基于胁迫梯度假说和互惠理论的海三棱藨草种群恢复技术

滨海湿地生态修复已成为阻止海岸带生态系统退化、保护生物多样性以及提供生态服务的关键措施.以长江口原生盐沼植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为研究对象,选取崇明东滩新生滩涂湿地为研究区域,通过沿潮滩高程梯度的海三棱藨草植株斑块的移植实验,探究胁迫梯度假说和互惠理论(即种内的正相互作用)对长江口海三棱藨草种群恢复的指导意义.研究结果显示:(1)在一定的胁迫梯度范围内(潮滩高程2.0m以上),增大种植斑块可以促进海三棱藨草的种内正相互作用,显著提高种植斑块的存活率和植株密度(P<0.05);(2)潮滩水文动力沉积条件与潮滩高程梯度密切相关(P<0.05),水文动力沉积作用对海三棱藨草定居和生长的胁迫随高程梯度下降而增强.潮滩高程2.0m以下处强烈的水文动力条件干扰限制了生物.物理因素的正反馈作用.滨海湿地盐沼植被修复工作的成功率可以通过改进种植方式,增强种内的正相互作用得到极大的提高.研究可为开展大规模滨海湿地盐沼植被修复工程和提高生态修复效率提供科学依据和技术支持.

本土和外来湿地植物土壤微生物生物量对水、盐胁迫的响应

研究对比了淹水和盐度升高对长江口滨海湿地本土植物芦苇(Phragmites australis)和入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)土壤微生物生物量(生物量碳-MBC、生物量氮-MBN)及其占土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)比例的影响。淹水条件下芦苇土壤MBC、MBN、MBC/SOC和MBN/TN显著降低(分别为26.0、46.7、16.5和42.2%)。而淹水条件下互花米草土壤微生物生物量指标变化均不显著。随盐度升高,芦苇土壤除MBC/SOC外,MBC、MBN和MBN/TN均显著降低(分别为26.4、36.2和30.2%),而互花米草土壤微生物生物量指标降低程度相对较低。淹水+盐度处理加剧了盐度对两种植物土壤微生物生物量指标的影响。然而,互花米草土壤微生物与土壤营养因子对水、盐变化的敏感性较低。因此,在未来海平面上升条件下,入侵种互花米草与本土种芦苇相比土壤微生物群落更能适应淹水延长和盐水入侵等环境变化,而且互花米草入侵可能将进一步加剧。

海三棱藨草及互花米草对模拟盐胁迫的响应及其耐盐阈值

盐度作为滨海湿地的关键环境因子之一,影响盐沼植物的存活、生长及分布。未来海平面上升引起的盐水入侵,将导致滨海湿地的盐沼植物面临高盐胁迫的挑战,进而影响滨海湿地生态系统的结构和功能。本研究选择长江口中低潮滩的主要先锋植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)为对象,通过人工控制实验,比较不同盐度处理下两种盐沼植物存活、营养生长及繁殖的响应,并确定两种盐沼植物存活的耐盐阈值,从而比较未来盐水入侵背景下,本地物种海三棱藨草及外来物种互花米草对盐胁迫的响应和适应性。结果表明:(1)海三棱藨草和互花米草的存活率随着盐度的增加均呈下降趋势,相同盐度处理下互花米草的存活率显著高于海三棱藨草的存活率(P<0.05);(2)盐胁迫明显影响了海三棱藨草和互花米草的生长,随着盐度的增加,海三棱藨草株高、地上生物量及地下生物量均呈逐渐下降的趋势,而互花米草株高、地上生物量及地下生物量呈先增加后下降的趋势,均在盐度为10‰时最高;(3)海三棱藨草和互花米草的分蘖数及结穗率均随着盐度增加呈下降趋势,盐胁迫在一定程度上抑制了两种植物的繁殖能力;(4)互花米草存活的耐盐阈值为43‰,高于海三棱藨草存活的耐盐阈值(21‰);(5)外来物种互花米草比本地物种海三棱藨草具有更强的耐盐性,未来海平面上升引起的盐水入侵将对本地物种海三棱藨草产生更加严重的影响。