消落帶植物功能型與水淹條件對(duì)狗牙根生長(zhǎng)影響.pdf

1、水庫(kù)消落帶區(qū)域生長(zhǎng)的植物在水庫(kù)生態(tài)環(huán)境中扮演著極為重要的角色，對(duì)于防治水庫(kù)水體污染、保護(hù)水庫(kù)水質(zhì)、防治水土流失多方面環(huán)境問(wèn)題起著至關(guān)重要的作用。消落帶受限于水庫(kù)水位多變性的影響而極不穩(wěn)定，在水庫(kù)水位頻繁干擾下，環(huán)境因子改變劇烈，導(dǎo)致植被頻繁發(fā)生演替，體現(xiàn)出消落帶生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)脆弱性。人工水庫(kù)的修建改變了自然狀態(tài)下河流水位的變化規(guī)律以及水動(dòng)力學(xué)規(guī)律，從而對(duì)消落帶生態(tài)系統(tǒng)中的植物種子的分布、運(yùn)移及沉降產(chǎn)生了重大的影響。同時(shí)水位逆季節(jié)性的頻繁變

2、化對(duì)消落帶植物的生長(zhǎng)發(fā)育也產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)而影響水庫(kù)的水質(zhì)狀況以及水庫(kù)持續(xù)運(yùn)行的能力。
　　為揭示丹江口水庫(kù)消落帶生態(tài)系統(tǒng)中植物自然重建的內(nèi)在潛力，依據(jù)植物不同月份不同土層，植物種子在丹江口水庫(kù)消落帶上的分布情況，選取10個(gè)采樣區(qū)域，57個(gè)采樣點(diǎn)，按水位變化情況分別在4月和6月采樣。將丹江口水庫(kù)不同地區(qū)全部覆蓋，使用典范對(duì)應(yīng)分析的方法(CCA)分析不同月份植物種子的分布規(guī)律與土壤容重，土壤水、土壤有機(jī)質(zhì)含量以及土壤pH值等環(huán)境因子

3、之間的關(guān)系。為揭示消落帶的水文脅迫對(duì)消落帶典型植物種群生長(zhǎng)發(fā)育的影響，設(shè)置11組水分脅迫實(shí)驗(yàn)（水淹深度0-50cm，間隔5cm，每組21個(gè)處理，共231個(gè)培養(yǎng)容器），觀測(cè)丹江口水庫(kù)消落帶典型草本植物狗牙根光合效率、葉綠素含量和比葉重三個(gè)生理指標(biāo)及其變化趨勢(shì)，運(yùn)用回歸分析的方法建立回歸方程，建立各項(xiàng)生理指標(biāo)與光合效率之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而達(dá)到典型植物狗牙根在不同水淹深度下的生長(zhǎng)狀況來(lái)判斷人工水庫(kù)水位的最優(yōu)值的目的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論:

4、r>　　(1)通過(guò)CCA二維排序的方法，分析土壤中植物種子與環(huán)境因子之間的關(guān)系，選取相關(guān)系數(shù)大于0.5的環(huán)境因子，其中4月份a層土壤中飽和持水量、田間持水量與軸1的相關(guān)系數(shù)分別為-0.50和-0.51，砂粒含量與軸2的相關(guān)系數(shù)為-0.52;b層土壤中毛管持水量、飽和持水量、田間持水量與軸1的相關(guān)系數(shù)分別為0.64、0.62、0.60，砂粒含量與軸2的相關(guān)系數(shù)為0.51，4月份制約種子在土壤中出現(xiàn)的主要環(huán)境因子可能為土壤水份含量，此時(shí)消落

5、帶水位剛剛下降，水份仍為影響消落帶環(huán)境的主要影響因子。在6月a層土壤中，砂粒含量、粉粒含量與軸1的相關(guān)系數(shù)為-0.60、0.54，b層土壤中土壤飽和持水量、有機(jī)質(zhì)與軸2的相關(guān)系數(shù)為0.52、0.51，6月份主要制約植物種子在土壤中的的主要環(huán)境因子為土壤的機(jī)械組成。
　　(2)通過(guò)研究水淹對(duì)狗牙根光合效率的影響，結(jié)果表明:在水淹第4天，水淹深度為0cm時(shí)的狗牙根的光合效率為2.54μmol CO2 m-2 s-1，水淹深度5cm時(shí)的

6、狗牙根光合效率為3.5μmol CO2 m-2 s-1，水淹深度10cm的狗牙根光合效率為4.16μmolCO2 m-2 s-1，分別增長(zhǎng)了37.8％、18.7％，其中水淹深度10cm時(shí)的狗牙根光合效率較水淹深度0cm的狗牙根光合效率增長(zhǎng)了63.8％;在水淹第8天時(shí)，水淹深度0cm狗牙根的光合效率為5.45μmol CO2 m-2 s-1，水淹深度5cm狗牙根的光合效率為6.3μmol CO2 m-2 s-1，增幅為15.6％，這表明在

7、水淹初期，水分的適量增加對(duì)于狗牙根的光合效率具有促進(jìn)作用。
　　(3)在水淹時(shí)間不超過(guò)12天，11個(gè)處理組共77個(gè)樣本的狗牙根的光合效率隨水淹時(shí)間變化而產(chǎn)生的變化規(guī)律相同，符合二項(xiàng)分布，R2為0.579，表明短期水淹深度的增加對(duì)于狗牙根光合效率的影響較小;當(dāng)水淹時(shí)間為12天到20天時(shí)，狗牙根的光合效率與水淹時(shí)間的變化規(guī)律，水淹深度0和5cm處理組變化趨勢(shì)相同，水淹深度15到45cm之間的處理組的變化趨勢(shì)相同，狗牙根的光合效率與水淹

8、時(shí)間的變化的R2分別為0.680、0.460;當(dāng)水淹時(shí)間為20到30天時(shí)，水淹深度0到10cm處理組之間、15到25cm處理組之間、30到35cm處理組之間、40到45cm處理組之間的變化趨勢(shì)分別相同，狗牙根的光合效率與水淹時(shí)間的變化的R2分別為0.599、0.442、0.783、0.558。說(shuō)明在一定范圍的水淹深度下，水淹深度的改變并不影響狗牙根的光合效率的變化趨勢(shì);隨著水淹時(shí)間的增加，不同水淹深度下狗牙根光合效率的變化趨勢(shì)的改變愈加

9、頻繁。
　　(4)狗牙根葉綠素含量隨水淹時(shí)間的變化過(guò)程中在水淹時(shí)間第25天，狗牙根的葉綠素含量大于水淹12天、16天、20天以及30天，在水淹末期，狗牙根為最大限度維系正常光合作用，葉綠素含量增加，在15到25天狗牙根的葉綠素含量隨水淹時(shí)間的增加而增加;在25到30天狗牙根的葉綠素含量下降，這也與狗牙根的光效率的變化趨勢(shì)一致，狗牙根生長(zhǎng)受到水份嚴(yán)重的抑制。
　　(5)在水淹條件下，狗牙根的比葉重與水淹深度的相關(guān)系數(shù)，只有在水

10、淹第四天的時(shí)候，p為0.026＜0.05，其余時(shí)間，狗牙根的比葉重與水淹深度的相關(guān)系數(shù)均大于0.05，相關(guān)性不強(qiáng)，在水淹初期植物為適應(yīng)水淹環(huán)境，葉片生長(zhǎng)以適應(yīng)水下光照較少，植物葉綠素含量降低的等不利因素以維持正常的光合效率，隨著水淹深度的增加，狗牙根葉片的比葉重也隨之發(fā)生改變;當(dāng)水淹時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，狗牙根自我調(diào)節(jié)能力減弱，我們假設(shè)狗牙根對(duì)水淹條件的抵抗能力減弱。
　　通過(guò)探究一種消落帶典型植物狗牙根的在水分脅迫作用下的生長(zhǎng)規(guī)律，來(lái)為消