崇明东滩湿地海三棱藨草种群动态对异质生境的生态响应

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长江口滨海湿地是我国最为典型的湿地生态系统之一,也是目前海三棱藨草种群分布面积最广、生态影响最大的区域。海三棱藨草作为长江口滨海湿地的先锋种,具有重要的社会经济价值和生态价值。但由于近年来外来生物入侵、全球气候变化以及人为因素的影响,海三棱藨草生境被迅速地侵占和破坏。本研究以异质环境条件下的海三棱藨草种群动态特征为切入点,综合植物形态特征、生态特性、理化指标与环境因子,开展研究,旨在分析崇明东滩湿地海三棱藨草种群对异质环境的响应特征,以及影响海三棱藨草种群动态的主要因子及其作用机理;采用野外种群交互移植实验,探究海三棱藨草种群对异质生境的适应能力,以期为海三棱藨草的培育与恢复,以及盐沼湿地群落的保护与合理利用,提供科学依据。主要结论如下:1、海三棱藨草随着植株高度的增加,其对有性生殖投资增加;随着种群密度的增加,其对无性繁殖的投资增加。崇明东滩东侧海三棱藨草种群植株较高,结实率也较高;北侧种群单株生长状况稍差,但种群密度高,无性繁殖能力强,但结实率较低。在稳定环境中,海三棱藨草更倾向于增加有性生殖投入,而在干扰较大的环境中,则倾向于更加稳健的无性繁殖策略。受干扰较大环境的影响,海三棱藨草的近海先锋种群的有性繁殖比例较低,依托球茎的克隆繁殖是其实现扩散、拓殖的主要方式;处于稳定生境中的种群单株生长健壮,植株较高,对有性繁殖投入比例也较高。2、处于崇明东滩北、南、东侧的海三棱藨草种群所在生境的土壤生境理化性质存在显著差异,土壤含水率、盐度、总有机碳(TOC)、全氮(TN)、氨态氮(NH4+-N)含量梯度均为:北侧>东侧>南侧;土壤p H梯度则为:南侧>东侧>北侧;土壤全磷(TP)含量梯度为:北侧>南侧>东侧;土壤硝态氮(NO3--N)含量在各个生境中均较低。处于同一方向(北或南或东侧)不同位置生境的土壤理化性质,不存在显著差异。土壤盐度差异可能是造成崇明东滩异质生境内海三棱藨草种群生长繁殖差异的主要原因。在海三棱藨草盐度耐受范围内,一般呈现出:盐度越高,海三棱藨草种群的株高、地上生物量、地下生物量、叶片有效电子效率(Fv/Fm)、叶片最大电子产率(QY max)、种群密度、结实率、种子百粒重、球茎幼芽的抗氧化酶活性越高的趋势;这意味着,在东滩盐沼生境,土壤中含有低水平盐度(<3‰)对海三棱藨草种群的营养生长和繁殖生长表现出促进作用。3、海三棱藨草种群交互移植实验结果表明,每个生境内的原住种群与交互移植来的后进种群的生长和繁殖特征差异不显著;移植后的生境条件差异是影响后进种群生长和繁殖特征差异的主要原因;对海三棱藨草种群而言,处于中间位置的生境是相对稳定的生境,各移植种群在此生长状况均最好;处于偏下位置的近海前沿生境环境胁迫最大,各移植种群在此生长状态不佳。在不同的移植种群中,原本处于偏上位置的后沿种群对各类生境的适应能力最强,其被移植到偏下位置的近海前沿生境后,仍表现出较强的适应能力,各生长和繁殖指标均超过该生境内的原住种群,而且在其他各生境中的生长状况均较好,因此,原本处于偏上位置的后沿种群是稳定适应的种群。移植的海三棱藨草种群在新生境生长过程中,增加土壤全氮含量有利于提高移植的海三棱藨草种群对新生境的适应能力,而盐度则是移植种群生长的重要限制因子之一。
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