盐分异质性与竞争对黄河三角洲湿地克隆植物—芦苇的影响研究

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黄河三角洲位置特殊,地处海陆交错地带,由于其成土时间短、土壤养分少、水分蒸发快、含盐量高等特点,土壤呈现不同程度的资源异质性分布以及盐碱胁迫。目前,土壤盐渍化问题已严重制约当地的生态、经济和发展。土壤盐分异质性也是普遍存在的。土壤盐分异质性对植物的生长、发育和繁殖都会产生一定的影响,但是耦合竞争对湿地植物生长繁殖的影响相关的研究却相对较少。为探究湿地优势植物在盐分异质性生境的适应策略,本研究以黄河三角洲原位土和河沙混合作为基质,选择典型湿地植物芦苇(Phragmites australis)和盐地碱蓬(Suaeda salsa)为研究对象,探索盐分同质和异质性生境、克隆整合以及种间竞争三因素对芦苇生理和形态指标的影响。主要研究内容和结论如下:(1)对比分析芦苇在盐分异质性生境和盐分同质性生境的响应差异。在盐分总量相同的情况下,盐分异质性促进了芦苇的生长,这和克隆植物芦苇采取的觅食行为和生物量分配等生境适应策略有关。即芦苇采取增加地上和地下生物量分配以及改变自身形态的方式对异质性盐分生境进行适应,从而促进植株的生长和发育。(2)对比分析切断芦苇根状茎对其在同质和异质性盐分生境的生理和形态的响应差异。在异质性盐分生境中,切断芦苇根状茎显著降低了芦苇的形态指标和生物量分配(p<0.05)。即克隆整合显著促进了芦苇在异质性盐分生境中的生长,但是对同质性盐分生境来说,切断芦苇根状茎没有对其产生显著性影响。光合指标方面,由相关联指标的升降趋势可知,芦苇主要受到非气孔限制因素为主导的光合作用。(3)分析异质性盐分生境中,芦苇对于盐地碱蓬种间竞争的生态适应对策。盐地碱蓬和芦苇种间竞争处理显著降低了芦苇的各形态指标、叶片叶绿素含量以及地上和地下部分器官生物量的积累(p<0.05)。这说明盐地碱蓬的生长对芦苇的正常生长发育产生了显著的抑制作用,因此芦苇在单生环境中生长状况更好。(4)对比分析异质性盐分生境中,切断芦苇根状茎对盐地碱蓬各部分生物量和离子含量的影响。在异质性盐分生境下,切断芦苇根状茎显著增加了盐地碱蓬的基茎和盐地碱蓬叶片的Na+含量(p<0.05),这说明了芦苇失去克隆整合能力时竞争能力降低,盐地碱蓬会通过增加基茎生物量的方式使自身占据竞争优势地位。盐地碱蓬作为盐生植物,往往通过吸收土壤中的盐分的方式从而降低土壤盐分,而切断芦苇根状茎处理降低了芦苇对盐分的抵御能力,因此引起盐地碱蓬叶片Na+含量显著增加(p<0.05)。本研究表明,芦苇会改变自身的表型可塑性来适应异质盐分胁迫生境,因此在异质性盐分生境中芦苇的生长情况更好。切断根状茎处理显著抑制了异质盐分生境下芦苇的生长,但对同质盐分生境的芦苇基本没有产生显著影响。同时,相比芦苇单生处理,芦苇与盐地碱蓬共生显著抑制了芦苇各生理和形态指标的增加。因此,在无竞争处理下,芦苇可以更好的生长。总而言之,克隆整合促进了异质性生境中芦苇的生理和形态指标的增长,这对促进在不同胁迫条件下的克隆植物适应性策略的发展有一定的指导作用。
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