1）葉綠素含量。桑樹在170 m和175 m高程的葉綠素含量均值分別為2.78 mg·g-1和2.55 mg·g-1，差異不顯著（P＞0.05），且170 m高程葉綠素含量的波動較大；水樺的葉綠素含量在170 m和175 m高程的均值分別為2.36 mg·g-1和2.35 mg

6、·g-1，差異不顯著（P＞0.05）；竹柳的葉綠素含量在170 m和175 m高程的均值分別為1.60 mg·g-1和1.92 mg·g-1，差異顯著（P＜0.05）。水樺和竹柳的葉綠素含量均隨時間的增加而增大，波動一致。桑樹和水樺的葉綠素含量受水淹時間長短的影響不大，竹柳的受較大影響。
　　2）葉綠素熒光動力參數(shù)。在春季出露期，經(jīng)長期淹水的桑樹實際光化學效率ΦPSⅡ、電子傳遞速率ETR、光化學淬滅系數(shù)qP分別為0.56、41.9

7、8μmol·m-2·s-1、0.79，比175 m高程的大，差異顯著（P＜0.05），非光化學淬滅系數(shù)qN為0.33、光能轉(zhuǎn)化效率Fv/Fm為0.72，兩者無顯著差異；在夏季排水期，經(jīng)長期淹水的桑樹與未經(jīng)長期水淹的桑樹相比，兩者ΦPSⅡ和ETR無顯著差異；未經(jīng)長期水淹的桑樹，其Fv/Fm和qN分別為0.71和0.05，比175 m高程的低，qP為0.87，比175 m高程的高，差異不顯著（P＞0.05）；在秋季淹水前期，經(jīng)長期淹水的的桑

8、樹ΦPSⅡ、ETR和qP分別為0.59、47.59μmol·m-2·s-1、0.87，比175 m高程的大，但差異不顯著（P＞0.05），未經(jīng)長期水淹的qN和Fv/Fm分別為0.14、0.71比175 m高程的小，無顯著差異（P＞0.05）。
　　在春季出露期，經(jīng)長期淹水的水樺qP、qN分別為0.81、0.21，比175 m高程的低，F(xiàn)v/Fm為0.75，比175 m高程的高，均無顯著差異（P＞0.05）；在夏季排水期，未經(jīng)長期淹

9、水的水樺ΦPSⅡ、ETR、qP、qN分別為0.65、47.92μmol·m-2·s-1、0.93、0.27，均比170 m高程的大，而Fv/Fm比170 m高程的小，差異均不顯著（P＞0.05）；在秋季淹水前期，兩個高程水樺的ΦPSⅡ、ETR、qP變化保持與夏季排水期一致，170 m高程qN為0.20，比175 m高程略大，而Fv/Fm為0.70，比175 m高程小，顯著均不差異（P＞0.05）。
　　在春季出露期，經(jīng)長期淹水的竹

10、柳ΦPSⅡ、ETR、qP、qN分別為0.61、48.91μmol·m-2·s-1、0.86、0.26，均比175 m高程的大，差異均不顯著（P＞0.05）；在夏季排水期，170 m高程竹柳的ΦPSⅡ、ETR、qP分別0.59、47.33μmol·m-2·s-1、0.89，比175 m高程的小，但其qN、Fv/Fm比175 m高程的大，其中qN差異顯著（P＜0.05）；在秋季淹水前期，經(jīng)長期淹水的竹柳與未經(jīng)長期淹水的竹柳相比，ΦPSⅡ、E

11、TR、qP、Fv/Fm差異均不顯著（P＞0.05），170 m高程竹柳qN為0.18，顯著低于175 m高程的。
　　3）氣體交換參數(shù)。經(jīng)長期水淹后桑樹的凈光合速率 Pn、氣孔導(dǎo)度 Gs、蒸騰速率Tr、胞間CO2濃度Ci、水分利用效率WUE均值分別為13.69μmol·m-2·s-1、0.13 molH2O·m－2·s－1、2.13 mmol·m－2·s－1、282.92 umol·mol－1、6.51 mmol·mol－1，未經(jīng)

12、長期水淹的桑樹Pn、Gs、Tr、Ci、WUE均值分別為15.78μmol·m-2·s-1、0.12 molH2O·m－2·s－1、1.92 mmol·m－2·s－1、282.41 umol·mol－1、8.10 mmol·mol－1，其中WUE差異顯著。經(jīng)長期水淹后水樺的Pn、Gs、Tr、Ci、WUE均值分別為16.18μmol·m-2·s-1、0.14 molH2O·m－2·s－1、2.52 mmol·m－2·s－1、290.82 u

13、mol·mol－1、6.10 mmol·mol－1，未經(jīng)長期水淹的水樺Pn、Gs、Tr、Ci、WUE均值分別為16.84μmol·m-2·s-1、0.16 molH2O·m－2·s－1、2.58 mmol·m－2·s－1、293.98 umol·mol－1、5.83 mmol·mol－1，差異均不顯著。經(jīng)長期水淹后竹柳的Pn、Gs、Tr、Ci、WUE均值分別為22.06μmol·m-2·s-1、0.16 molH2O·m－2·s－1、2

14、.69 mmol·m－2·s－1、274.80 umol·mol－1、7.65mmol·mol－1，未經(jīng)長期水淹的竹柳Pn、Gs、Tr、Ci、WUE均值分別為19.50μmol·m-2·s-1、0.17 molH2O·m－2·s－1、3.09 mmol·m－2·s－1、294.44 umol·mol－1、5.94 mmol·mol－1，其中WUE差異顯著。
　　由此可見，與175m高程種植的桑樹、水樺和竹柳相比，170 m高程處種