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湿地生态保护与恢复是当前全社会关注的热点问题之一。其中,通过人工方法恢复沉水植物已经逐渐发展成为进行湖泊水库等退化湿地生态系统恢复的重要方法和途径之一。目前,我们对恢复过程中非生物环境因子对沉水植物建植的影响的了解还相当缺乏。本文选择在长江中下游湿地恢复中常采用的3种主要沉水植物,即:穗状狐尾藻(Myriophyllumspicatum L.)、伊乐藻(Elodea nuttallii(Planch.) H. St. John.)、苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)为研究对象,采用室内控制实验,从生理生态学角度研究光照、营养、水位、温度等环境因子对沉水植物建植过程的影响,并就环境因子的变化对植物形态变化、生物量、克隆数量及相关生理特征指标的影响进行了研究,初步阐明了非生物环境因子与沉水植物生态恢复过程的相互关系。研究结果表明:1、在正负100cm的水位振幅下,植株把更多的生物量分配给根部,而产生较少且长的侧枝。在正负50cm水位振幅、高基质营养条件下促进了植株的生长。在高营养基质条件下可以产生更多的自动断枝,但在高水位波动条件下显著减少。研究结果表明,基质营养水平和水位波动对穗状狐尾藻的生长和繁殖具有显著的影响,基质营养的增加促进了植株营养的吸收从而更好的生长繁殖。在沉水植物恢复中,特别是在高基质营养生境中适当的水位波动控制非常重要。2、穗状狐尾藻和伊乐藻“育床”的建群对苦草种子的恢复有正效应,但是在高密度(密集)固着根茎直立分支植物群落处理下,其恢复效应显著降低。表明运用一定密度的“育床”有助于沉水植物物种稳定和成功重建,建议在未来沉水植物恢复工程中应该更多的重视多物种组合的恢复方式。3、水下光照补偿能够提高苦草幼苗的存活率,对幼苗的总生物量、平均单株生物量和产生的克隆株数也具有显著的促进作用。通过水下光照补偿,苦草幼苗的叶片数、叶长及叶宽均有所增加,并且此趋势随着光照强度的增强而增加。由于水体浊度的影响,对照组幼苗叶片的叶绿素含量减少,并且叶绿素a、叶绿素b比值降低。而通过水下补光,幼苗叶片的SOD酶和POD酶酶活性有所升高,结果说明水下补光未能增加幼苗叶片内的活性氧。研究结果表明了水下光照补偿对苦草幼苗的存活、生长及叶片生理指标有一定的促进作用。因此,水下光照补偿系统可以作为沉水植被生态恢复有效途径之一。4、升温和CO2浓度升高均对苦草的光合作用、生长和克隆繁殖有显著的影响。CO2浓度升高促进苦草单株生物量增加,而升温却使其降低,表明苦草在升温条件下有个体小型化的趋势;CO2浓度升高有利于苦草匍匐茎的伸长和鳞茎数量的增加;在CO2浓度升高的条件下,苦草倾向于将更多的生物量分配到匍匐茎、鳞茎和根中,而减少叶的生物量分配比率。研究结果初步揭示了在全球变化背景下,升温和CO2浓度升高可能显著改变苦草的生理生态过程和生长特性,进而可能影响其在水生植物群落中的竞争能力和地位。