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《华东师范大学》 2005年
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崇明东滩湿地生态系统健康评价和芦苇与互花米草入侵的光合生理比较研究

赵广琦  
【摘要】:生态系统健康是近十余年来新出现的极具潜力的研究领域,它是生态系统服务的基础,是环境管理的新目标和新手段。它是研究生态系统管理的预防性的、诊断性的和预兆性的特征,以及生态系统健康与人类健康之间关系的一门综合的科学。生态系统的活力、组织结构和恢复力是生态系统健康概念的核心内容。湿地是界于陆地与海洋之间的独特的生态系统,是人类最重要的环境资本之一。湿地因具有巨大的水文和元素循环功能,被誉为“地球之肾”,因具有巨大的食物网、支持多样性的生物而被看作“生物超市”。 本文系统综述了生态系统健康提出以来的研究成果和动态,分析了生态系统健康的主要研究内容、研究方法及其相关问题,讨论了其未来发展方向。并以地域为评价单元,对每个地域湿地进行单因子和综合评价,揭示崇明东滩湿地生态系统健康状况的空间分布规律,同时对湿地资源开发造成的环境影响进行剖析,为湿地资源的保护与利用提供科学依据。本研究对崇明东滩湿地生态系统的科学管理具有指导意义,同时为我国湿地生态系统的健康评价提供了一种科学的方法。 全球变化中的植物入侵生态学研究正在受到越来越多的关注。同世界各国一样,互花米草(Spartina alterniflora)的入侵生态学研究也已在中国引起重视。本实验为了探索互花米草与本地竞争种的光合生理差异,选择中国典型河口湿地崇明东滩,以互花米草与入侵地的芦苇(Phragmites australis)种群为研究对象,在自然状态和人工控制条件下于光合作用峰值出现的10:00~15:00,用LI-6400便携式光合作用测定仪(Li-cor,Inc.USA)连续对植物净光合速率(Pn,μmol/(m~2·s))、蒸腾速率(Tr,mmol/(m~2·s))、叶片气孔导度(Gs,mol/(m~2·s))、光合有效辐射(PAR,μmol/(m~2·s))、气温(Tl,℃)等指标进行重复观测,并于2004年5、9和11月中旬对它们的光合作用季节动态变化进行了测定。结果表明:(1) 互花米草与芦苇的光响应参数值表现出极显著的差异,互花米草的表观量子效率(AQY)、CO_2羟化效率(CE)、最大净光合速率(P_(max))均高于芦苇;(2) 生长季节初期,互花米草的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率午间变化曲线呈“单峰”型,并与光照、气温的变化基本一致。在其达到峰值时,芦苇则表现出明显的“午休”现象,从而与光照、气温的变化相反;(3) 测定时段下,互花米草的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均高于芦苇,且互花米草对高于1600 μmol/(m~2·s)的强光具有较高的利用能力;(4) 互花米草和芦苇的净光合速率在生长季节活跃期(9月)的月平均值最高,而气孔导度和蒸腾速率在生长季节初期(5月)的月平均值最高,互花米草各指标的平均值在5月和9月显著高于芦苇,而在生长季节后期(11月)则低于芦苇。该项研究有利于解释互花米草生长迅速,生产力高,竞争性强的生理生态学特性,可为互花米草的防治措施提供科学依据。
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