滇西北高原纳帕海湿地湖滨带优势植物凋落物分解特征研究

选取滇西北高原纳帕海湿地湖滨带优势植物茭草(Zizania caducifolia)、水葱(Scirpus tabernaemontani)和刘氏荸荠(Heleocharis liouana)作为研究对象,采用网袋法对凋落物的分解动态进行研究,并分析了凋落物的初始化学组成。结果表明:3种凋落物都表现出随时间进程残留率有逐渐减少的趋势,但残留率并不与时间呈线性相关。水葱凋落物残留率(70.5%)显著高于茭草(56%)和刘氏荸荠(52.5%)(P﹤0.05),茭草与刘氏荸荠凋落物残留率无显著差异。不同凋落物分解速率存在差异。刘氏荸荠分解速率最大、茭草其次、水葱最小,平均分解速率常数k值分别为0.067、0.062和0.039。3种凋落物在不同时段分解速率存在差异,凋落物的分解与温度的关系非常密切,随着温度升高,分解速率加快,且呈线性增长。此外,3种凋落物在C、N组成上也存在显著差异,但没有发现凋落物分解速率与凋落物本身C、N、C/N间的密切关系。     

区域气候变化对纳帕海湖滨植物生理生化特性的影响

高原湿地是我国重要的生态屏障,关乎流域生态安全。随着气候变暖和极端气候事件频发,探讨高原湿地植物对气候变化的生理生化响应及温度胁迫带来的伤害,对维系高原湿地生态系统的稳定,应对全球气候变化具有重要意义。以高原地区典型湿地纳帕海为研究对象,将适应了纳帕海湿地气候条件的4种优势植物连同生长基质组成的植物-土壤单元,移至不同区域气候条件的拉市海湿地和昆明滇池流域,分析气候变化影响下,4种湿地植物原位异地后的丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、过氧化物酶(POD)含量等反映植物受到逆境胁迫的生理生化指标变化。研究结果表明,湿地植物虽是隐域植物,但气候变化对其生长产生显著影响,不同湿地植物对气候变化的适应性不同,水葱(Scirpus tabernaemontani)和茭草(Zizania caduciflora)等广布种能够很好地适应气候变暖,两者生物量均随温度上升而增加,在拉市海的增长率分别高达196%和190%,在昆明分别增至487%和408%,MDA、Pro、POD含量则随温度上升而下降,在拉市海的最高降幅分别为16%和24%、27%和12%、14%和58%,在昆明的最高降幅分别为31%和24%、52%和25%、48%和73%,气候的暖化更有利于其生长。刘氏荸荠(Heleocharis liouana)虽为广布种,尽管气候变化对其产生了胁迫,但能通过调节自身的代谢物质来抵御这种变化,反映了广布种对气候变化较强的适应性。小黑三棱(Sparganium simplex),对气候变化较为敏感,随温度的升高其生物量在拉市海的增长率达17%,而在温度更高的昆明则减少了20%,呈现先升高后下降的趋势,同时体内各相关抗逆指标也呈现先下降后上升的趋势,MDA降至0.001387μmol/g,后迅速增至0.002739μmol/g、Pro降至13.386891μg/g,后增至18.172878μg/g,温度升高到一定程度对其产生了不利影响。对于这样一种生态幅较窄的物种,随着气候条件的改变,其生存将面临极大的挑战,显示了高原湿地在全球变暖大背景下的脆弱性,以及高原湿地生态系统维系存在的潜在危机。     

滇西北高原纳帕海湿地湖滨带优势植物生物量及其凋落物分解

选取滇西北高原湿地纳帕海湖滨带优势植物茭草(Zizania caducifolia)、水葱(Scirpus tabernaemontani)和刘氏荸荠(Heleocharis liouana),研究其生物量及其凋落物分解特征,结果表明:水葱、茭草、刘氏荸荠为纳帕海湿地湖滨带单优植物群落,均具有较高的地上生物量,不同植物群落地上生物量不同,其中,茭草地上生物量(853.6±58.2)g·m-2·a-1显著高于水葱(730.7±7.8)g·m-2·a-1与刘氏荸荠(338.9±32.6) g·m-2·a-1的地上生物量.3种植物群落凋落物分解速率不同、并随月平均气温升高均呈增加的趋势,其中,刘氏荸荠分解速率k值最大(0.067±0.0026)、茭草(0.062±0.0072)其次、水葱最小(0.039±0.0062).凋落物经过1年的分解,水葱、茭草和刘氏荸荠凋落物存留率分别为(62.0±8.8)％、(47.5±9.0)％和(44.5±7.9)％.综合3种湖滨带植物地上生物量与凋落物年分解,水葱地上生物量年存留量(453.1±4.9)g·m-2·a-1显著高于茭草(405.4±27.7)g·m-2·a-1和刘氏荸荠(150.9±14.5) g·m-2·a-1.研究进一步表明滇西北高原湿地湖滨带植物具有极高的生物量存留率,成为该类型湿地生态系统碳汇功能的基础,其碳汇过程及其贡献率需要进一步深入研究.     

海拔梯度对高原湿地植物形态和生理学效应研究

研究了纳帕海高原湿地4种常见的多年生水生植物经移栽至不同海拔后,在生长过程中的生长状况、叶绿素、可溶性糖、游离脯氨酸（Pro）含量、过氧化物酶（POD）活性的变化及其生理特性。结果表明,水葱（Scirpusvalidus）、荸荠（Heleocharis dulcis）、黑三棱（Sparganium stoloniferum）和茭草（Zizania latifolia）的生长状况随着海拔的降低均有所改善,其中,4种湿地植物的株高随海拔的降低均有所升高,水葱和荸荠的茎粗随海拔的降低均呈现增粗的趋势,黑三棱和茭草的叶片宽度也随海拔的降低有所增加;4种湿地植物的叶绿素（a＋b）含量随着海拔的降低均呈现不断下降的趋势;4种植物的可溶性糖和游离脯氨酸（Pro）含量随海拔的降低均有所下降;荸荠、黑三棱和茭草的过氧化物酶（POD）活性随海拔的降低均呈下降趋势,而水葱的过氧化物酶（POD）活性随着海拔的降低无显著变化,黑三棱和茭草的过氧化物酶（POD）活性显著高于其它两种植物。可见,4种湿地植物的形态、生理特征对不同海拔生境的适应方式可能是通过多种途径实现的,如形态特征、光合作用、抗寒物质代谢、抗氧化酶系统等随海拔梯度的变化而变化。这些不同的适应方式在不同的植物间既有共同规律,又有着各自的特性。