论文部分内容阅读
黄河三角洲是我国三大河口三角洲之一,也是我国北温带面积最大,最年轻的新生湿地生态系统,具有维持生态平衡、保持生物多样性及降解污染、调节气候等多种生态服务功能。由于形成时间短,土壤盐碱化严重,生态系统发育不成熟,生态环境相对脆弱。近年来石油工业的发展及人类不合理的开发导致该系统退化严重,并引发了多样性下降、水体污染及土壤盐渍化等生态问题。环境的变化与湿地植被格局的演变有着密不可分的关系。水生植物做为湿地系统中最重要的组成部分,对湿地生态系统结构的维持和生态服务功能的发挥具有重要支撑作用。因此明确水生植被在黄河三角洲的格局现状及形成机理,可为该区湿地资源的保护、退化湿地植被的恢复提供理论依据。
本文主要以近代黄河三角洲湿地特殊的形成年代为线索,采用野外调查和室内试验相结合的方法,运用多种生态学理论对该区湿地水生植被的分布格局及成因进行了分析,主要结果如下:
黄河三角洲湿地共有水生植物46种,隶属于20科34属。按生活型划分,沉水植物共计16种,占37.21%;浮叶根生植物1种,占0.02%;漂浮植物2种,占0.05%;挺水植物27种,占62.79%。区系成分中,世界分布属最多,共19属30种,热带分布和温度分布的属数相同,说明该区植物具温带和热带的双重性质;调查区域间的物种构成、群落类型及生物多样性存在显著差异,总体趋势为,形成年份越久,距海岸线距离越大,物种数、群落类型及生物多样性指数就越大。
各调查区域间环境因子尤其是沉积物、水体盐度的差异显著。相关分析表明,区域形成年份及距海岸线的距离与水体、沉积物盐度及沉积物pH间存在显著的负相关性,区域形成年份越大,距海岸线越远,其水体沉积物盐分含量及沉积物pH就越低。
黄河三角洲湿地水生植物群落可分为11个主要的群落类型,各群落类型在三角洲湿地的分布可看做是水生植被的演替序列。DCCA排序结果表明:该区水生植被格局是以水体和沉积物盐度为主导的多个环境因子共同作用的结果。水体、沉积物盐度与样方内物种数、物种丰富度间存在显著的负幂函数关系,而生物多样性与水体、沉积物盐度间存在线性负相关的关系。
生态位理论研究表明:黄河三角洲湿地主要水生植物生态位宽度和生态位重叠值差异显著。芦苇(0.905)、狭叶香蒲(0.723)、川曼藻(0.669)、轮藻(0.783)、穗花狐尾藻(0.673)等物种的生态位宽度较大,而金鱼藻(0.1)、轮叶黑藻(0.3)及蔗草(0.127)的较小;龙须眼子菜、大茨藻、穿叶眼子菜和苦草间、马来眼子菜和菹草间、稗草和紫背浮萍间生态位重叠值较大,说明这几种植物具有相似的环境适应能力。而金鱼藻和紫背浮萍与多种植物的生态位重叠值较小,甚至为零。物种的生态位宽度与该物种的分布范围及耐盐区间的大小存在显著的相关性,说明水体和沉积物盐度可看作是度量该区水生植物生态位分化的关键环境要素,生态位理论合理的解释了该区水生植被的格局。
盐胁迫条件下5种典型沉水植物忍耐力的试验表明:物种死亡的起始水体盐度为:轮叶黑藻(50mmol/L)<穿叶眼子菜与金鱼藻(70 mmol/L)<龙须眼子菜(80 mmol/L),而穗花狐尾藻起始浓度大于100mmol/L。当水体盐度从0mmol/L升至100 mmol/L时,生物量的下降率为穿叶眼子菜(100%)>轮叶黑藻(86.3%)>金鱼藻(76.0%)>穗花狐尾藻(73.6%)>龙须眼子菜(56.8%)。可见,5种植物对盐胁迫的忍耐力顺序为:穗花狐尾藻>龙须眼子菜>金鱼藻>穿叶眼子菜>轮叶黑藻。物种忍耐力越大,分布空间越广,反之,忍耐力越小,其分布范围就越小。
3种典型沉水植物在不同盐胁迫梯度下的生态生理响应存在显著差异。当实验水体盐度从0mmol/L增至60 mmol/L时,穗花狐尾藻、金鱼藻、穿叶眼子菜生物量分别下降了40.1%、66.9%、72.8%,而MDA含量分别增加了12.0%、35.9%、28.3%;穗花狐尾藻中SOD、POD、CAT和APX的活性随盐胁迫程度的增加逐渐增大,说明该植物抵抗盐胁迫的抗氧化物酶能力较强,而在60mmol/L浓度时,除金鱼藻中SOD和APX外,穿叶眼子菜和金鱼藻中其它酶的活性均有下降的趋势,该结果表明盐胁迫条件下不同的抗氧化物酶响应机制是黄河三角洲湿地水生植物格局差异的内在生理机制。