植物水淹适应与碳水化合物的相关性

水淹会对陆生植物存活造成本质影响, 特别是完全水淹对陆生植物的影响更为明显。水淹对陆生植物最为主要的影响是氧气不足, 这主要是由氧气在水中的扩散速率较低引起的。同时, 在水淹胁迫下植物对光和CO₂的获取都会受到限制。所有这些因素都将引起植物生物量减少, 最终导致受淹植物死亡。碳水化合物是植物的能量来源, 与植物在水淹胁迫下存活与否有着密切联系。植物水淹适应性与碳水化合物的相关性主要体现在两大方面: 在生理形态层面, 植物通过伸长生长或抑制伸长生长、地上和地下部分碳水化合物的分配比例不同来应对水淹胁迫; 在另一个层面, 植物通过改变激素、酶和基因的表达, 调整碳水化合物的代谢方式, 从而适应水淹环境。该文结合国内外研究现状, 通过对植物在水淹胁迫下生理形态、激素、酶及基因表达诸方面的变化来认识水淹耐受性与碳水化合物的关系, 并就今后的研究方向提出几点建议。     

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。     

三峡水库消落带植被现状、适生策略及生态修复研究进展

三峡水库消落带是由于周期性水位涨落在长江干支流形成的大面积“冬水夏陆”区域，周期性的水淹胁迫导致消落带植被群落发生剧烈变化，对三峡大坝的正常运行和库区生态安全造成严重影响。研究三峡库区消落带植物适应水淹的机制，对库区消落带植被群落恢复和保护具有重要意义。文章通过对比蓄水前后消落带的植被群落变化，总结了库区一年生和多年生植物耐水淹机制。一年生草本植物主要依靠种子休眠的方式来度过漫长的水淹期，而多年生草本植物则可能采取“静止”策略，减缓能量消耗，待水退后迅速恢复生长。此外，对于高高程区域的多年生木本植物，在不完全水淹的情况下，可能通过产生大量不定根缓解根部缺氧胁迫，降低水淹胁迫的伤害。最后，文章总结了消落带植被恢复的现状，并针对现有的问题探讨了重建消落带植被群落的可能途径，以期为三峡水库消落带植被生态修复提供参考。     

三峡水库消落区植被在差异性水淹环境中的分布格局

人工水库修建引发的差异性水文节律是决定消落区植被群落格局的主要因素,高强度水淹环境中水淹胁迫是影响植被的重要因子而低强度水淹环境中物种竞争是影响植被的重要因子。为了探究差异性水淹环境中三峡水库消落区植物的水淹耐受能力及光资源竞争能力(植物株高)对植被群落分布格局的影响,对三峡水库典型消落区不同水淹强度下生长的植被进行了研究,结果表明:(1)典型消落区调查共发现有植物41种,其中高耐淹低竞争能力型植物4种,其生物量在所有物种生物量中的占比达70.99%,低耐淹高竞争能力型植物23种,其生物量占比为28.02%,低耐淹低竞争能力型植物14种,生物量占比不足1%,消落区内无高耐淹高竞争能力型植物物种分布;(2)高耐淹低竞争能力型植物在水淹强度大的消落区区域占优,低耐淹高竞争能力型植物在植物物种竞争压力大的消落区区域占据主导,低耐淹低竞争能力型植物在消落区中仅有零星分布;(3)消落区植被生物量格局随着高程增加呈现出先增加后减少的趋势。研究差异性水淹环境对三峡水库消落区植被分布的影响,可以为深入理解消落区植被分布格局的形成机制和大型水库消落区植被恢复与重建提供理论依据。     

不同水淹深度对鄱阳湖洲滩湿地植物生长及营养繁殖的影响

水淹深度是影响湿地植物生长和繁殖的关键因子,不同湿地植物对淹水深度存在着不同响应。然而,在水情不断变化的背景下,鄱阳湖洲滩湿地植物种群和群落如何变化还不清楚。为了探究淹水深度对湿地植物生长的影响,并预测鄱阳湖洲滩湿地植被分布的趋势,采用控制实验模拟了不同水淹深度(0、0.5、1 m和2 m)下鄱阳湖湿地3种优势植物(灰化薹草(Carex cinerascens)、南荻(Miscanthus lutarioriparius)和虉草(Phalaris arundinacea))的生长和繁殖情况。实验结果表明:1)水淹对灰化薹草总生物量的影响最显著。遭受水淹时,灰化薹草把大部分的生物量集中在地下部分;随着水淹深度逐渐增加,南荻的生物量逐渐减少;不同深度水淹对虉草生物量没有产生显著影响(P0.05)。就生物量而言,虉草对水淹的适应性强于其他两种植物。2)不同水淹深度下,灰化薹草的株高都显著降低;而南荻只在2 m水淹梯度下株高才显著降低。在枯水年时,下降的水位有利于南荻向较低高程迁移。3)不同深度水淹对灰化薹草的分株没有产生显著影响(P0.05);而虉草在经过2 m水淹后分株数显著高于其他水淹深度。在丰水年时,相比于灰化薹草和南荻,升高的水位对虉草的繁殖影响较小。在一个水位周期性变化的湿地生态系统中,不同深度的水淹对植物的生长及退水后的繁殖产生了严重影响,研究结果为预测水文变化对湿地植被的生存和分布提供了重要的依据。     

植物对水淹胁迫的响应与适应

水淹是植物遭受的主要的非生物胁迫之一.水淹胁迫使植物处于周期或长期的厌氧或缺氧状态,限制植物的需氧呼吸和维持生命活动所需的能量产生,导致土壤还原势的降低和有毒物质的积累,从而对植物的生存构成严重威胁.在长期的进化过程中,一些植物能够忍耐短期或长期的水淹生境而存活下来.目前分析植物感知水淹胁迫的主要途径为感知体内氧浓度的降低和感知体内乙烯浓度的增加.淹水胁迫下植株的适应策略主要包括:1)茎的伸长生长、不定根和通气组织的形成等形态学方面的适应;2)代谢途径的改变,淹水植物主要通过厌氧代谢获得维持生命的能量;3)通过体内乙烯、赤霉素和脱落酸等激素含量水平的改变来调节生理活动或形态、解剖等方面的变化;4)抗氧化酶系统对厌氧胁迫植株体内有毒的活性氧自由基的清除.运用分子生物学和生物信息学等手段找出由水淹胁迫诱导的相关基因并对其进行克隆,繁殖与培育具有耐水淹能力强的植物种类、品种和生态型,将是从事植物抗水淹胁迫研究的科研人员的目标和方向.     

三峡库区两种耐水淹植物的存活率和碳水化合物储备关系

野古草和秋花柳是三峡库区消落带两种强水淹耐受能力的植物物种。以往研究显示植物的水淹耐受性和体内碳水化合物储备有关。为了探明野古草和秋花柳水淹下的高存活率是否和碳水化合物储备有关, 研究了在室外6个月的模拟水淹条件下两个物种在不同水淹时间(40、90、120和180d)和不同水淹深度下(不水淹、根部水淹和完全淹没)的生物量积累、存活率和碳水化合物含量和分布。结果表明: (1)野古草和秋花柳对长期水淹具有很高的耐受性, 根部水淹植物6个月处理后完全存活; 而完全淹没条件下, 野古草仅在4个月, 秋花柳仅在6个月处理后才开始死亡; (2)碳水化合物主要储备在野古草的茎和秋花柳的茎与主根中, 野古草的根和秋华柳的细根中碳水化合物含量很低; (3)水淹深度和水淹时间对植物生物量积累和碳水化合物含量影响显著(P 0.05):与未水淹植株相比, 根部水淹仅略微降低了生物量积累以及可溶性糖和淀粉含量 (P 0.05), 且保持基本稳定或增加的趋势, 而完全淹没的植株生物量随水淹时间逐渐降低, 碳水化合物含量在前90天快速下降 (P 0.05), 之后缓慢下降或保持不变。研究结果表明, 野古草和秋花柳强的水淹耐受性是和它们高的碳水化合物储备以及水淹条件下对碳水化合物的动用能力有关, 后期的死亡率增加与碳水化合物储备消耗殆尽有关, 野古草和秋花柳对碳水化合物储备对水淹的响应的差异可能和它们的碳水化合物储备在不同组织中的分配模式有关。       

鄱阳湖洲滩湿地植物生长和营养繁殖对水淹时长的响应

水淹时长是影响湿地植物分布的重要因素。在水情不断变化的背景下,鄱阳湖洲滩湿地植物种群和群落的变化规律还不清楚。为了探究淹水时长对鄱阳湖洲滩3种优势植物生长和繁殖的影响,并预测在水文发生剧烈变化后,3种优势植物分布的趋势,采用控制实验模拟了不同水淹时长(0、60、90、120、150 d和180 d)下鄱阳湖湿地3种优势植物(灰化薹草(Carex cinerascens)、南荻(Miscanthus lutarioriparius)和虉草(Phalaris arundinacea))的生长和繁殖情况。研究结果表明:1)南荻在水淹超过120 d后,存活率开始降低,水淹到达180 d完全死亡。而灰化薹草和虉草在淹水180 d后仍全部存活。表明南荻耐淹水的能力弱于其他两种植物。2)水淹显著降低灰化薹草的总生物量,并且总生物量随水淹时长的增加而逐渐降低。而短时间(小于150 d)的水淹没有对虉草总生物量产生显著影响。3)退水初期,灰化薹草的恢复生长趋向于地上部分,而虉草表现为地下和地下部分同步生长。该研究结果可以为预测水文情势变化下鄱阳湖湿地植物种群和群落的动态变化提供依据。     

海绵城市建设中22种园林植物耐淹性比较

在海绵城市建设背景下，为探究不同园林植物对水淹胁迫的生理响应，选取华南地区常用的22种园林植物开展水分胁迫实验。结果表明，在25 d内通过2次水淹胁迫后，22种植物叶片叶绿素含量均明显下降，而可溶性糖和可溶性淀粉的含量无规律性变化。依据耐淹性强弱可将22种园林植物分为3组：(1)耐淹性较好植物10种，包括樟树、小叶榄仁、肾蕨等；(2)耐淹性中等植物6种，包括桂花、黄兰、深山含笑等；(3)耐淹性一般植物6种，包括短序润楠、炮仗花、海桐等。     

长期水淹条件下香根草(Vetiveria zizanioides)、菖蒲(Acorus calamus)和空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)的存活及生长响应

人工构建三峡库区消落区植被是控制消落区水土流失、保护消落区生态环境的重要措施,选择能够耐受长时间完全水淹的植物物种是该措施实施的关键.为了验证香根草、菖蒲、空心莲子草能否用于消落区植被的构建,实验模拟消落区的长期完全水淹条件,设置30d、60d、90d、120d、150d和180d等6个完全水淹时间水平,研究了3种植物在完全水淹条件下生长、生物量积累及存活状况.结果发现:(1)3种植物在经受长时间的完全水淹后有较高的存活率,180d全淹处理后,香根草、菖蒲和空心莲子草的存活率分别为87.5%、100%和50%.(2)这3种植物有不同的水下生长能力.全淹条件下,香根草生长缓慢,几乎没有产生新的叶片,总叶长也没有显著变化;菖蒲能够持续产生较对照植株更为细长的叶片,空心莲子草只在水淹初期(30d内)能够快速伸长地上部分的枝条,并迅速产生新叶片,但随水淹时间的延长,总枝条长及总叶片数没有再显著增加.(3)与对照植株相比,全淹处理抑制了3种植物总生物量的增加,但对3种植物的地上、地下部分生物量抑制程度不同.全淹条件下,香根草的地上部分和地下部分生物量与水淹0d水平(水淹处理开始前一天,下同)相比无显著变化,根冠比高于对照植株;菖蒲的地上部分生物量随水淹时间延长而降低,但却高于对照植株,地下部分生物量始终低于水淹0d水平,根冠比低于对照植株;空心莲子草的地上部分生物量与水淹0d水平相比无显著差异,但地下部分生物量与水淹0d水平相比大幅降低,根冠比低于对照植株.结果表明,这3种植物都有很强的水淹耐受能力,可应用于三峡库区消落区植被的构建.同时,发现植物对长期完全水淹的耐受能力很大程度上与植株在水下的生长情况及植株的营养储备水平相关,剧烈的水下生长会消耗大量的营养储备,进而造成植株存活率降低.植株在全淹条件下有限的生长能力及丰富的营养储备可能是耐淹物种的重要特征.     

水淹对三峡库区两种岸生植物秋华柳(Salix variegata Franch.)和野古草(Arundinella anomala Steud.)水下光合的影响

为了阐明水淹对三峡库区岸生植物秋华柳(Salix variegata Franch.)和野古草(Arundinella anomala Steud.)水下光合作用的影响,模拟三峡库区消落带水淹发生情况,考察了在不同水淹处理下秋华柳和野古草的水下光合.实验设置了对照(不进行水淹,常规供水管理)和2m深度水淹(植株置于水中,植株顶部在水面下2 m)2个不同的水淹深度和5、15、20、40 d和60 d等5个不同的水淹时间处理,采用Chlorolab-2液相氧电极(英国Hansatech公司生产)测定了在不同水淹时间和水淹深度处理下秋华柳和野古草的水下光合作用.实验结果表明: (1) 水淹60d后,秋华柳和野古草的存活率均为100%,而典型的陆生植物香樟和马唐分别在水淹40d和15d后全部死亡.(2) 在相同的水淹时间和水淹深度下,秋华柳和野古草的水下光合速率(放氧速率)显著高于典型的陆生植物(香樟(Cinnamomum camphora(L.) Presl.)和马唐(Digitaria sanguinalis (L.)Scop.)) (3) 在长期水淹的条件下,秋华柳和野古草仍具有水下光合的能力.在水淹60 d后,水淹2 m的秋华柳和野古草植株的水下放氧速率显著低于对照植株的水下放氧速率,但仍具有水下光合的能力,其水下光合速率分别为0.202 μmol · m-2 · s-1和0.139 μmol · m-2 · s-1.同时,研究也表明在水淹40 d和60 d后,秋华柳表现出比野古草强的水下光合能力.研究表明,秋华柳和野古草在存活率和水下光合方面对长期水淹表现出良好的适应性,是可以用于三峡库区消落区植被构建的优良植物物种.     

狗牙根与牛鞭草在三峡库区消落带水淹结束后的抗氧化酶活力

三峡水库周期性水淹结束后,消落带植物积极恢复生长的能力有利于其生存和定居,因此,探究影响植物恢复生长的关键生理生态机制对于消落带生态治理具有重要意义。采用野外采样、对比测定的手段,研究了生长于三峡水库消落带的狗牙根和牛鞭草根系在冬季水淹结束后清除活性氧(ROS)的关键酶活力恢复动态。结果表明:与对照相比,经历水淹的植物恢复初期发生明显氧化胁迫,超氧化歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)均维持了水淹诱导增加的活力水平。两个物种的过氧化氢酶(CAT)在水淹中活力均较低;出露之后后狗牙根CAT趋向于对照水平,牛鞭草CAT活力迅速上升但未到显著水平。水淹结束后24 d各个酶活力均回复到对照水平,表明氧化胁迫已基本消失。消落带位点植物不同酶活力之间表现出显著的相关关系,这可能是植株维持ROS代谢内稳态的表现。     

三峡水库消落区模拟水淹对4种草本植物生长的影响

通过对狗牙根(Cynodon dactylon)、香附子(Cyperus rotundus)、芦苇(Phragmites australis)和羊茅(Festuca ovina)等4种草本植物在长江实际水域进行模拟水淹试验,水淹深度为5 m、10 m、15 m、20 m和25 m,水淹时间为180 d,出水恢复时间为50 d,观测其水淹期间以及出水后盖度的变化,揭示不同水淹条件对4种试验植物生长的影响,从而进一步探讨每种植物在三峡水库消落区植被修复过程中适宜种植的高程。结果表明:水淹导致植株盖度下降,水淹深度越低盖度下降越显著;出水后,除香附子和芦苇在深度为25 m的处理组不能进行恢复生长外,其余皆能恢复生长,但随着水淹深度的加深,越难恢复至淹前水平;各适生植物在消落区的适宜生存范围和最适生存范围:狗牙根和羊茅,175 m～150 m和175 m～155 m;芦苇,175 m～155 m和175 m～160 m;香附子,175 m～155 m和175 m～165 m。     

松嫩平原羊草草地植物功能群组成及多样性特征对水淹干扰的响应

为研究草地植被对水淹干扰的响应 ,在松嫩平原羊草 (Aneurolepidiumchinense)草地 1998年部分遭受水淹的吉林省大安市三家甸子草场内设置了经历不同水淹强度的样带 ,并对这些样带的植被组成及物种多样性特征进行了比较研究。结果表明 :1)在植被的水分生态类型功能群组成中 ,随水淹干扰强度的增加 ,湿生、湿中生类植物功能群的优势度比例基本上是逐渐增加的 ,中生、中旱生类植物功能群的优势度比例则逐渐减小 ;2 )在植被的生活型功能群组成中 ,随水淹干扰强度的增加 ,一年生植物的优势度比例呈单峰型变化 ,地下芽植物比例增加 ,地面芽植物比例减小。某些单个物种优势度比例的不规则变化和功能群组成的规则变化表明 ,生态补偿作用不仅仅存在于植物群落的各个功能群之间 ,而且存在于同一功能群内部的不同物种之间 ;3)群落的物种丰富度、多样性在经历中等强度水淹干扰的样带上较高 ,而在未受干扰的对照样带和受干扰较为严重的样带都较低 ,这有力地支持了中度干扰假说。     

水体溶氧影响陆生植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)和牛鞭草(Hemarthria altissima)对完全水淹的耐受力

溶氧是水环境中一个重要的环境因子,为了探讨水中的溶氧含量水平是否会对陆生植物的耐淹能力造成影响,研究了陆生植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)和牛鞭草(Hemarthria altissima)在遭受不同溶氧含量水体完全淹没后的生长表现、存活情况和非结构碳水化合物的变化。实验结果表明:(1)水体中的溶氧含量显著影响了处于完全水淹环境中的喜旱莲子草和牛鞭草的存活。受高溶氧水体完全水淹的喜旱莲子草和牛鞭草主茎的完好程度和存活叶的数量均显著高于遭受低溶氧水体完全水淹的喜旱莲子草和牛鞭草,喜旱莲子草和牛鞭草在高溶氧水体完全水淹后的生物量比低溶氧水体完全水淹后要高;(2)水体中的溶氧含量显著影响了处于完全水淹环境中的喜旱莲子草和牛鞭草的生长,受高溶氧水体完全水淹的喜旱莲子草主茎伸长生长和不定根生长显著强于受低溶氧水体完全水淹的喜旱莲子草,在不定根的生长上牛鞭草也具有同样的表现。(3)高溶氧水环境有利于减小被完全淹没的喜旱莲子草和牛鞭草的碳水化合物消耗,两种植物在受高溶氧完全水淹后体内具有的非结构性碳水化合物含量均比受低溶氧完全水淹后高。(4)喜旱莲子草比牛鞭草能更好地耐受完全水淹,当处于低溶氧完全水淹时表现得更为明显,本研究表明入侵物种喜旱莲子草比本地物种牛鞭草具有更强的环境适应能力和水淹耐受能力。     

三峡库区河岸植物野古草(Arundinella anomala var. depauperata Keng)茎通气组织发生对水淹的响应

野古草(Arundinella anomala var. depauperata Keng)在三峡库区长江及其支流江(河)岸有广泛分布,对水淹有很好的耐受能力.有研究表明许多植物在水淹时通气组织发生增强,通气组织的产生改善了植株通气状况,提高了植物对水淹的抵御能力.为了研究水淹是否会影响野古草的通气组织发生以及野古草通气组织发生对水淹的反应,考察了不同水淹深度、不同水淹时间和不同水淹方式处理时野古草茎中通气组织的发生情况.实验中共设置3个水淹深度:不进行水淹(对照)、植株地下部分淹没、植株完全淹没于水下2m深处;5个淹没时间:植株被淹没的时间长度分别为5、10、20、30d和60d;2种水淹方式:连续水淹和间歇水淹.实验结果表明:(1)在无水淹情况下野古草茎中可以产生通气组织,通气组织产生随植株的生长而增强;水淹加快了野古草通气组织发生的进程,促进了野古草通气组织的提前发生.(2)野古草茎中通气组织并不会因为水淹的时间越长而产生越多,植株通气组织的大小达到一定程度后不再因水淹时间的增长而继续增大.(3)淹没深度对通气组织发生有一定影响,总的看来,地下部分淹没野古草植株的通气组织发生要强于完全淹没植株.(4)不同水淹方式对野古草通气组织发生的影响因水淹深度不同而有差异.在完全淹没情况下,连续水淹植株的通气组织比间歇水淹植株的通气组织发达;在地下部分淹没情况下,除水淹初期外,随水淹时间的延长,连续水淹植株通气组织发生与间歇水淹植株没有差异.     

水淹胁迫诱导喜旱莲子草茎发生类环割效应

在水淹环境中,喜旱莲子草水面上未受淹的茎段常表现出增粗膨大的现象。遭受水淹的植物被淹没的组织和器官会面临氧气缺乏和能量供应不足的问题。植物体内碳水化合物的运输需要消耗能量,当因水淹而使植株被部分淹没（即地下部分全部和地上部分的一部分被淹没）时,由于水淹缺氧导致能量供应不足,碳水化合物在植物被淹组织内的运输可能受限从而在水面上的未淹茎段中积累并对未淹茎段的径向形态产生影响。为探究水淹环境中喜旱莲子草未受淹茎段增粗膨大是否与碳水化合物积累有关,对茎被水淹和茎不受水淹的喜旱莲子草进行对比研究,结果发现：（1）水淹的喜旱莲子草位于水面上的未淹茎段节间平均直径显著大于水面下受淹茎段节间平均直径,未淹茎段与受淹茎段相比发生显著的膨大现象;未水淹的喜旱莲子草其茎的上部茎段节间平均直径与下部茎段节间平均直径相比并无显著差异,上部茎段也无明显膨大现象。（2）水淹的喜旱莲子草位于水面上的未淹茎段碳水化合物含量显著高于未水淹的喜旱莲子草对应茎段的碳水化合物含量。本研究表明,水淹胁迫下喜旱莲子草位于水面上的未受淹茎段中碳水化合物发生积累,导致植株位于水面上的未受淹茎段发生与物理环割后类似的茎膨大现象。     

水淹对克隆植物空心莲子草种内关系的影响

为检验“水淹程度可以改变植物种内关系的类型和强度”的假说, 将克隆植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)的3种不同密度的植株(每盆种植1、4或16株)置于4种不同的水淹处理下(水位分别为-20 (不水淹)、0、20或40 cm), 研究不同水淹程度对空心莲子草种内关系的影响。随着植株密度和水淹程度的增加, 空心莲子草的生长显著减慢, 但密度效应在不同的水淹处理下显著不同。在不发生水淹的情况下, 植株密度对生长的负面(竞争)效应最强; 在水位为0和20 cm的情况下, 植株密度对生长的效应仍为负面的, 但影响强度相对减小; 而在水位为40 cm的情况下, 空心莲子草植株的生物量随着植株密度的增大而倾向于增加。进一步分析相对邻体效应时发现, 随着水淹程度的增加, 相对邻体效应显著增加, 并且数值从负值(不水淹)逐渐变为正值(40 cm水位下)。这些结果支持胁迫梯度假说, 表明水淹可以影响植物的种内关系, 即随着水淹程度的增加, 植物种内竞争作用减弱, 而易化作用增强。     

水淹对三峡库区岸生植物秋华柳(Salix variegata Franch.)存活和恢复生长的影响

植物在水淹后的存活和恢复生长状况可以衡量其对水淹的耐受能力,为了解三峡库区岸生植物秋华柳(Salix variegata Franch.)的水淹耐受能力,研究了长期水淹条件下秋华柳植株的存活和恢复生长状况.实验设置了3个水淹深度:对照,水淹根部(植株置于水中,仅地下部分被淹没)和水淹2m(植株置于水中,顶部距水面2m),6个水淹时间:20d,40d,60d,90d,120d和180d.研究结果表明:(1)水淹对秋华柳植株存活率的影响较小.水淹根部处理的植株在水淹180d后,存活率仍为100%,水淹2m处理的植株在水淹120d后,存活率也为100%,直到180d后,存活率才下降为0.(2)水淹后,秋华柳植株仍然可以进行恢复生长,表现出很强的恢复生长能力,但因水淹处理的不同,其恢复生长存在差异.随着水淹时间的延长,秋华柳植株出水后到开始恢复生长之前所需的时间增加,但所有水淹处理的植株在水淹结束后一周内都可以开始恢复生长.在相同水淹时间处理下,水淹处理的秋华柳植株在恢复生长期间的相对生长速率都高于对照植株,水淹40d,60d,90d后,水淹2m的秋华柳植株分别比对照植株高57.8%,143.4%,130.4%.水淹结束时,秋华柳地上部分生物量随水淹深度的不同而不同,水淹根部处理的植株几乎与对照植株无显著差异,水淹2m处理的植株都低于对照植株.水淹结束后,不同处理的秋华柳植株生长2个月后的地上部分生物量与其在水淹结束时不同处理植株地上部分生物量的变化趋势相似.本研究表明,秋华柳在长时间的水淹后具有很高的存活率,并可以进行很好的恢复生长,表现出较强的水淹耐受能力,可以考虑将其应用于三峡库区消落区的植被构建.     

氮输入和水淹对短叶茳芏生长、养分及固碳的影响

外源氮输入显著改变河口湿地植物生长和固碳能力,进而影响河口湿地生态系统碳、氮循环过程。以闽江口湿地土著种短叶茳芏(Cyperus malaccensis)为研究对象,通过15个月的中型生态系实验,分析不同氮输入水平(CK,0 g N m~(-2)a~(-1);N8,8 g N m~(-2)a~(-1);N16,16 g N m~(-2)a~(-1))和2种水淹(T1,每天水淹时长2—3 h;T2,每天水淹时长11—12 h)处理对短叶茳芏生长、养分和固碳的影响,探讨短叶茳芏在环境变化下的生长、固碳特征。结果表明:T2处理株高极显著高于T1处理,N8、N16处理的植物株高显著高于CK处理,植物成熟季节的株高也极显著最高(P0.001)。水淹状况和植物生长期对短叶茳芏的密度有显著影响:T1处理密度极显著高于T2处理,植物成熟季节的密度也极显著最高(P0.001),但是氮输入没有显著提高植物密度。植物碳含量较为稳定,T2处理地上碳含量显著高于T1处理(P0.05),但是氮输入和植物生长期对地上碳含量影响不显著。氮输入水平、水淹状况和植物生长期则对植物地上氮含量都有显著影响(P0.05)。N8处理的植物地上生物量和固碳量极显著最高,CK处理极显著最低,植物成熟期的地上生物量和固碳量也极显著最大(P0.001),但是不同水淹处理植物生物量和固碳量无显著差异。闽江口湿地短叶茳芏具有较强的环境适应能力,在持续氮输入环境下,闽江口湿地的短叶茳芏可能向高潮滩拓展。