籽莲种子萌发和幼苗生长对水位、盐碱情势下的生理生态响应

来源 :吉林农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mustang2001
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湿地生态系统是地球生态系统的重要组成部分,具有涵养水源、调节径流、美化环境以及维护区域生态平衡的重要作用。近些年来,随着人类活动的加剧,湿地资源过度开发,自然湿地面积不断缩小,湿地生态系统不断遭到破坏,再加上气候干旱导致降水量减少,利用农田退水补充湿地水源的方式造成了湿地盐碱程度的加剧以及水位的波动,合理利用自然湿地,保证自然湿地的可持续发展变得越来越重要。利用自然湿地中的经济植物来创造经济价值以合理利用、保护自然湿地是一种行之有效的开发方式,但盐碱以及水位等生态因子对水生经济植物的影响仍缺乏定量研究,少有报道。本研究以常见湿地水生经济植物籽莲作为研究对象,通过室外模拟的试验方法,设定不同的水位梯度(0.2m、0.5m、0.8m、1.1m、1.4m)和盐碱梯度(50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L、200mmol/L、250mmol/L),通过测定发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、芽生物量等萌发指标,以及生物量、叶面积、光合速率、叶绿素荧光参数、酶活性等幼苗生长指标,研究了水位梯度和盐碱浓度对籽莲萌发以及幼苗生长的影响,采用高斯模型和回归分析法确定适宜籽莲萌发及幼苗生长的适宜生态水位和盐碱度,进而为籽莲在湿地中种植以及湿地生态补水提供理论参考依据。本研究的主要结论如下:1、水位梯度的变化对籽莲的萌发以及幼苗生长产生了一定影响。对于籽莲种子萌发状况而言,随着水位的升高,籽莲的发芽势逐渐降低,萌发时间延长,水位1.4m时的发芽率最低,显著低于其他水位,但依然可达到74.92%;对芽长、芽粗、生物量等指标进行综合分析发现水位并未对籽莲萌发后短时间内的生长产生明显影响;对于幼苗而言,水位梯度的升高导致籽莲幼苗茎长增加,叶面积减小,水位1.4m较水位0.2m下的茎长和叶面积变化幅度最大,分别为236.2%和40.4%;单株生物量随水位梯度升高先增加后降低,光合作用随水位梯度升高先增强后减弱,但并未造成破坏性作用,水位1.4m时,对光系统II产生了胁迫作用,可能是由于低温造成的。2、在低浓度盐碱(50mmol/L)胁迫下,籽莲种子的萌发以及幼苗的生长均未受到显著影响。随着盐碱浓度的升高,籽莲种子的发芽率、活力指数等逐渐降低,萌发时间延长,盐害率增大,幼芽的含水率降低,高盐碱浓度(>150mmol/L)对籽莲种子产生了永久性抑制;籽莲幼苗净光合速率逐渐降低(降幅为22.0%~90.9%),光合系统II遭到破坏(Fv/Fm降幅为32.9%~74.0%),活性氧积累,膜脂过氧化程度加剧,酶活性先增强后减弱,中高盐碱度(>100mmol/L)下籽莲幼苗保护系统遭到进一步破坏,幼苗造成永久性损伤,甚至死亡。3、采用高斯模型进行籽莲种子萌发以及幼苗生长的适宜生态水位阈值的确定。籽莲种子萌发的适宜生态水位阈值为[-1.01,5.78](m),籽莲幼苗生长的生态水位阈值为[0.33,5.83](m),适宜两个时期生存的最适水位阈值为[0.33,5.78](m),即在此阶段,湿地生态水位应保持在此水位范围内为宜。4、采用回归分析法,利用一元二次回归方程进行拟合,得出籽莲种子萌发的适宜盐碱阈值为[0,72.00](mmol/L),籽莲幼苗生长的适宜盐碱阈值为[0,124.00](mmol/L),适宜两个时期生存的最适盐碱阈值为[0,72.00](mmol/L),在此盐碱浓度范围内籽莲种子的萌发及幼苗的生长较为适宜。
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