水文情势与盐分变化对湿地植被的影响研究综述

湿地植被是湿地生态系统的重要组成部分。水文情势与盐分变化直接影响到湿地植被的分布与演替。目前,全球气候变化和人类活动导致的水文情势改变与盐分聚集已造成大面积的湿地退化和盐渍化,已严重威胁全球淡水湿地生态系统的稳定和健康。系统总结了水文情势与盐分变化单一环境变量及其交互作用对湿地植物生理生态、物种多样性、群落结构与演替和植被动态等诸多方面的影响研究进展,并探讨了湿地水文动态-盐分变化-植被响应的综合模型研究现状,认为发展湿地综合模型预测未来水文情势与盐分变化情景下湿地演变,是应对气候变化湿地水盐管理和生态保护的重要工具,最后指出今后亟需加强的研究方向。     

波动和静止水文情势下小叶章(Calamagrostis angustifolia)的生理生态特征

通过野外调查与控制试验相结合的方法,比较研究了波动和静止两种水文情势下,沼泽化草甸植物--小叶章(Calamagrostis angustifolia)某些生理生态特征(种群密度与高度、叶长、叶宽、茎长、节长以及叶绿素含量)对不同水分条件的响应.结果表明,不同水文情势对小叶章生理生态特征具有明显的影响.波动水文情势下,小叶章种群、形态指标及叶绿素含量总体随水分的增加而减小或下降,但是由于特定水文情势下形成的群落竞争格局的影响,小叶章单优群落分布带上小叶章各指标值明显大于其它水分带;静止水文情势下,小叶章各指标值呈波动变化,30 cm积水处理下的种群密度、高度、叶宽和茎长以及叶绿素含量与其它处理差别显著.波动水文情势下小叶章各指标测定值均大于静止水文情势下的,同一生活史阶段要较静止水文情势下的提前,生长能力较强.湿地水分条件不仅直接影响植物特性,还通过影响植物定植的土壤环境特征及群落内的竞争格局间接作用于植物.不同水分条件下,小叶章的生理生态特征是水分条件直接与间接作用的综合结果.     

大型水库消落带中西来稗种子耐淹性沿高程梯度的种内分化

大型水库消落带中西来稗种子耐淹性沿高程梯度的种内分化 在水文节律稳定、每年蓄水时间很长且水位涨落落差很大的水库中,生长在水库库岸消落带不同高程区域中的植物每年要面对长时间的不同强度的水淹,这种每年发生持续的水淹胁迫可能会导致水库库岸消落带中生长的植物的种子耐淹能力发生种内分化。西来稗(Echinochloa crusgalli var. zelayensis)是在三峡水库消落带中自然生长的优势一年生植物,在三峡水库消落带植被及消落带生态环境保护中发挥着重要作用。本研究的目的在于探究三峡水库消落带中生长的西来稗种子的耐淹能力是否已发生种内分化,以及此分化的发生是否与较弱的种子扩散能力有关。在本研究中,采集来自三峡水库消落带不同高程区域中生长的西来稗种子,在三峡水库即将蓄水时将所有采集的种子放置于三峡水库消落带中4个不同高程位置接受不同深度不同时长的水库蓄水水淹,同时把所有采集的种子也放置于不会被水库蓄水淹没的非消落带河岸上作为对照处理;测定种子在水中的漂浮持续时间和蓄水期间水库水位上涨速度以量化在水库蓄水水位上涨时种子的扩散能力,水库蓄水结束水退后检测放置于水库消落带和非消落带河岸上的种子的种子完好率、种子萌发能力和成苗率。研究结果发现,在经历三峡水库蓄水水淹后,西来稗种子的完好率和最终成苗率随种子母株在消落带中所处的高程的增加而显著降低,表明在三峡水库成库运行七年后,在三峡水库消落带中生长的西来稗的种子耐淹能力已发生了种内分化。三峡水库蓄水水位上涨时西来稗种子在水中较短的漂浮持续时间和水库蓄水时较慢的水位上升速度限制了西来稗种子的水媒传播和扩散距离,从而有利于西来稗种子的耐淹能力发生种内分化。     

三峡水库底栖动物群落结构特征及其与蓄水前资料的比较

为了解三峡水库在蓄水后底栖动物的群落结构特征, 探索水文情势改变对底栖动物群落结构的影响,于2012 年8 月、11 月及2013 年4 月对三峡水库的秭归、巫山、云阳、忠县和木洞五个断面底栖动物的群落结构进行了调查分析。结果表明: (1)共记录底栖动物43 个属种, 木洞种类最多(29 种), 秭归最少(12 种)。优势种为多足摇蚊(Polypedilum sp.)、前突摇蚊(Procladius sp.)、肥满仙女虫(Nais inflata)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和一种钩虾(Gammaridae);(2)在空间分布上, 密度以木洞最高(81802740) ind./m2,忠县最低(11642) ind./m2;生物量以木洞最高(8.663.65) g/m2, 云阳最低(0.170.06) g/m2;(3)在季节动态上,密度以秋季最高(31401450) ind./m2, 夏季最低(11537) ind./m2;生物量则以春季最高(3.832.11) g/m2, 夏季最低(0.650.46) g/m2;(4)底栖动物密度和生物量随着水深的增加呈下降趋势, 在水深小于20 m 的浅水区递减率最大;(5)丰度/生物量比较曲线(ABC 曲线)分析显示, 巫山属于中等干扰条件下的群落结构(W=-0.003), 而木洞属于严重干扰条件下的群落结构(W=-0.101);(6)与建坝前相比, 三峡水库底栖动物密度和生物量趋于减少。流速减缓、水深增加、水位波幅加大和沉积物中营养盐的升高可能是造成三峡水库底栖动物群落结构改变的主要因素。       

不同生长阶段毛苔草（Carex lasiocarpa）克隆繁殖对水文情势的响应

毛苔草为三江平原沼泽湿地分布区典型沼生植物.通过幼苗移植水位控制试验,研究不同生长期毛苔草克隆繁殖对水文情势的响应.结果表明,干湿交替条件下,毛苔草分蘖能力最强;苗期处理对后期分蘖有显著影响,后期水分增多明显促进分蘖,但不同经历的毛苔草分蘖对水分条件改变的响应速度不同.-5cm水位条件下,毛苔草根茎长度最大,而持续淹水15cm条件下,毛苔草根茎后期伸展最快.稳定水文条件的改变,抑制根茎生长,从波动水文情势转到稳定的水文环境中,根茎生长得到促进.-5cm水位条件下,毛苔草根茎生物量占总生物量的比重最大;而且水文情势改变后,无论苗期还是生长季末期,仍以经历-5cm水位处理的毛苔草根茎生物量比重较大.淹没对毛苔草的克隆繁殖具有明显的抑制作用.为实现湿地植被重建的目标,应综合考虑植物在不同环境中繁殖策略的差别,以及不同阶段水文需求的差别.     

黄河口芦苇湿地不同恢复阶段种群生态特征

采用时空替代法,选择黄河口未恢复区(R0)、恢复5a区(R2007)和恢复10a区(R2002)的芦苇湿地为研究对象,研究了建群种芦苇的株高、密度、立枯物量、地上生物量的动态变化趋势。结果表明,不同恢复阶段的芦苇株高整体均呈增加趋势,且R2002与其它两个恢复阶段差异显著(P0.01);不同恢复阶段的芦苇密度亦具有明显季节动态,R0与其它两个恢复阶段差异显著。不同恢复阶段芦苇地上及不同器官生物量整体均表现为R2002R2007≈R0,其季节动态符合抛物线模型(y=b0+b1t+b2t2,R2≥0.90,P0.01)。不同恢复阶段芦苇地上器官对地上生物量的平均贡献率均无显著差异,但均以茎的贡献率最高,且表现为R2002R2007R0。不同恢复阶段芦苇的立枯物量随时间变化均符合指数增长模型(y=A0ebT+B0,R20.95,P0.01),整体表现为R2002R2007R0,但其差异不显著。研究发现,不同恢复阶段的湿地水文情势(积水深度和水质)是导致芦苇种群生态特征和地上生物量差异的重要因素,故建议下一步湿地恢复工程蓄水应采取少量多次补水措施,并应避开水质较差时间。     

毛苔草地下构件对不同水文情势和水文经历的生长响应

通过幼苗移植水位控制试验,研究了三江平原毛苔草地下构件生长对不同水文情势及水文经历的响应.结果表明：毛苔草地下构件生长对不同水文情势的响应具有显著差异;在毛苔草生长旺盛期,其根茎及不定根长度随淹水程度的增加而缩短,到生长末期,干旱处理下毛苔草根茎及不定根长度仍然最大,但在持续淹水处理下,毛苔草根茎及不定根长度由旺盛期到末期的增幅最大,说明生长季内稳定的低水分条件对毛苔草根茎及不定根的生长较为有利;在生长旺盛期和末期,干湿交替处理下毛苔草根茎、不定根及地下总生物量均最高;不同水文经历下,以前期干湿交替、后期干旱处理下毛苔草根茎的鲜、干质量最大,而生长季内始终经历干湿交替处理下毛苔草的不定根及地下总生物量最大.比较地下构件在生物量积累中所占的比重发现,各水文情势下,生长季末期毛苔草总生物量明显向根茎转移;整个生长季内,干旱处理下毛苔草根茎生物量的比重明显高于其他处理.在淹没水文情势下,毛苔草地下构件生长缓慢,但淹没抑制消除后,其生长过程可通过根茎萌发得以延续.