高原季节性湿地消落带土壤种子库水淹耐受性研究

以高原季节性湿地阿哈水库消落带土壤种子库为研究对象,采用室内模拟水淹的方法,分别设置水淹0、2、5、10、20、30、40、60、90 d试验,共9个处理,研究库区4种典型的类型(乔木林地、灌木林地、草丛地、弃耕农田)未淹带土壤种子库在不同水淹时间后的萌发能力,以期为消落带生态恢复人工种子库的构建提供依据。结果表明,4种类型土壤种子库的密度介于1 651~3 730粒·m-2之间,表现为草丛地>弃耕农田>灌木林地>乔木林地。土壤种子库数量集中分布在0~5 cm的土层,占总数量的70%~75%。4种类型未淹带土壤种子库共萌发出71种物种,隶属于31科。萌发最多的物种是菊科,其次是禾本科。4种类型未淹带土壤种子库水淹2、5、10、20、30、40、60、90 d不同处理后,其萌发数量分别占萌发总数的99.50%、97.53%、93.33%、86.66%、78.02%、66.42%、54.57%、42.22%。萌发物种数分别占总萌发数的100%、98.59%、95.77%、88.72%、77.46%、67.61%、57.75%、47.89%。说明短时间水淹对土壤种子库的影响不大,但长时间的水淹会严重抑制种子的萌发。水淹90 d后萌发的优势物种有牛膝菊(Galinsoga parviflora Cav)、酸模(Rumex acetosa L.)、水芹(Oenanthe javanica(Bl.) DC.)、鬼针草(Bidens pilosa L.)、小飞蓬(Conyza canadensis(L.) Cronq.),说明这些植物的种子具有较强的水淹耐受能力,可被利用在湿地消落带人工植被恢复措施中。

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(英文)

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。

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。

淹水胁迫对火龙果植株形态和生理特性的影响

为研究淹水胁迫对火龙果植株生长的影响,以火龙果品种台湾大红为试验材料,探究不同淹水胁迫时间对其表型和生理特性的影响。结果表明:火龙果植株淹水胁迫20 d时,侧根数量开始减少;淹水胁迫30~40 d,侧茎出现褶皱和萎蔫,主茎基部有病斑出现;淹水胁迫40~50 d,主茎基部开始腐烂,主根明显变短。淹水胁迫处理火龙果地上部的SOD活性、POD活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量显著增加,最高分别为未淹水胁迫的2.46、4.18、10.01、1.72、2.21倍;叶绿素含量基本保持不变,且叶绿素a含量>叶绿素b含量>类胡萝卜素含量;根系活力显著降低,最低为未淹水胁迫的33.21%。火龙果植株对淹水胁迫有一定的适应能力,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,抗氧化酶活性的增加,以及不定根的产生,可能有利于增强火龙果的淹水胁迫耐受性。

三峡库区3种豆科植物种子水淹耐受性及淹后萌发动态

【目的】明确合萌(Aeschynomene indica)、天蓝苜蓿(Medicago lupulina)及印度草木犀(Melilotus indica)3种河岸带常见一年生豆科植物在三峡库区消落带的生存能力。【方法】以未经历水淹的野外自然条件(CK)为对照,探究了3种植物的种子在三峡库区消落带不同海拔高程(170,165,160,155m)的水淹耐受性及水淹后的萌发动态。【结果】1)3种植物的种子在经历不同高程水淹后,都能保持较高的完好种子比率;即使在经历155m高程水淹250d后,完好种子比率最低的印度草木犀仍能保持在32.67%以上。2)在CK及170,165,160和155m高程水淹后,合萌种子的成苗比率分别为60.17%,95.33%,88.67%,74.17%和85.33%;天蓝苜蓿种子的成苗比率分别为48.47%,70.00%,56.33%,48.17%和50.33%;印度草木犀种子的成苗比率分别为93.47%,74.33%,42.33%,43.00%和29.50%。3)海拔165m以上高程适度的水淹加快了3种物种种子的萌发进程,有利于植物在消落区生长窗口期快速建成植被;随着高程的降低,合萌种子仍能保持良好的适应性,天蓝苜蓿及印度草木犀种子的适应性有所下降。【结论】在三峡库区消落带植被恢复与重建工作中,可根据3种豆科植物在消落区不同高程的生存能力对它们进行合理的配置。

黑暗完全水淹环境下植物的生长与碳水化合物消耗——以三峡库区消落带植物狗牙根和牛鞭草为例

【目的】明确三峡库区消落带植物狗牙根(Cynodon dactylon)和牛鞭草(Hemarthria altissima)在黑暗完全水淹环境下的生长状态和碳水化合物的储备与消耗情况。【方法】实验设置黑暗完全水淹处理30,60,90,120,150,180,210,240d共8个时间水平,研究了两种植物在黑暗完全水淹环境下的存活、生长和碳水化合物的储备与消耗情况。【结果】狗牙根和牛鞭草经历黑暗完全水淹处理240d后,都表现出较强的耐淹能力。水淹240d后2种植物存活率分别为100%和96.7%;水淹处理开始前,狗牙根茎和地下部分的碳水化合物储备分别高于牛鞭草茎和地下部分的碳水化合物储备,且差异具有统计学意义(p<0.05);黑暗完全水淹环境下,狗牙根叶与茎的生长与死亡响应比牛鞭草快;黑暗完全水淹环境下,牛鞭草植株新生比率大于狗牙根植株新生比率,且差异具有统计学意义(p<0.05);黑暗完全水淹240d后,狗牙根和牛鞭草水淹前已有的叶全部死亡,狗牙根水淹前已有的茎和地下部分的碳水化合物浓度剩余率都分别高于牛鞭草水淹前已有的茎和地下部分的碳水化合物浓度剩余率,且差异具有统计学意义(p<0.05)。【结论】狗牙根较高的碳水化合物储备及快响应、低生长的节约策略导致该物种拥有较高的碳水化合物浓度剩余率,耐淹能力比牛鞭草更强。

Positive contribution of shoot apex to the growth and flooding tolerance of Hemarthria altissima upon complete submergence

Flooding events tend to destroy the original flood-intolerant vegetation in riparian zones,but the flood-tolerant species can confront the stress,and contribute to the riparian ecosystem.Grass species,Hemarthria altissima,are usually dominant in the riparian zones.This species is considered as good forage which is usually grazed by livestock or mowed by local people.Therefore,the apical tissues of the plants are often removed,and the plants have to grow without stem apexes,during their life cycle.In this study,we aimed to examine the differences in growth performance of intact versus apex-cut individuals of H.altissima upon complete submergence.Two groups of H.altissima plants(with and without shoot apexes)were treated with dark non-submergence and dark complete submergence conditions for 200 days.During the experiment,we measured plant growth,biomass changes in plant organs,and the consumption of non-structural carbohydrates(NSC)by different tissues.During submergence,shoot elongation stopped,and around six lateral buds were developed averagely by each plant without apexes.This growth performance finally caused 60%decline of NSC in underground parts.The relatively intensive consumption of carbohydrates in submerged apex-removed plants induced the 21%stem length decreased under water,which indicated the decreasing submergence tolerance of plants with shoot apex removed.Therefore,we suggest that when using H.altissima for restoring degraded riparian ecosystems,the shoot apexes should be protected from grazing by livestock or harvesting by local people in order to maintain the submergence tolerance of H.altissima.