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水淹耐受性强的物种,在遭受水淹以后能否有效占有生境并扩展生境,是三峡库区消落带植被恢复和重建需要考虑的一个重要问题,而以何种繁殖策略适应水淹生境以及在水淹过后能否有效繁殖则是水淹耐受性强的植物物种能否长期占有生境和扩展生境的关键。野古草(Arundinella anomala Steud.)是水淹耐受性较强的多年生克隆植物,是三峡库区消落带植被恢复和重建的重要备选物种,广泛分布于三峡库区的江河沿岸,对成千上百年来江河的自然汛期水位涨落已经有一定的适应能力。本文以野古草为材料,分别探讨了自然汛期对野古草的生态分化的影响、水淹发生时间以及水淹持续时间对野古草繁殖的影响。
实验在三峡库区生态环境教育部重点实验室研究基地中进行,所用材料为长度为5-10cm的一年生野古草无性分蘖。主要由两部分实验构成:同质种植园实验和水淹实验,水淹实验分为相同开始时间不同持续时间的水淹和不同开始时间相同持续时间的水淹两种。
同质种植园实验的野古草材料采集于嘉陵江岸的高(海拔186-187m)、中(海拔183-184m)、低(海拔179-181m)3个江岸高程带,采集时间为2004年5月,给予相同的光、温、水等管理,于2006年5月测量基株中最长开花分蘖的分蘖长、茎长、花序长、节长、节数以及最长未开花分蘖的叶片长和叶鞘长。水淹实验的野古草材料采集于2006年5月,对于相同开始时间不同持续时间的水淹实验来说,野古草材料采集于嘉陵江岸高(海拔186-187m)、中(海拔183-184m)、低(海拔179-181m)3个江岸高程带,2006年7月28号开始水淹,处理分别为对照,全淹20d、40d、60d、80d和100d;对于不同开始时间相同持续时间的水淹实验来说,野古草材料采集于嘉陵江中江岸高程(海拔183-184m)带,分别在2006年7月12日、8月11日、9月10日和10月10日开始持续时间为28d的水淹,对照材料无水淹处理。测量水淹实验材料的存活率、基株分蘖数目、开花分蘖数目和未开花分蘖(无性分蘖)数目,在生长季末(2007年1月)对水淹试验的材料进行破坏,测量基株生物量、开花分蘖生物量、未开花分蘖生物量、花序生物量并计算其繁殖分配。对不同高度江岸来源的野古草的生态分化的研究表明,不同江岸高程带的野古草发生形态和水淹耐受性的生态分化。低江岸高程带来源野古草基株中的最长开花分蘖有更长的分蘖长度、花序长度、平均节间长、更大的花序长/分蘖长和更少的节间数目,茎长在各江岸段无差异;低江岸高程带来源野古草基株中的最长未开花分蘖有更长的叶片长、叶鞘长以及更大的叶片长/叶鞘长;随着江岸高程带的降低,野古草的水淹耐受性增加,低江岸高程带的野古草有更强的水淹耐受性。
通过在相同的时间点给野古草不同持续时间的水淹处理来探讨水淹持续时间对野古草繁殖的影响。研究发现,随着水淹持续时间的增加,野古草的存活率、开花基株数目百分比、基株分蘖数量、开花分蘖数量、基株中开花分蘖数目/基株分蘖数目、基株生物量、基株中开花分蘖生物量以及对有性繁殖的生物量分配降低;随着水淹持续时间的增加,野古草基株中无性分蘖数目/基株分蘖数目和无性分蘖生物量/基株生物量上升;野古草基株中无性分蘖生物量在全淹40d时最大,其他各个处理间无差异。
通过在不同的时间点给野古草相同持续时间的水淹处理来探讨水淹发生时间对野古草繁殖的影响。研究发现,和对照相比,早期进行的水淹会导致野古草基株中有性分蘖数目、有性分蘖生物量、有性分蘖数目/基株分蘖数目和花序生物量/基株生物量减少:尽管早期进行水淹的野古草基株中无性分蘖数目和对照相比无差异,但是基株中无性分蘖生物量、无性分蘖数目/基株分蘖数目和无性分蘖生物量/基株生物量大于对照。随着水淹发生时间的推后,这种趋势逐渐减弱,直至和对照基本相同。
综上可知:(1)三峡库区嘉陵江边不同江岸高程带的野古草发生了生态分化,低江岸高程带的野古草有更强的水淹耐受性;(2)随着水淹持续时间的增加,野古草无性繁殖和有性繁殖都因受到了水淹的消极影响而减弱;有性繁殖对水淹更为敏感,随水淹持续时间增加,无性繁殖在繁殖中的重要性增强,在水淹持续100d时,野古草只能进行无性繁殖,有性繁殖被完全抑制;(3)较之于无性繁殖,水淹发生时间对野古草有性繁殖的影响更大;愈早进行的水淹导致野古草愈多的资源分配给无性繁殖和愈少的资源分配给有性繁殖。