黄河三角洲高潮滩芦苇植被区天津厚蟹的食源食性

通过稳定同位素方法,研究植物在大型底栖动物的食源占比,可以为滨海湿地下行效应提供直接证据。本文研究了黄河三角洲高潮滩芦苇区天津厚蟹的食性和食源。结果表明: 该植被区蟹类密度为(5.5±1.5) ind·m^-2,存在夜间攀爬芦苇取食的行为。在室内试验条件下,天津厚蟹具有明显的食物偏好,偏好取食芦苇新鲜叶片。通过稳定同位素食源分析发现,在野外自然环境下,芦苇叶片是天津厚蟹的重要食源之一。鲜叶[5月:(6.4±4.9)%;7月:(5.8±4.9)%;9月:(12.5±8.8)%]和枯叶[5月:(12.4±7.8)%;7月:(15.5±9.9)%;9月:(15.1±9.4)%]的食源占比均具有时间异质性。天津厚蟹不仅可能通过取食抑制芦苇生长,还可能通过取食的扰动行为影响该植被区的枯落物分解。     

黄河三角洲河滩与潮滩芦苇对盐胁迫的生理生态响应

研究黄河三角洲两种生境芦苇对盐胁迫的生理生态响应差异,能为退化滨海湿地生态修复中芦苇植株来源的选择提供重要的理论支持。在盐胁迫(300 mmol/L NaCl)下,比较研究了黄河三角洲河滩芦苇(低盐生境)和潮滩芦苇(高盐生境)叶片中的Na~+含量、根部分生区Na~+流速、叶片的光合作用参数、H_2O_2的含量、抗氧化酶的活性、丙二醛和脯氨酸的含量。结果表明:盐胁迫显著提高了河滩芦苇叶片中Na~+含量,但对潮滩芦苇叶片Na~+影响不显著。进一步通过非损伤微测技术研究发现,盐胁迫后,潮滩芦苇比河滩芦苇的根部分生区的Na~+外排流速更高(潮滩芦苇:(1982.05±122.74) pmol cm~(-2) s~(-1)vs.(87.93±12.94) pmol cm~(-2) s~(-1),P0.01;河滩芦苇:(1574.16±458.90) pmol cm~(-2) s~(-1)vs.(-126.88±23.01) pmol cm~(-2) s~(-1),P0.01),能有效调节细胞内离子平衡。另外,盐处理7天后潮滩芦苇光合速率((16.36±1.09)μmol m~(-2) s~(-1)vs.(22.79±0.67)μmol m~(-2) s~(-1),P0.01)显著高于河滩芦苇((12.71±0.97)μmol m~(-2) s~(-1)vs.(23.81±0.55)μmol m~(-2) s~(-1),P0.01)。盐胁迫诱导了两种芦苇叶片中H_2O_2含量和丙二醛含量的显著升高,而脯氨酸及抗氧化酶的活性也随之显著升高,并且也显著升高了潮滩芦苇的谷胱甘肽还原酶(GR)活性((6.90±1.73) U/mg蛋白质vs.(3.54±0.54) U/mg蛋白质,P0.05)。综上,潮滩芦苇比河滩芦苇更适应盐胁迫,因其根系具有更高的排Na能力,且脯氨酸含量及抗氧化酶活性较高,提高了抗逆性。因此,在黄河三角洲退化滨海湿地生态修复中,可以优先选择潮滩芦苇作为植被修复的材料。     

刈割加淹水对互花米草萌发和幼苗生长的影响

互花米草(Spartina alterniflora)是我国危害最严重的外来入侵植物之一,探索环保、经济、有效地防治互花米草的技术对保护我国海滩生态环境具有重要意义。本研究通过人工气候室(20~25℃)的盆栽实验,研究刈割与淹水对互花米草萌发和幼苗生长的影响。实验持续4个月,对互花米草地上部分进行了2次刈割,首次刈割是在互花米草生长季结束时,3个月后进行第二次刈割。首次刈割后持续淹水至实验结束,淹水处理设计0、5、10、20 cm四个淹水深度。首次刈割后各淹水处理互花米草根茎上迅速萌发克隆苗,种子的萌发比克隆苗晚约3个月。不同淹水深度对克隆苗的萌发和生长均有抑制作用,克隆苗株数、株高和地上生物量均随淹水深度增加而减少。第二次刈割后各淹水处理均没有再萌发克隆苗,但有少量种子实生苗,其中20 cm水深处理的实生苗数量最少。刈割加淹水可以很好地抑制互花米草的萌发和幼苗生长,据此建议互花米草防治方案为:在春季萌芽前,修筑堤坝,保持淹水20 cm,在营养生长期后期贴地刈割互花米草,继续淹水,第二年重复同样的刈割和淹水。为防止二次入侵,需要在邻近的互花米草分布区同时进行治理。     

中国滨海沼泽湿地芦苇种子功能性状的纬度梯度变异

种子功能性状反映了植物适应环境变化的繁殖对策,这是植物在自然环境选择和遗传上的一种进化行为,对深入认识植物及种子对环境的长期适应性进化意义重大。本研究对中国滨海6个省市9个地区的滨海沼泽湿地(21°29′—40°57′ N)主要土著植物芦苇种子功能性状(包括种子大小、重量、结实率和产量)进行研究,分析其纬度变异规律。结果表明: 我国滨海湿地芦苇种子各功能性状在不同纬度差异显著,各功能性状间具有显著的相关性。芦苇种子大小(种长、种宽、种形指数、长宽比、种子表面积)和百粒重与纬度呈显著的二次函数关系,随着纬度升高先降后升,而种子结实率呈现先升后降的规律,芦苇种子数量与大小间存在着权衡关系。单位面积种子产量随着纬度升高显著增加。逐步回归分析显示,气候因素是影响不同纬度间芦苇种子功能性状差异的主要因素,土壤孔隙水的pH和盐度次之。     

S2–和Na+胁迫下黄河三角洲高潮滩芦苇光合作用和抗氧化酶活性的响应

潮汐湿地的土壤硫含量和钠离子含量很高, 然而该生境中的S²–以及S^2–与Na⁺联合胁迫对植物生理生态影响认识不足。以黄河三角洲高潮滩芦苇为材料, 进行了对比实验(S2–浓度相同处理: 50 mmol·L^–1 Na₂S VS. 50 mmol·L^–1 K₂S处理; Na⁺离子浓度相同处理: 40 mmol·L^–1 Na₂S VS. 80 mmol·L^–1 NaCl处理), 研究了S^2–、Na⁺的联合胁迫以及它们的单独胁迫对芦苇的光合作用及抗氧化酶活性的影响差异。结果表明: Na₂S比K₂S和NaCl处理对芦苇光合速率的抑制作用更显著, 因此S^2–和Na⁺的联合胁迫比它们的单独胁迫作用更强。对于抗氧化酶活性, 50 mmol·L^–1 Na₂S处理后过氧化氢(H₂O₂)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)浓度显著升高, 说明在抵御S^2–和Na⁺离子胁迫时, POD和SOD发挥重要的作用, 而在 Na₂S处理下, 过氧化氢酶(CAT)则呈显著下降的趋势。总之, 硫和钠离子的同时存在严重抑制高潮滩芦苇的光合速率, 而POD和SOD、CAT对于抵御S2–和Na+胁迫起到重要的作用。     

黄河三角洲滨海湿地芦苇遗传变异及其与生境盐度的关系

了解植物遗传多样性信息能够为植被的生态修复和保育提供科学参考。本研究在黄河三角洲滨海湿地采集了7个芦苇群体280个个体的叶片,采用12对微卫星分子标记引物进行遗传多样性和遗传结构分析,并分析了遗传多样性和生境盐度的相关关系。结果显示,芦苇群体遗传多样性较低,7个群体的Nei遗传多样性(H)平均值在0.077~0.107,Shannon信息指数(I)平均值在0.133~0.185,但潮汐湿地芦苇群体遗传多样性相对高(H=0.101~0.107;I=0.176~0.185)。芦苇群体遗传分化比较低(GST=0.062),遗传变异主要来自于群体内。群体间遗传距离与地理距离无显著相关性(r=0.026,P=0.354),但遗传多样性与生境的盐度具有正相关关系(Radj2=0.597,P=0.026)。建议山东黄河三角洲国家级自然保护区优先保护潮汐湿地芦苇群体,而在修复湿地时可以选择其他地区芦苇种苗或繁殖体以丰富种群的遗传多样性。     

植物遗传多样性与生态系统功能关系的研究进展

全球变化和人类活动导致物种生境的萎缩, 造成很多植物种群数量缩减, 遗传多样性快速丧失。对于物种多样性低的生态系统, 优势种的遗传多样性可能比物种多样性对生态系统功能产生更大的影响。因此, 了解遗传多样性和生态系统功能的关系(GD-EF)及其机制对生物多样性保护、应对环境变化和生态修复具有指导意义。该文综述了植物遗传多样性对生态系统结构(高营养级生物群落结构)和生态系统功能(初级生产力、养分循环和稳定性)的影响及机制、功能多样性对GD-EF的影响、遗传多样性效应和物种多样性效应的比较, 以及GD-EF在生态修复等实际应用的研究进展。最后指出当前研究的不足之处, 以期为后续研究提供参考: 1)还需深入研究GD-EF机制; 2)未评估遗传多样性对生态系统多功能性的影响; 3)不同遗传多样性测度对生态系统功能的影响不明确; 4)缺少长期的和多空间尺度结合的GD-EF实验; 5)遗传多样性效应相对于其他因子的作用不清楚。     

河口三角洲湿地健康生态圈构建:理论与方法

河口三角洲湿地生态环境保护和区域开发的矛盾突出,对湿地生态圈健康和栖息地生态功能产生直接而强烈的影响.健康的河口三角洲湿地生态圈是由自然过程的连续性、生态系统的连通性、生境的异质性以及食物网的多样性等多种因素共同决定的.本文讨论了健康湿地生态圈构建的基础理论,综述了景观生态网络构建、水文连通性网络构建、食物网构建以及生境异质性栖息地营建的理论与方法.在区域和景观尺度上,以土地利用-生态系统完整性为主线,阐明了湿地破碎化对湿地生态功能的影响,特别强调景观完整性、水文连通性对湿地栖息地的影响;在生态系统和群落尺度上,以食物网-生态系统稳定性为主线,强调食物网多样性、生境异质性对湿地生物圈构建的支撑作用.基于景观完整性、水文连通性、生境异质性和食物网多样性构建健康湿地生态圈,可为湿地生态环境保护和建设提供科学依据和技术支撑.     

氮添加对黄河三角洲高潮滩芦苇生长和土壤理化性质的短期效应

氮富集会影响到全球生态系统的植物生长繁殖和土壤理化性质。然而, 目前关于氮富集对潮汐湿地生态系统植物生长和土壤理化性质的影响研究相对较少。通过氮添加野外控制实验, 研究了4个氮添加水平(CK: 0 g·m-2·a-1、N1: 5 g·m-2·a-1、N2: 20 g·m-2·a-1、N3: 50 g·m-2·a-1)对黄河三角洲高潮滩芦苇植被区的芦苇生长和土壤理化性质短期效应。结果表明: N1添加水平显著增加芦苇高度, 增长节间长和叶片宽度, 但减短穗长; N2添加水平显著增加芦苇高度, 增长节间长和叶片长度, 增大叶片宽度, 但减少叶片数; N3添加水平则对芦苇生长繁殖无显著影响。但氮添加对芦苇密度、叶片全碳、全氮和碳氮比的影响不显著。而除了N3添加水平增加了NO3--N (0-10 cm)含量外, 其他土壤理化性质均不受氮添加的影响。因此, 在短期内适量氮输入可促进黄河三角洲高潮滩芦苇的生长, 过量的氮则对其生长没有作用, 保护区应控制对高潮滩芦苇植被过量的氮输入。     

天津厚蟹植食对黄河三角洲高潮滩芦苇幼苗生长的影响

上行因子、下行因子和种内种间作用均会影响盐沼植物的生长繁殖,然而上行效应的研究较多,而下行效应的研究则较少。芦苇(Phragmites australis)是黄河三角洲湿地的主要植被类型,而潮水芦苇则是重要和独特的芦苇种群。本研究旨在探讨下行效应对黄河三角洲潮水芦苇幼苗生长的影响。本研究于芦苇幼苗期在黄河三角洲自然保护区潮水芦苇区域设置24个2 m×2 m样方调查天津厚蟹取食对芦苇幼苗生长的影响。结果表明:潮水芦苇幼苗受了天津厚蟹的严重取食和破坏;24个样方中共有1139株芦苇幼苗,其中被轻度取食的芦苇幼苗有308株(占27.04%),被重度取食的芦苇幼苗有234株(占20.54%),未被取食的芦苇幼苗有597株(占52.41%);黄河三角洲潮水芦苇幼苗生长指标受到天津厚蟹取食的显著影响,天津厚蟹重度取食显著减少芦苇幼苗高度生长、减少幼苗叶片数和幼苗叶片长度。因此,在黄河三角洲潮水芦苇保护和管理时应该考虑下行因子对芦苇生长的影响。