论文部分内容阅读
疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)因三峡工程修建失去了其在三峡库区的全部生境地而成为了濒危物种,现仅在三峡大坝和向家坝下游长江干流的河滩地有少量的种群幸存。目前残存种群存在幼苗稀缺、更新障碍的严重问题。受三峡—葛洲坝梯级电站人工调节和河流的影响,残存生境地的水位消涨节律和土壤水分含量出现了明显的变化:水位在秋季消退进程加快,在冬季枯水期水位严重下降,并由此导致土壤地下水位和含水量的下降。本文通过研究疏花水柏枝残存种群种子库活力、种子萌发及幼苗生长、恢复生长阶段的光合生理、枝叶功能性状及其异速生长关系等生态学特性及其与水生态环境的关系,并结合残存种群生境地的水文变化规律,分析了水生态环境变化对残存种群更新和植株生长的影响,以揭示水生态环境的变化对该物种残存种群更新和植株生长的影响机制。结果显示:(1)种子库种子活力随着储藏时间的延长而显著下降,储藏15天时种子的萌发率只有10.9%,比储藏0天的萌发率低79.8%。土壤含水量对种子库持久性有着显著的影响,种子库的种子活力随着土壤含水量的增加而降低。土壤水分0%处理水平的萌发率比10%处理水平高105.3%。(2)土壤地下水位对种子萌发和幼苗生长有显著影响,比较适宜疏花水柏枝种子萌发和幼苗生长的土壤地下水位为-10cm至-15cm,种子萌发率、幼苗存活率和幼苗的地上、地下生物量等均在土壤地下水位为-10cm或-15cm的处理水平时最高。其中土壤水位-10cm处理水平的种子萌发率分别比0cm和-20cm高16.8%和166.7%,幼苗存活率分别高14.1%和9.2%,地上生物量分别高116.7%和82.0%。而主根长则以-15cm处理水平最高,比最小值(0cm处理水平)高49.8%。(3)疏花水柏枝残存种群植株的光合生理活动在水淹过后的生长恢复阶段有一个快速增长的过程,其后逐步下降。消涨梯度对残存种群的光合生理活动也有显著影响,分布于高海拔的植株的光合生理活动显著高于分布于中、低海拔的植株。残存种群植株光合色素含量在生长恢复阶段以及整个生长期的变化与植株光合生理活动的变化呈相同的变化趋势。相关性分析表明,植株的大多数光合生理参数和植株光合色素含量与长江水位的变动、出露时间、植株分布的海拔梯度等存在着显著相关性。(4)疏花水柏枝的枝叶功能性状随生长恢复时间呈不同的变化格局,最长二级枝长度随生长时间的延长先快速增加后趋于平缓,株高、二级枝数和枝叶含水量均为随着恢复生长时间的延长呈先增加后降低的规律,但在各恢复生长时间中均无显著差异。受人工调节水位涨落格局的作用,枝叶性状在消涨梯度间具有明显的差异。相关性分析表明,枝叶的生长状况与生境地水位消涨梯度和由水位消涨格局改变引起的土壤含水量及起始恢复生长时间存在十分显著的相关性。(5)植株枝叶数量和枝叶体积在恢复生长的前30天处于快速生长阶段,枝叶的形成与发育是该阶段植株生长与投资的重点。其后枝叶数量的增加逐渐减慢,枝叶体积仍保持稳定增长,与枝叶重量呈等速生长关系。植株的投资策略随恢复生长的进程由“快收益”向“慢收益”转变。枝叶的生长关系在不同消涨梯度间有着明显差异。植株的投资策略随着消涨梯度的降低投资重点由枝叶体积和枝叶含水量转变为叶片数,由“慢收益”转变为“快收益”。综上所述,疏花水柏枝种子库的持久性和种子萌发与幼苗生长与地下水位密切相关,残存种群植株的光合生理、幼苗构件形成和生长关系与长江水位消涨显著相关。大型水利水电工程对河流的调节改变了疏花水柏枝残存种群生境地水位消涨格局和土壤含水量,并因此而影响到该物种残存种群的种群更新和植株生长。