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臌囊苔草(Carex schmidtii)湿地是一种重要的湿地类型,也是沼泽湿地的标志性景观,在水源涵养、水质净化、生物多样性维持等方面具有重要作用。近年来,由于人类活动和气候变化的影响,臌囊苔草湿地出现了不同程度的退化,甚至消亡现象。本研究以松嫩平原西部莫莫格自然保护区的臌囊苔草为研究对象,基于野外调查、室内模拟、模型推演等方法,分析了不同水文条件下臌囊苔草群落特征及时间变化规律,研究了臌囊苔草形态特征、植株结构性状、养分含量对水文变化的响应过程,阐明了臌囊苔草光合作用对水文变化的响应机制,并通过臌囊苔草生理生态特征与水文条件构建结构方程模型,揭示臌囊苔草生理生态特征对水文变化的适应机制,提出了基于水文调控的臌囊苔草湿地生态恢复与管理策略。主要结论如下:1、淹水-湿润环境中臌苔草的盖度、株高和生物量显著高于干旱环境。淹水-湿润环境臌囊苔草最大生物量为1106.29 g/cm2,干旱环境仅为淹水-湿润环境的70.43%。随着时间的推移,优势物种臌囊苔草重要值均下降,在干旱环境下降迅速。臌囊苔草群落具有丰富的生物多样性,淹水-湿润条件下臌囊苔草群落物种丰富度在15~17种之间,变化幅度相对较小。随着时间的推移,干旱环境与淹水-湿润环境臌囊苔草群落的相似性指由55.17%下降到30.77%。2、水位变化对臌囊苔草形态特征(株高、茎粗、叶面积、叶长、叶宽)、植株结构性状(植株干重、叶片干重、叶片干物质含量、比叶面积)均具有显著影响。生长末期,湿润处理组(DW0AW0)臌囊苔草的株高为69.4 cm,叶面积为10.02 cm2,显著高于其他处理组。干旱-淹水处理(DF30、DF40和DF60)有效缓解了长期干旱对臌囊苔草生长的抑制作用,恢复了臌囊苔草的植株性状,提高了臌囊苔草的物质生产能力。3、水位变化对臌囊苔草养分含量具有显著影响。DW0AW0处理组臌囊苔草的N含量最高,在13.91~17.97 mg g-1之间。随着初始水位的增加,植物N含量、K含量和K:P比显著下降。DW0条件下,臌囊苔草K含量为10.69 mg g-1,分别比DW5和DW10处理组高20.18%和26.45%。干旱-淹水处理后,臌囊苔草元素含量均得到一定的恢复。其中,臌囊苔草的氮元素和钾元素经历了短暂的下降后恢复到较高水平。4、臌囊苔草光合特性(叶绿素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a:b比例、类胡萝卜素含量、最大光合速率、实际光合速率、光化学淬灭、非光化学淬灭)均受到水位变化的显著影响。DW0AW0处理组臌囊苔草的叶绿素含量、最大光合速率、实际光合速率最大,分别为2.36 mg g-1,0.756和0.581。干旱-淹水处理有效恢复臌囊苔草的叶绿素含量和光合参数。60天干旱再淹水处理组(DF60)臌囊苔草的叶绿素含量恢复至2.42 mg g-1。臌囊苔草的最大光合速率在0.759~0.779之间,各干旱-淹水处理组没有显著差异。实验结束时,DF30、DF40和DF60的实际光合速率是湿润处理组的97.35%、72.00%和90.47%。5、臌囊苔草形态、植株结构性状、养分元素、光合作用等指标系统内部具有较强的相关性,指标体系之间关系紧密。形态指标主成分主要与苔草株高、茎粗和叶宽相关。植株结构性状主成分主要与植株干重、叶片干重、叶片干物质含量和比叶面积相关。养分元素主成分主要与钾元素、钾磷比、氮钾比和氮元素相关。光合指标主成分主要与最大光合速率和实际光合速率相关。臌囊苔草形态指标主成分、养分元素指标主成分主要受到初始水位和处理持续时间的影响。臌囊苔草植株结构性状指标主成分、光合指标主成分主要受到处理时间的影响。在苔草生理生态特征响应过程中,苔草表型可塑性成为联系其他生理生态指标的重要枢纽。苔草自身的调节功能可以保持内环境的相对稳定,是一种有效的保护机制。6、臌囊苔草湿地的保护与管理更加重要。退化苔草湿地的恢复应根据退化程度和优先恢复顺序,利用自然恢复与人工水文调控相结合的方式可以对其进行有效恢复。轻度、中度退化苔草湿地以自然恢复为主,水文调控恢复为辅,着重于恢复苔草湿地的储水结构。严重退化苔草湿地应增加苔草繁殖体数量,后期利用水文调控措施对苔草湿地进行恢复。当臌囊苔草湿地的土壤含水量降低到30%以下时,需采取补水措施使土壤含水量达到40%以上。