Effects of simulated submergence on survival and recovery growth of three species in water fluctuation zone of the Three Gorges reservoir

Paspalum distichum, Cynodon dactylon and Hemarthria altissima distribute widely in natural water fluctuation zone of the Three Gorges region. To investigate whether they are suitable for growing in the artificial water fluctuation zone, which has longer submergence time and different submergence rhythm, of the Three Gorges reservoir, three complete submergence depths (0.5, 1 and 2 m) were conducted for about 6 months (from 12 November 2007 to 30 April 2008), and the survival and recovery growth of the three species were recorded after re-emergence for two weeks. The three species could start recovery growth within one week and more than 50% plants could survive. Among the three species, P. distichum had the largest increments in branch number and maximum stem length, and the smallest root shoot ratio. C. dactylon, however, had the smallest maximum stem length increment, and its survival and branch number increment were both larger than those of H. altissima. For C. dactylon and H. altissima, the survival and branch number increment significantly increased, while maximum stem length increment tended to decrease when submergence depth went higher. For P. distichum, the survival and the shoot mass were the lowest after 2 m submergence depth, but the other parameters were not different among different submergence treatments. Compared with control plants, submergence increased root shoot ratio of C. dactylon and H. altissima, but did not affect that of P. distichum. These results demonstrated that the three species are submergence-tolerant and can be applied in vegetation reconstruction in water fluctuation zone of the Three Gorges reservoir. Meanwhile, the results also suggested that the three species developed different survival tactics during the long-term submergence.     

EFFECTS OF LONG-TERM SUBMERGENCE ON SURVIVAL AND RECOVERY GROWTH OF FOUR RIPARIAN PLANT SPECIES IN THREE GORGES RESERVOIR REGION, CHINA

 地瓜藤(Ficus tikoua)、荻(Triarrhena sacchariflora)、牛鞭草(Hemarthria altissima)和狗牙根(Cynodon dactylon)是三峡库区常见的岸生植物, 自然分布于河岸带不同垂直高程的地段。为了明确它们在成库后“三峡库区消落区”长期完全水淹条件下的存活和生长情况, 实验设置对照(不进行水淹, 常规供水管理)和完全水淹两个处理, 30、60、90、120、150和180 d 6个水淹时间水平, 研究了4种植物在完全水淹条件下的存活、生物量变化和恢复生长。结果发现: 1) 4种植物在完全水淹条件下的存活率与其在河岸带上的垂直分布高程密切相关。分布于距江面高程较高的河岸段的地瓜藤植株, 在全淹30 d后就全部死亡; 分布在中高程河岸段的荻在全淹150和180 d后全部死亡; 可以分布于低高程河岸段的牛鞭草和狗牙根, 淹没180 d后存活率分别为90%和100%。2)全淹抑制了荻、牛鞭草和狗牙根的生长, 总生物量增量显著低于对照植株。与水淹0 d相比, 全淹处理植株的地上部分生物量显著降低, 荻在全淹60和120 d后, 地下部分生物量显著降低, 但牛鞭草和狗牙根的地下部分生物量与水淹0 d水平相比无显著差异。3)水淹处理结束后, 存活的荻、牛鞭草和狗牙根植株都能很好地恢复生长。在恢复生长过程中, 全淹30、60和90 d后, 荻、牛鞭草和狗牙根植株的总分枝长相对生长速率与对照植株无显著差异, 全淹120、150和180 d后, 牛鞭草和狗牙根植株的总分枝长相对生长速率显著高于对照植株。全淹处理的荻、牛鞭草和狗牙根植株的总叶片数相对生长速率始终显著高于对照植株。遭受长期完全水淹后, 植株在有限的营养储备条件下, 快速产生叶片以迅速积聚光合产物可能是植物更为优化的恢复生长方式。     

长期深淹对三峡库区三种草本植物的恢复生长及光合特性的影响

硬秆子草（Capillipedium assimile）、双穗雀稗（Paspalum distichum）和狗牙根（Cynodon dactylon）在经受与三峡水库水位运行节律基本一致的水淹时间和水淹持续时期,但淹水深度（0、5、15和25m）不同的处理后,对其进行了恢复生长和光合特性研究。结果表明：（1）3种草本植物之间相比,狗牙根的存活率最高,所有处理植株存活率达到了100％;硬秆子草和双穗雀稗随着水淹深度的增加,存活率呈降低趋势,5in深处理存活率达到了100％,15in和25m深处理存活率在80％以上。（2）3种草本植物恢复生长后的叶片净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、水分利用效率WUE和表观CO2利用效率CUEapp与未淹对照相比没有显著差异;不同物种相同水淹处理之间比较,狗牙根的各光合指标显著高于硬秆子草和双穗雀稗。（3）结合三峡库区消落带植被恢复物种筛选的基本条件和本试验不同处理植株的恢复生长及其光合特性的研究,结果表明,硬秆子草、双穗雀稗和狗牙根是能够忍耐长期深淹胁迫的、适宜于三峡库区消落带植被恢复与重建的优良物种。三者之间的耐淹能力从大到小依次为：狗牙根〉硬秆子草〉双穗雀稗。     

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。     

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.     

三峡水库长期水淹条件下耐淹植物甜根子草的资源分配特征

为研究历经三峡水库长期水淹的驯化后,不同海拔高程之间相同种源的甜根子草的生物量分配特征是否发生改变,进而探讨该物种对水淹胁迫表现出的适应性进化特征,试验于2008年初选育相同种源的甜根子草同龄幼苗栽植于三峡水库消落区甜根子草种植试验示范区,并考察了2012年、2013年不同海拔高程甜根子草植株的形态和生物量特征。试验共设置3个海拔高程,即水淹高程168、172m和不受水淹对照高程176m。试验结果表明:(1)较低高程的甜根子草植株较矮小细弱,168m高程的甜根子草植株主茎长和主茎基径显著低于对照176m高程(P0.05);平均节间长度随高程的降低而缩短;与之相反,主茎长/主茎基径随高程的降低而增大。(2)甜根子草的叶片厚度、叶片长/叶片宽、叶片长/叶鞘长均随海拔高程的降低而减小;与之相反,比叶面积随高程的降低而增大。(3)水淹前,甜根子草近端成熟节间的质量密度随高程的降低而增大;水淹后,其地上存活茎段基部成熟节间的质量密度在各高程之间无显著差异(P0.05)。以上研究结果表明,甜根子草历经三峡水库长期水淹的驯化后,生物量分配特征在不同海拔高程之间发生了改变,表现出了相应的驯化特征。相较于高高程的甜根子草植株而言,低高程的植株生长缓慢,采取低株高下的高向生物量投资策略;对叶的物质投资大部分分配到叶面积的增加、叶鞘的伸长生长和叶片的直立生长上,以加强植株的光合生产。     

三峡库区消落带不同水淹强度下池杉与落羽杉的光合生理特性

为探究三峡库区消落带原位人工种植的池杉(Taxodium ascendens)和落羽杉(Taxodium distichum)在该特殊生境下的适应机制,设置了浅淹(SS,海拔175m,对照)、中度水淹(MS,海拔170m)和深度水淹(DS,海拔165m)3个水淹处理组,测定了两树种在连续4个周期性水淹处理后的光合响应过程,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型进行拟合,比较各模型拟合结果差异并选出最优模型,通过最优模型来分析水淹后落干期两树种的光合生理变化。结果表明:(1)不同模型间的光响应曲线拟合结果存在差异(P0.05)。综合分析可知,4种模型中,指数模型是拟合两树种光响应曲线的最优模型,更符合植物的生理学意义。(2)两树种的光响应曲线有相似的变化规律,光合速率(P_n)的表现均为DS组MS组SS组。(3)中度水淹和深度水淹两树种的最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(α)、光饱和点(LSP)均高于浅淹,而光补偿点(LCP)则显著降低。以上结果说明落干生长期两树种对强光和弱光的利用能力增强,水淹对两树种的光合潜力有一定的促进作用,这可能与其遭受水淹胁迫后的自我调节能力和光合补偿机制有关。由此表明,当生境发生不良变化时,植物的适应性变化往往表现为沿着有利于光合作用最大化的方向发展。     

三峡水库蓄水对消涨带植被的初步影响

三峡库区消涨带植被一直受到广泛关注。为了研究水库蓄水对175 m以下消涨带原有植被的潜在影响,2008年8月在三峡大坝上游长江干流从巴南到秭归12个监测点,设立68个5 m×5 m永久监测样方,比较被水淹过的156 m以下与当时尚未水淹的156～175 m地段植被物种组分、物种多样性和草本层生物量的差异。结果表明：被水淹过与尚未水淹的植被物种组分存在显著差异,DCA可以将二者明显分开,156 m以上尚未水淹的植被以灌丛为主;156 m以下被水淹过的植被以草丛为主,优势种包括多年生草本：狗牙根（Cynodon dactylon）、牛鞭草（Hemarthria altissima）和硬秆子草（Capillipedium assimile）;一年生草本：狗尾草（Setaria viridis）、毛马唐（Digitaria ciliaris）和千金子（Leptochloa chinensis）。木本植物基本死亡,只有枫杨（Pterocarya stenoptera）、牡荆（Vitex negundo）和地瓜（Ficus tikoua）存活。此外,被水淹过的植被中灌木物种数比例显著降低,而一年生草本物种数比例显著增加。被水淹过和尚未水淹植被的物种多样性也存在显著差异,被水淹过植被物种总数、灌木和多年生草本物种数显著低于尚未被水淹过的植被,但一年生草本物种数没有显著差异。被水淹过的植被草本层生物量与尚未水淹的植被没有显著差异。可见,水淹显著改变了消涨带原有植被物种组分和物种多样性,但一年生草本物种数和草本层生物量没有显著差异。未来175 m以下的植被中,草本尤其是一年生草本将占据优势。在消涨带植被恢复选择适应水淹生境物种过程中,应分别从植物的生活史、生理学和形态学等角度进行筛选,尤其应重视生活史适应策略植物的应用。被水淹过的156 m以下现有优势草本和存活的灌木可以作为三峡库区未来消涨带植被恢复的备选物种。     

三峡库区水位调度对消落带生态修复中物种筛选实践的影响

三峡库区消落带形成后面临多个生态学问题, 对消落带进行生态修复的实践是解决这些问题的关键。筛选物种是生态修复的关键, 但多年的群落学观察结果与采用模拟淹水试验、短期定位观测等方法所获结果不一致。产生这种差异的主要原因是许多模拟淹水试验方案在淹水季节性、水淹周期和水淹深度等方面的设计与三峡库区实际调水节律不一致。对重庆忠县4年的水位变化记录进行整理分析发现, 实际调水节律与理论调水方案之间差异巨大; 海拔146、152、158、164、170和176 m处, 非生长季淹水时间分别为294、266、223、167、101和0天, 生长季淹水时间分别为68、20、11、1、0、0天。海拔164 m以下, 出现生长季频繁淹水胁迫。目前许多模拟淹水试验方案只考虑生长季短期浅淹胁迫, 而未考虑非生长季长期深淹胁迫。研究表明生长季淹水和非生长季淹水、深淹和浅淹胁迫对植物适应性的影响有明显差异。模拟淹水试验仅考虑一次淹水过程, 不足以反映种的长期适应性。并且, 模拟淹水试验仅考虑了种的水淹耐受性, 而未考虑现实生境中的种间关系和群落组配过程。因此, 模拟淹水试验对物种筛选实践的指导意义有限。在未来进行物种筛选时, 需重视: 1)非生长季淹水胁迫下物种适应机制; 2)植物出露后的恢复生长、扩展和拓殖能力; 3)消落带形成多年后, 植物群落调查、实地种植植物的长期观察。根据消落带不同区域受水淹胁迫的程度, 筛选反映植物生活史对策的关键功能性状, 并进行植物功能型组划分, 以研究消落带不同区域物种分布、种群和群落动态、景观格局规律, 这对于消落带生态修复实践具有重要的指导意义, 是今后三峡库区消落带生态系统研究的一个发展方向。     

四种水库消落带植物对水淹环境的适应性研究

研究了百花湖消落带四种优势植物双穗雀稗(Paspalum distichum)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、牛鞭草(Hemarthria altissima)和狗牙根(Cynodon dactylon)在模拟水淹环境下的生长指标和叶绿素含量,以期了解其对水淹环境的适应特征。结果表明:1) 水淹条件下,双穗雀稗、空心莲子草和牛鞭草生长加剧,狗牙根生长缓慢,四种植物损失了不适应全淹环境的分枝和叶片。2)双穗雀稗、牛鞭草和狗牙根表现为茎的生长,空心莲子草表现为茎和分枝的生长。植株顶端冒出水面后,双穗雀稗、空心莲子草和牛鞭草叶的生长加剧。3)四种植物的叶绿素a、b的含量降低,叶绿素b降低比叶绿素a更显著,叶绿素a/b值显著升高。植株顶端冒出水面后,双穗雀稗、空心莲子草和牛鞭草叶绿素a、b含量显著升高,叶绿素a/b值显著降低。4)经过不断地适应和进化后,四种植物能更好地适应水淹环境。     

三峡库区消落带现存草本植物组成与生态位

为揭示经历长期水位变动后,三峡水库消落带优势植物对可利用资源的分享状况、不同资源环境下植物种群生态位特征以及植物种间竞争和共存机制,对三峡库区秭归段典型消落带现存优势草本物种的种群空间格局及生态位特征进行研究.结果表明: 该区共有草本植物39种,隶属18科32属,以禾本科、菊科、蓼科和大戟科植物为主;狗牙根、狗尾草、狼把草和毛马唐具有较大的重要值和生态位宽度,为主要优势种;海拔145～155 m段植物生态位宽度前3位依次为狗牙根＞酸模叶蓼＞狗尾草;海拔155～165 m段植物生态位宽度前3位依次为狗尾草＞毛马唐＞狗牙根;海拔165～175 m段植物生态位宽度前3位依次为狗尾草＞狼把草＞红蓼;不同海拔物种间生态位重叠均保持较高状态,生态位宽度较小物种也可与生态位宽度较大物种有较大的生态位重叠值,仅凭生态位宽度不能判定生态位重叠值.消落带经历7次水位涨落周年后,大多数优势物种为一年生草本植物,生态位分化程度较低,在资源匮乏且不稳定的生境中种间竞争强烈,消落带植被仍处于群落演替的初级阶段.     

三峡水库消落区不同生活史类型植物群落的空间分布格局

为探究三峡水库消落区不同生活史植物群落随海拔梯度及水库干流沿程的空间分布规律,于2017年8月至2017年9月对三峡水库干流消落区植被进行了调查。研究结果表明:(1)三峡水库消落区植被的植物物种丰富度随距大坝里程距离的缩短而呈现逐渐减小的趋势。(2)三峡水库消落区不同生活史类型植被群落盖度对水淹梯度胁迫的响应呈现相反的变化规律:随着消落区高程的升高,一年生植物对消落区植被覆盖度的贡献逐渐增加,而多年生植物对植被群落覆盖度的贡献逐渐降低。但是,在消落区的任一高程区域,多年生植物物种盖度均要大于一年生植物物种盖度。(3)采用TWINSPAN植被分类方法可对9个样地607个样方的三峡水库消落区植被划分为25个组,其中苍耳+狗牙根群落Ass.Xanthiumsibiricum+Cynodon dactylon(含213个样方)、狗牙根群落Ass.Cynodon dactylon(包含137个样方)、狗牙根+香附子群落Ass.Cynodon dactylon+Cyperus rotundus(含55个样方)、狗牙根+酸模叶蓼群落Ass.Cynodon dactylon+Polygonum lapathifolium(40个样方)、苍耳+藿香蓟群落Ass.Xanthiumsibiricum+Ageratum conyzoides(38个样方)等为消落区的优势植物群落,群落特征明显表现出对水位涨落及小生境差异的适应。     

三峡库区9种植物种子萌发特性及其在植被恢复中的意义

三峡大坝蓄水后形成的库区消涨带面临植被消亡、生态退化等问题。为了筛选出适用于库区消涨带植被恢复的植物, 将9种1年生植物种子放置在库区消涨带不同海拔进行水淹(W 165-8 m, 121 d;W 155-18 m, 230 d;W 147-26 m, 271 d), 然后在实验室条件下进行萌发, 研究在消涨带淹水胁迫下这些种子的萌发特性。结果表明: (1) 除马唐(Digitaria sanguinalis)、小蓬草(Conyza canadensis)、金色狗尾草(Setaria glauca)种子在各条件下萌发率都较低外, 不同水淹条件对萌发率影响不同: 与新鲜种子相比, W 165水淹后, 旱稗(Echinochloa hispidula)和婆婆针(Bidens bipinnata)种子萌发率显著上升, 其余种子萌发率均显著下降; W 155水淹后, 所有种子的萌发率都显著下降且只有鱧肠(Eclipta prostrate)、黄花蒿(Artemisia annua)、合萌(Aeschynomene indica)3个物种有萌发, 萌发率分别为11.0%、7.3%和2.7%; W 147水淹后, 旱稗和婆婆针种子萌发率显著上升, 鱧肠种子无显著差异, 其余种子萌发率显著下降。(2) 鱧肠、黄花蒿、婆婆针和旱稗种子比其它物种更耐水淹。W 165水淹后, 鱧肠、黄花蒿、婆婆针、旱稗种子萌发率分别为44.7%、42%、20.7%和4.3%, W 147水淹后分别为76.3%、23%、15%和26.3%, 高于其他物种。(3) 水淹后种子萌发时间格局也受到影响, 大部分种子起始萌发时间推迟、萌发速度变慢。鱧肠、黄花蒿、婆婆针和旱稗的种子对三峡库区消涨带的水淹胁迫具有一定的适应能力, 可根据它们对水淹条件适应能力的差异在消涨带不同海拔高度进行植被恢复。     

三峡库区消落带狗牙根种群对水陆生境变化的响应

基于定位观测,研究了三峡水库消落带不同海拔区段狗牙根的种群密度、形态性状和生物量及其分配,结果表明:在3个海拔区段,狗牙根种群密度的大小为浅水位区段(海拔165 ～170 m)＞未经水淹区段(海拔＞172 m)＞深水位区段(海拔145～150m);根径和根系长度的大小为深水位区段＞浅水位区段＞未经水淹区段;种群总生物量和根、茎、叶生物量及茎生物量分配比率为浅水位区段＞未经水淹区段和深水位区段,根、叶生物量分配比率和地下/地上生物量的变化为深水位区段＞浅水位区段和未经水淹区段,浅水位区段的狗牙根种群应对水陆生境变化特有的适应策略是加速伸长生长,增加茎生物量分配;深水位区段的策略是增加分枝节间数量、分枝数量和叶生物量分配;二者共有的适应策略是加速根系生长、增加分蘖数量和地下生物量分配,为在陆地环境中的快速生长提供营养和能量储备.     

模拟水淹对三峡库区常见一年生草本植物种子萌发的影响

根据三峡水库水位运行时间, 设计了30、75、115、155、195和240天共6个水淹时间梯度(T-1、T-2、T-3、T-4、T-5和T-6), 采用模拟水淹的方法, 研究了不同水淹时间对三峡消落带4种常见的一年生草本植物稗(Echinochloa crusgali)、金狗尾草(Setaria pumila)、马唐(Digitaria sanguinalis)和荩草(Arthraxon hispidus)种子萌发的影响。结果表明: 1)随着水淹处理时间的增长, 这4种植物的萌发率基本上呈现先增高后降低的趋势。稗和荩草在T-1-T-5的种子萌发率显著高于对照(CK) (p < 0.05), T-6和CK之间差异不显著。金狗尾草T-2、T-3的萌发率显著高于CK (p < 0.05), T-1、T-4-T-6与CK之间无显著性差异。马唐在水淹处理(T-1-T-6)的萌发率均显著高于对照(CK), 但长时间水淹处理(T-4-T-6)对萌发的促进作用要低于短时间水淹处理(T-1-T-3)。这说明一定时间的水淹有利于打破种子休眠并提高种子萌发率。2)一定时间的水淹处理加快了稗、金狗尾草、马唐和荩草的萌发进程。对照组种子的日萌发率较均匀, 萌发曲线较平缓。而水淹处理的种子多集中在3-5天内大量萌发。和对照相比, 一定时间的水淹处理显著提高了这4种植物种子的萌发指数, 缩短了种子的萌发持续时间, 提早了种子萌发高峰时间和达到50%萌发率的时间。长时间的水淹对种子的萌发进程影响不大。3)总体来说, 稗、金狗尾草、马唐和荩草在各个处理下的萌发率均较高(> 40%), 可以考虑作为三峡消落带植被恢复的备选物种。     

储藏方式和时间对三峡水库消落区一年生植物种子萌发的影响

为了明确不同储藏方式和储藏时间对三峡水库消落区4种1年生植物稗(Echinochloa crusgalli)、苍耳(Xanthium sibiricum)、合萌(Aeschynomene indica)和水蓼(Polygonum hydropiper)种子萌发能力的影响,筛选出有利于其萌发的最佳储藏方式及时间,采取5种储藏方式(室温、冷藏、冷冻、干沙、湿沙)、8个储藏时间段(30、60、90、120、150、180、210、240d)对种子进行储藏实验。在光照培养箱昼25℃/夜20℃和周期性光照(昼12h/夜12h,光强100μmol·m-·2s-1)条件下进行种子萌发,每次萌发持续时间为30d。结果显示:(1)稗、苍耳和水蓼的种子在湿沙储藏条件下萌发起始时间缩短,种子萌发率、萌发指数高于其它储藏方式;湿沙储藏条件下,稗的种子储藏90-180d萌发率达到80%以上,苍耳的种子储藏180d萌发率达(64±2)%,水蓼的种子储藏30-240d萌发率均超过90%。(2)冷冻储藏能有效地解除合萌种子休眠,显著提高其种子萌发率和发芽指数;冷冻储藏90-180d合萌的种子萌发率均超过80%,之间没有显著差异。(3)果皮是限制苍耳种子萌发的主要因素之一,而去除果皮对合萌种子萌发没有显著影响。研究结果建议:采用种子来进行消落区植被恢复和重建时,稗、苍耳和水蓼的最佳储藏方式是湿沙储藏,合萌的最佳储藏方式是冷冻储藏。结合三峡水库水位调度原则,在适宜的储藏方式下,本实验中储藏120-180d的种子能够应用于消落区实地播种中。     

三峡库区狗牙根对深淹胁迫的生理响应

选取三峡库区自然消落带野生狗牙根(XC)和非消落带野生狗牙根(FC)为研究对象,采用三重复裂区设计试验,主区为两品种,副区为6个不同深度水淹处理(0,1,2,5,10m和15m),分析了各处理植株几种酶活性和碳水化合物含量的变化情况.结果显示:①不同生境狗牙根受深淹胁迫后,丙二醛(MDA)都呈递增趋势,表明狗牙根在深淹胁迫下受到了不同程度的膜脂过氧化伤害,且随胁迫程度的增加受伤害增大.②超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和醇脱氢酶(ADH)活性较对照都有所增加;XC处理POD和SOD的最大值出现在5m深水淹处理,而FC出现在2m深处理,且XC 5米深淹处理GR值较对照和其他处理明显大;各受淹处理地下茎可溶性糖含量和淀粉含量都保持在较高水平.③从抗氧化酶活性和ADH活性的变化规律,以及淹水胁迫下植株的能量代谢情况,初步得出XC与FC都具有一定的耐淹性,且XC较FC具更耐深淹的能力,表明狗牙根作为禾本科植物遗传上具有一定的耐淹性,自然消落带狗牙根因长期生长于水淹胁迫环境,耐淹能力得到了进一步强化.从狗牙根对深淹胁迫的生理响应上,证明狗牙根是宜用于三峡水库消落带植被恢复的物种.     

两种亚热带榕属乔木植冠损伤后的位置依赖性枝发生

三峡库区需要大量植株用于三峡工程所涉及的诸多建设(如铁路、公路、建筑)之后的植被恢复和绿化.由于具有优美树冠和耐瘠薄土壤的能力,榕(Ficus microcarpa L.)和黄桷树(Fvirens Ait.var.sublanceolata(Miq.)Cornor) 在三峡库区作为绿化和行道树木大量栽植.在三峡库区,这两种树种苗木的培育主要通过切枝扦插的方式进行.大量切枝损伤植株植冠并且使叶组织数量减少,对植株生长有很大影响.植株生长与植株的枝发生格局有很大关系,为明确植冠损伤对植株生长的可能影响,对榕和黄桷树植冠损伤后的枝发生进行了研究.实验发现,切枝造成的植冠损伤对榕和黄桷树植株侧枝上的枝发生没有影响,不同损伤强度之间和不同损伤发生时间之间都不存在明显的差异.但是,植冠损伤后,榕和黄桷树植株主茎上的枝发生是位置依赖性的.植冠损伤不影响榕和黄桷树植株损伤处理后新生主茎段和具侧枝主茎段上的枝发生,却促进了损伤处理后裸露主茎段上的枝发生,并且裸露主茎段上枝发生的数量和密度随植冠损伤强度的升高而增大.此外,实验结果表明,秋季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生要高于春季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生;在榕和黄桷树的枝发生中,仅有裸露主茎段上增强的枝发生会促进植冠损伤植株对叶组织的生物量投资并有利于受损植株的恢复和生长.     

两种亚热带榕属乔木植冠损伤后的位置依赖性枝发生

三峡库区需要大量植株用于三峡工程所涉及的诸多建设(如铁路、公路、建筑)之后的植被恢复和绿化。由于具有优美树冠和耐瘠薄土壤的能力,榕(Ficus microcarpa L.)和黄桷树(F. virens Ait. var. sublanceolata (Miq.) Cornor)在三峡库区作为绿化和行道树木大量栽植。在三峡库区,这两种树种苗木的培育主要通过切枝扦插的方式进行。大量切枝损伤植株植冠并且使叶组织数量减少,对植株生长有很大影响。植株生长与植株的枝发生格局有很大关系,为明确植冠损伤对植株生长的可能影响,对榕和黄桷树植冠损伤后的枝发生进行了研究。实验发现,切枝造成的植冠损伤对榕和黄桷树植株侧枝上的枝发生没有影响,不同损伤强度之间和不同损伤发生时间之间都不存在明显的差异。但是,植冠损伤后,榕和黄桷树植株主茎上的枝发生是位置依赖性的。植冠损伤不影响榕和黄桷树植株损伤处理后新生主茎段和具侧枝主茎段上的枝发生,却促进了损伤处理后裸露主茎段上的枝发生,并且裸露主茎段上枝发生的数量和密度随植冠损伤强度的升高而增大。此外,实验结果表明, 秋季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生要高于春季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生; 在榕和黄桷树的枝发生中,仅有裸露主茎段上增强的枝发生会促进植冠损伤植株对叶组织的生物量投     

水位节律差异对三峡水库消落区不同物候类型1年生植物物种构成的影响

三峡水库蓄水后改变了原有长江自然的水位波动节律,并在三峡库区内形成了两种类型的消落区:蓄水前未经历过水淹的完全水库消落区,其水位节律夏低冬高;以及蓄水前属于自然消落区目前受蓄水和洪汛双重影响的消落区,其水位在冬季和夏季都存在高水位。这与自然消落区冬低夏高的水位节律均存在差别。1年生植物根据萌发结实特性可分为春萌秋实、冬萌夏实型植物和广适性植物3类。在不同消落区选取5个样地划分样带设置固定样方,涨水前和退水后调查发现:各消落区均存在3种1年生植物,但3种类型物种的比例和和优势度存在显著差异。只受夏季洪汛影响的自然消落区共发现1年生植物73种,冬萌夏实型植物以45种占优;而水位节律与之相反的完全水库消落区,1年生植物物种数为85种,其中春萌秋实型植物以45种以及较大的优势度成为该区域的优势1年生物种;双重影响消落区,1年生植物物种总数未明显下降,但是在蓄水和洪汛的双重影响下其种群大小相对较低。水位节律的巨大变化会引起1年生植物优势类型的显著改变,适合生长的1年生植物主要是因为其生长周期与淹没期不完全重叠而成为优势物种类型。