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.     

干湿交替对臌囊苔草草丘生理生态的影响

苔草草丘作为一种典型的湿地植被景观,其生理生态特征受到水文情势变化的影响。本文以臌囊苔草(Carex schmidtii)为研究对象,通过室内模拟实验,研究了不同生长期干湿交替对臌囊苔草株高、茎粗、叶宽和生物量等生态特征的影响,并对苔草的叶绿素含量进行了分析。结果表明:生长初期,30天干湿交替(A1)条件下臌囊苔草生长旺盛,株高、茎粗和叶宽明显高于其他处理;生长后期,苔草生长对不同季节处理的响应显著,5月处理组(A组)苔草的茎粗和叶宽更具优势;臌囊苔草的生物量和叶绿素含量主要受不同生长期处理的影响,而干鲜比随干湿交替处理变化明显。因此,在臌囊苔草生长初期,保持较长周期的干湿交替有利于促进臌囊苔草的生长和叶绿素含量的提高,而生长后期适宜的补水和缩短干湿交替周期可以有效增强臌囊苔草物质积累的能力,增加生物量。研究结果为臌囊苔草草丘湿地的恢复与保护提供了科学依据。     

水位梯度对三江平原典型湿地植物根茎萌发及生长的影响

通过水位控制模拟试验,研究了水位梯度对三江平原典型湿地植物——小叶章和毛苔草根茎萌发及生长的影响.结果表明:2种植物对水位的适应策略各异,小叶章种群密度、平均高度和最大高度都在0cm水位条件下出现极大值,而毛苔草种群平均高度和最大高度随水位上升而升高,种群密度则随水位上升而下降.在萌发初期,一定时间的无淹水环境促进2种湿地植物的根茎萌发,而淹水抑制其萌发;在生长期,过度的淹水限制了小叶章的生长,而毛苔草则水分越多生长越旺盛;干旱缺水限制植物生长,可能会引起植物生活史的改变.     

鄱阳湖湿地灰化苔草种群生产力特征及其水文响应

淡水湖泊湿地中,水文条件是影响湿地植物分布和生长发育的关键因素,研究特定湿地植物种群与水文变化之间关系,对于认识湿地植被格局形成及进行湿地生态调控与恢复具有重要意义。选取鄱阳湖湿地洲滩优势植物——灰化苔草(Carex cinerascens)种群作为研究对象,基于野外实地观测数据,研究不同高程带灰化苔草春草种群生产力特征及其对水文变化的响应。结果表明:春草生长季内各高程带灰化苔草种群变化规律基本一致,但其生长发育过程对水文条件产生差异性反应,长期连续水淹和半水淹条件抑制灰化苔草的生长,而间歇性半水淹和未水淹条件则促进灰化苔草伸长生长和生物量积累;生长初期灰化苔草通过储水策略应对水分缺乏形成的干旱胁迫,而生长末期则通过增加干物质含量来应对淹水胁迫;灰化苔草定植与生长发育需要一定的水文条件,淹没期平均水深3.70—2.78 m、淹没频率42.08%—43.17%、平均距湖水面高度-0.23—0.77 m的水文环境更有利于灰化苔草的生长发育。研究结果可为未来鄱阳湖湿地植被保护和湖泊水位调控提供重要参考依据。     

淹水和干旱生境下铅对芦苇生长、生物量分配和光合作用的影响

芦苇(Phragmites australis)作为典型的根茎型多年生湿地植物, 具有广泛的环境耐受性。该研究采用盆栽实验, 采取裂区实验设计, 水分处理为主区, 包括淹水和干旱两个水平, 铅(Pb)为副区, 包括0、500、1500、3β000、4β500 mg·kg^-1 5个水平, 共10个处理, 每个处理12个重复, 研究淹水和干旱条件下Pb污染对芦苇生长、生物量分配及光合作用的影响, 以期明确不同生境下芦苇适应或忍耐重金属污染而采取的策略, 为芦苇应用于湿地恢复和污染修复提供理论依据。结果表明, 在淹水处理中, Pb显著抑制地下芽形成和根茎生长, 但对子株数没有影响; 与母株相比子株具有高的日生长速率、光合速率和生物量(母株的3-7倍)。在干旱环境中, Pb显著抑制根、地下芽和根茎生长, 母株和子株生物量积累及光合作用, 且这些指标均小于淹水处理的。无论在淹水还是干旱环境中, 芦苇体内绝大部分Pb积累在根中, 根茎和子株中Pb含量较少, 被转运至母株中的Pb大约是子株的3倍。淹水条件下子株体内Pb含量小于干旱处理的。结果表明, 干旱和Pb的协同作用显著抑制芦苇生长、生物量积累和光合作用, 可能导致子株生产力和种群密度减小甚至种群衰退。但淹水芦苇能够采取相应的Pb分配策略减缓Pb污染对芦苇生长、生理和繁殖的负面影响, 有利于芦苇种群的繁衍和稳定。     

红穗苔草对天鹅洲湿地淹水时间变化的形态学响应

以天鹅洲湿地的优势种红穗苔草（Carex argyi）作为研究对象,以淹水持续时间作为水位变化的衡量指标,选取3个淹水持续时间不同的位点,研究了淹水时间长短对红穗苔草形态指标的影响。通过野外原位观测试验发现,红穗苔草的株高及叶片的长、宽对淹水时间的长短反应敏感,而单个分株上的绿叶数对淹水时间的长短不敏感。适度的淹水可以显著增加叶片的长度和株高,长期淹水和相对干旱的环境不利于叶片的伸长和株高的增加。短时间淹水处理株高一直维持较高的水平,并保持相对的稳定。淹水会显著增加叶片的宽度,长时间淹水的处理效果更明显,且维持时间较长。长期淹水会提高红穗苔草地上部生物量的分配比例。尽管不同水位点土壤氮含量有显著差异,但是氮对红穗苔草形态指标并无显著的影响。以上实验结果表明,红穗苔草可以通过调节其叶片的形态及地下和地上部分生物量的分配比例来适应淹水胁迫的不利环境,有利于其在水位波动条件下种群的稳定和维持。     

西南喀斯特地区两种草本对干湿交替和N添加的生长响应

喀斯特地区的"岩溶干旱"和频繁的变水环境成为喀斯特地区植被生长和分布的重要选择压力,是该地区植被恢复重建的主要障碍因子。N沉降也会对喀斯特地区的生态系统造成难以预测的影响。为了探究喀斯特地区草本植物对干湿交替和N添加的生长响应,以苍耳(Xanthium sibiricum)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)为研究对象,通过盆栽水分受控实验,研究了5种不同水分处理[对照组(CK)、干旱组(D)、1周干湿交替处理组(DW-1)、2周干湿交替处理组(DW-2)和3周干湿交替处理组(DW-3)]与N添加(N+、N-)对两种草本植物生长和生物量的影响。结果表明,干旱胁迫抑制了植物生长和生物量的积累,株高、叶面积、总根长和根体积等生长指标和地上生物量均显著降低,根冠比增大。不同程度的干湿交替对植物的生长和生物量的积累均表现出一定程度的补偿效应,但这种补偿效应的大小随着干旱持续时间的延长而减弱。N添加对植物的生长和生物量积累有显著地促进作用,株高、根表面积、根体积和根生物量较对照组显著增加,但这种促进作用随着干旱历时的增加而减弱,可能与土壤水分状况有关。同时,N添加还影响着植物生物量的分配,在促进两种植物地上和地下生长的同时,还促进了植物根冠比的增加。     

不同水分胁迫对绵毛水苏幼苗形态和生理特性的影响

以绵毛水苏幼苗为试材,以正常供水为对照,研究不同水分胁迫(淹水、渍水、中度干旱、重度干旱)对绵毛水苏形态和生理指标的影响。结果表明:(1)绵毛水苏植株在淹水处理3d后外围叶片坏死,根系死亡,但茎基部有不定根萌生;渍水处理植株地上部始终无明显变化,但部分根系根尖变褐色;干旱处理7d时叶片萎蔫,且重度干旱处理叶片萎蔫程度大于中度干旱。胁迫解除后,除淹水处理在第13天恢复生长外,其余处理均在第2天恢复正常生长。(2)绵毛水苏叶片含水量和根系活力在淹水处理下显著降低,在渍水处理下无明显变化;在干旱胁迫下,叶片含水量迅速下降,而根系活力升高。(3)在各水分胁迫条件下,绵毛水苏植株叶、根的相对电导率和MDA含量均较对照显著升高,且根部受损程度均重于叶片,其中淹水胁迫受损最严重。(4)淹水处理叶片可溶性蛋白含量下降,可溶性糖、游离脯氨酸持续积累;渍水和干旱处理叶和根的可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸均升高。研究认为,绵毛水苏具有较强的渗透调节能力,在渍水和干旱胁迫解除后迅速缓解膜质过氧化伤害,恢复正常生长;绵毛水苏虽不能在长时间淹水条件下生长,但可在渍水条件下正常生长,且能忍受干旱胁迫,可应用于滨水消落带等水分变化较大的区域。     

扎龙湿地芦苇种群不同龄级根茎构件的季节动态

克隆植物根茎具有营养繁殖和扩展种群的功能,也是芽和分株生理整合的通道。根茎构件具有出生、死亡及年龄等种群统计特征,不同龄级根茎的季节动态可以反映根茎的存活和衰老过程。采用单位土体挖掘取样,对扎龙湿地4个生境芦苇种群根茎构件进行野外调查,比较不同龄级根茎长度、生物量和干物质贮量的季节动态。结果表明:7—10月份,1a根茎长度、生物量和干物质贮量均呈指数函数增加,在生长季中后期有一个持续时间较长的生长和物质积累时期。6—10月份,2a、3a根茎长度呈线性函数增加,4—6a根茎长度呈线性函数减少;2—4a根茎生物量和2—5a根茎干物质贮量呈二次函数先减少后增加,5a、6a根茎生物量和6a根茎干物质贮量呈幂函数减少。整个生长期内,根茎长度和根茎生物量均以3a最大,根茎长度以最高的6a最小,根茎生物量以最低的1a最小;根茎干物质储量以5a最大,以最低的1a最小。4个生境芦苇种群根茎长度、生物量和干物质贮量在龄级间的差异及差异序位稳定,在新根茎的产生、老根茎的存活以及根茎寿命与养分消耗和储藏上均具有稳定的生物学特性,不同龄级根茎在种群中的地位和作用以及对种群的贡献不同。     

根茎型植物扁秆荆三棱对光照强度和养分水平的生长响应及资源分配策略

自然界中光照和养分因子常存在时空变化,对植物造成选择压力。克隆植物可通过克隆生长和生物量分配的可塑性来适应环境变化。尽管一些研究关注了克隆植物对光照和养分因子的生长响应,但尚未深入全面了解克隆植物对光照和养分资源投资的分配策略。以根茎型草本克隆植物扁秆荆三棱(Bolboschoenus planiculmis)为研究对象,在温室实验中,将其独立分株种植于由2种光照强度(光照和遮阴)和4种养分水平(对照、低养分、中养分和高养分)交叉组成的8种处理组合中,研究了光照和养分对其生长繁殖及资源贮存策略的影响。结果表明,扁秆荆三棱的生长、无性繁殖及资源贮存性状均受到光照强度的显著影响,在遮阴条件下各生长繁殖性状指标被抑制。且构件的数目、长度等特征对养分差异的可塑性响应先于其生物量积累特征。在光照条件下,高养分处理的总生物量、叶片数、总根茎分株数、长根茎分株数、总根茎长、芽长度、芽数量等指标大于其他养分处理,而在遮阴条件下,其在不同养分处理间无显著差异,表明光照条件可影响养分对扁秆荆三棱可塑性的作用,且高营养水平不能补偿由于光照不足而导致的生长能力下降。光照强度显著影响了总根茎、总球茎及大、中、小球茎的生物量分配,遮阴条件下,总生物量减少了对地下部分根茎和球茎的分配,并将有限的生物量优先分配给小球茎。总根茎的生物量分配未对养分发生可塑性反应,而随着养分增加,总球茎分配下降,说明在养分受限的环境中球茎的贮存功能可缓冲资源缺乏对植物生长的影响。在相同条件下,根茎生物量对长根茎的分配显著大于短根茎,以保持较高的繁殖能力;而总球茎对有分株球茎的生物量分配小于无分株球茎,表明扁秆荆三棱总球茎对贮存功能的分配优先于繁殖功能。研究为进一步理解根茎型克隆植物对光强及基质养分环境变化的生态适应提供了依据。     

水分胁迫对茅苍术根茎生长及挥发油含量的影响

通过控制茅苍术[Atractylodes lancea（Thunb．）DC．]不同生长期的土壤含水量,研究了轻度和重度干旱胁迫与涝渍胁迫对茅苍术根茎生长及挥发油含量的影响。结果表明,在不同生长期,茅苍术根茎生长和挥发油成分含量对不同土壤水分条件的反应不同,其中生殖生长期对水分胁迫较敏感,干旱和涝渍胁迫均会导致根茎生长量和挥发油含量下降。水分胁迫对茅苍术根茎生长量和挥发油含量的影响效应是一致的,导致根茎生长量显著下降的水分条件可使挥发油含量下降,对根茎生长量影响不显著的水分条件则有利于挥发油成分的积累。在果后期进行适当的涝渍胁迫（土壤含水量35．5％～38．5％）有利于茅苍术根茎生长和挥发油含量的提高。     

本地和外来草本物种对水分条件时间异质性的可塑响应

极端气候导致的干旱和水淹事件频发，影响了外来植物和本地植物的生长。为了解外来种和本地种植物对干旱和水淹事件发生顺序的响应，探讨草本植物适应水分时间异质性的策略，该文以美国蒙大拿州西部4种本地植物和4种外来植物为研究对象，将所有植物分别进行持续湿润(对照，CK)、水淹-干旱(I-D)和干旱-水淹(D-I)处理，并观测一系列形态和生物量特征的变化。结果表明：(1)与CK相比，D-I和I-D处理均显著降低了外来种的总生物量(P<0.05)。(2)D-I显著降低了本地种早期总生物量、后期地下生物量和根冠比，但显著提高了其后期的相对生长(P<0.05)。(3)D-I处理显著降低了所有植物的地下-地上生物量关系的异速指数，外来种异速指数显著高于本地种(P<0.05)。综上认为，极端事件(水淹和干旱)的发生顺序能改变外来植物和本地植物的生物量分配，早期干旱比后期干旱更容易减少植物生物量的积累，但能促进本地种后期的生长；本地种在环境胁迫下不被降低的总生物量表现说明维持表型稳定的能力较强；D-I处理下本地种和外来种地上和地下生物量关系的分配方式不同。     

水分异质性影响两种根茎型克隆植物赖草和假苇拂子茅的水分存储能力

水分在自然系统中呈异质性分布。有关水分异质性对克隆植物生长、形态和生理影响的研究已有大量的工作, 但是水分异质性对克隆植物存储能力, 尤其是水分存储能力影响的研究却十分缺乏。该文将两种根茎型克隆植物赖草(Leymus secalinus)和假苇拂子茅(Calamagrostis pseudophragmites)进行水分异质性和同质性实验处理, 探讨水分异质性对克隆植物水分存储能力、生长和形态的影响。在异质性水分处理下, 两种克隆植物的间隔子、枝和根的含水量均显著增加。两种克隆植物对水分异质性分布的适应策略有所不同, 赖草通过降低单个克隆分株的生长、提高芽的数量以应对水分异质性, 而假苇拂子茅通过增强整个分株种群的地下部分(根状茎、根和芽)生长来应对水分资源的异质性分布。水分储存能力的增强可以提高克隆植物适应水分异质性的能力。     

Morphological responses of two plant species from different elevations in the Dongting Lake wetlands,China, to variation in water levels

The vegetation of wetlands show strong zonation patterns, but the mechanisms determining these patterns are not fully understood. In the present study, growth and morphological responses to a water level gradient (–20 cm (i.e. water level 20 cm below soil surface), –10 cm, 0 cm, 10 cm, 20 cm) were compared between a higher elevation plant (Imperata cylindrica) and a lower elevation plant (Carex brevicuspis) in the Dongting Lake wetlands of China. For both species, the aboveground, belowground, and total biomass were greater at –10 cm than at any other water level.. However, when the water level increased from –10 cm to 0 cm, there was a greater decrease in the biomass of I. cylindrica than in that of C. brevicuspis. Plant height, tiller number, leaf length, leaf width and leaf area showed greater variation along the water level gradient in I. cylindrica than in C. brevicuspis. Generally, with increasing water level, root length, rhizome number, and adventitious root biomass and number all decreased in I. cylindrica. However, in C. brevicuspis, neither the rhizome number nor the primary adventitious root biomass differed significantly among the five water levels. These results indicate that I. cylindrica have a lower tolerance for flooding and higher water sensitivity than C. brevicuspis and these differences may explain why I. cylindrica is found at relatively higher elevations that are not prone to flooding, while C. brevicuspis is found at comparatively lower elevations in the Dongting Lake wetlands.     

The role of seed provenance in the early development of Arbutus unedo seedlings under contrasting watering conditions

In the last decades, several studies have reported the increase of land degradation and desertification in the Mediterranean Basin. Depending on degradation severity, ecological restoration might be needed in order to promote ecosystem recovery. The ecology of the selected species and intra specific variability should be considered in order to improve restoration options, especially facing climate change.The present study tested the hypothesis that seedlings from drier provenances would be better adapted to low water content conditions. Seeds were germinated under controlled temperature after which seedlings were grown in a phytotron under two contrasting watering regimes. Seedling performance was analysed using morphological and physiological parameters.Low water content had a clear negative effect on the seedlings’ aboveground biomass (total dry weight, root collar diameter, leaf dry weight and leaf weight ratio) and a positive effect on belowground biomass (root weight and root:shoot ratio). This response was not unequivocal, since provenances differed in morphological adaptations to low water content. Seedlings from the wettest provenance revealed a higher relative growth rate under high water content but a poor adaptation to limited water availability when compared to the other two provenances. This was observed by the absence of a significant belowground investment in this provenance. Seedlings from the wettest provenance also presented a significant reduction of total leaf area that was not observed in the other two provenances. This can however be hardly considered as a successful adaptation to cope with drought since this provenance produced less sclerophyllous leaves, less belowground biomass and also lower sapwood to leaf area ratio independently from the water content conditions. By contrast, seedlings from the dry provenance with the hottest summer had similar root collar diameter, leaf dry weight and physiological performance under both watering regimes.The observed adaptations to water regimes seem to be related with the climate of the seed source and highlighted the importance of seed provenance in ecological restoration actions using Mediterranean species. This knowledge could improve early establishment success predictions for different plant populations, allowing more reliable and cost-effective management decisions under climate change scenarios.     

Morphological and biomass characteristic acclimation of trident maple (Acer buergerianum Miq.) in response to light and water stress

Acer buergerianum Miq. (Trident maple) is a native species of China with a large distribution, but exist in small population. Water and light are two important factors limiting plant growth and are crucial in the framework of forest regeneration. However, there is no consensus on how shade interacts with drought. Four hypotheses in the recent literature variously predict that shade will have a stronger, weaker or equal impact on seedlings under drought stress. This study investigated the interactive responses of A. buergerianum to light and water focusing on seedling growth, leaf morphology and biomass partitioning by performing a growth experiment in pots with different water supply regimes [15, 35, 55, 75, 95 % of field capacity (FC)] combined with two light regimes (10 and 66 % of full sunlight). After 123 days treatment, the results showed that shade greatly reduced growth and biomass, in contrast enhancing the amount of chlorophyll, the amount of water in the leaves, and the specific leaf area. Drought reduced growth, biomass, and the bulk of the leaves. Most leaf traits and biomass characteristics had strong interactions in their responses to light and water treatments. Allometric analysis revealed that water and light had no effects on root to shoot ratios, main root to lateral root ratios, and root mass ratios. Shade alleviated the negative impact of drought. A. buergerianum successfully adapted to the various light and water conditions. We recommend a water supply above 15 % FC to keep the seedlings vigorous, under both sunlight conditions.     

Interactions between drought, ABA application and supplemental UV-B in Populus yunnanensis

To test whether drought and ABA application alter the effects of enhanced UV-B on the growth and biomass allocation of Populus yunnanensis Dode, cuttings were grown in pots at two ABA levels, two watering regimes and two UV-B levels for one growth season. Exposure to enhanced UV-B radiation significantly decreased plant growth and photosynthesis under well-watered conditions, but these effects were obscured by drought, which alone caused growth reduction. Drought may contribute to masking the effects of UV-B radiation. The accumulation of UV-B absorbing compounds and the increase of the ABA content induced by drought could reduce the effectiveness of UV-B radiation. ABA application did not have large direct effects on biomass accumulation and allocation. Evidence for interactions between UV-B and ABA was detected for only a few measured traits. Therefore, there was little evidence to support a pivotal role for ABA in regulating a centralized whole plant response to enhanced UV-B. Yet, we recorded an ABA-induced decrease in stomatal conductance (g(s)) and increase in UV-B absorbing compounds and carbon isotope composition (delta(13)C) in response to enhanced UV-B. The allometric analysis revealed that regression models between root and shoot biomass in response to enhanced UV-B are different for plants under well-watered and drought conditions. Enhanced UV-B led to a significant displacement of the allometric regression line under well-watered condition, while allometric trajectories for both UV-B regimes did not differ significantly under drought condition.     

干旱胁迫下活化水灌溉对大豆生长特征的影响

为了解在不同干旱条件下活化水灌溉对大豆生长特征的影响,探究活化水灌溉对大豆生长的影响机制。采用室内基质栽培大豆试验,在基质最大持水量(80%含水量)的95%～100%、75%～85%、55%～65%和35%～45% 4个水分条件下,分别用自来水、磁化水、增氧水和先磁化再增氧4种水灌溉,研究活化水对大豆苗期生长特征的影响。结果表明: 经过30 d的生长后,35%～45%重度干旱条件下磁化水灌溉的总生物量、叶面积、根冠比和根长与自来水灌溉相比分别增加了67.6%、23.5%、84.6%和122.8%,磁化增氧水灌溉分别增加了70.8%、24.0%、61.9%和162.3%,对叶绿素含量无显著影响;其余处理上述指标与自来水相比略有下降。表明重度干旱条件下,磁化水灌溉可以有效促进大豆根系生长、提高根冠比,提高大豆的水分利用效率,缓解干旱胁迫带来的负面效应。     

松嫩平原不同生育期虎尾草无性系构件生长与生物量分配

以松嫩平原不同生育期的虎尾草无性系为研究对象,分别在虎尾草无性系拔节期和完熟期进行大样本取样,并对其地上、地下各构件的数量性状及生物量分配进行统计分析,研究虎尾草在不同生育期的生长特性及生长策略.结果表明:虎尾草株高、总根长、总根表面积、根体积、地上生物量、地下生物量、总生物量在两个生育期之间均存在显著差异.在两个生育期,地上、地下生物量分配与总生物量呈显著幂函数异速生长关系.在拔节期,总生物量与分株数、总根长、总根表面积和根体积呈显著线性同速生长关系;而在完熟期,均呈显著幂函数异速生长关系.虎尾草无性系在不同生育期存在着不同的生长策略,在拔节期主要采取的是无性系外部空间的优先扩展策略,而在完熟期主要采取的是无性系内、外部空间兼顾的补充和扩展策略.