收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

南川柳对三峡消落带干湿交替环境的生理生态响应研究

艾丽皎  
【摘要】:三峡库区消落带自然环境复杂多变,冬蓄夏汛水文生态过程形成典型的淹水-落干的干湿交替环境已引起国内外环境生态研究者的广泛关注。目前,在三峡地区资源与环境友好型利用背景下,消落带植被恢复与重建成为库区消落带生态环境治理的重要内容,但如何评价先锋适生植物的标准还存在较大分歧,特别是先锋植物对干湿交替生境的生理生态响应机制更是知之甚少。本研究以消落带植物南川柳(Salix rosthornii)作为研究对象,研究消落带自然环境条件下植被恢复示范区南川柳生态位特征、植物群落以及抗性生理指标响应机制,揭示南川柳在自然生境下植物群落及抗性生理指标的变化规律;在室内条件下,借助盆栽模拟实验,模拟干旱和水淹胁迫条件,分析南川柳抗性生理指标和光合作用特征适应机制,探讨南川柳对干旱、水淹胁迫的生理生态响应及光合作用特征的适应机制,为三峡库区消落带植被恢复与重建工作中适生植物的筛选提供理论依据。 通过野外样方调查,研究了重庆主城石门段消落带植被恢复示范区主要优势种植物优势度、生态位特征。结果表明,石门消落带示范区主要优势植物种南川柳、秋华柳、中华蚊母、卡开芦、野青茅、甜根子草、扁穗牛鞭草、水苦荬的生态位宽度分别在乔、灌、草本层中占有优势地位;各层次生态位重叠表现为草本层>乔木层>灌木层,表明该示范区内植物生态位重叠度较大,分化不明显,种间竞争激烈。通过南川柳与其它39种主要植物种的生态位宽度及生态位重叠值分析比较,表明南川柳在乔木层占据绝对优势,具有较强的耐淹水能力,在消落带不同高程带均可以种植,能与其他灌木及草本植物形成优势群落。 根据三峡库区重庆主城段消落带冬蓄夏汛的水文生态过程,研究了典型的冬季蓄淹水没和夏季汛期淹水对消落带不同高程土著种植物南川柳的盖度、基径和株高等生物学特征及其物种多样性格局的影响。结果表明:冬季水淹胁迫显著增大了172m高程南川柳平均盖度与株高和175m平均株高(P<0.05),而对于两高程基径影响均未达到显著水平(P>0.05)。夏季水淹胁迫后,172m高程南川柳平均盖度显著降低(P<0.05),而对于基径和株高影响较小(P>0.05);175m高程南川柳生物学特征变化均未达到显著水平(P>0.05)。经过冬季和夏季淹水,172m高程物种Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数先增大后降低,而175m则出现相反变化趋势;172m高程Simpson优势度指数显著增大(P<0.05),而175m仅冬季淹水后显著增大(P<0.05)。就淹水后生物特征短时效而言,南川柳可以有效地作为三峡消落带植被恢复的适生物种,为降低夏季淹水后由泥沙堆压造成的物理胁迫,需要适当的人为管护。 在野外原位条件下,研究了夏季汛期水淹过程(淹水时长、淹水频率和淹水深度)对不同高程带南川柳抗性生理指标的影响。在2012年夏季汛期观测到了具有明显特征的干湿交替过程总共有两次,初次淹水时长持续35天,第二次则只持续了5天。研究结果表明,172m南川柳RWC和EL值经历初次水淹后迅速增大而后降低,而175m和对照组分则出现逐渐降低的趋势;172m和175m高程带南川柳MDA含量先增大后降低,对照组分则是逐渐升高;南川柳脯氨酸含量的变化趋势也大致呈先增大后降低的变化规律,172m高程是逐渐增大的;南川柳抗氧化酶活性变化趋势不是同步统一的,这可能与各种抗氧化酶的作用机制、植物体的反馈调节及消落带高温伏旱条件密切相关。总体而言,夏季汛期水淹对低高程消落带植物南川柳的逆境胁迫作用较为明显,对于中上部的影响不是很显著。此外,库区夏季的高温伏旱胁迫对于消落带上部南川柳的胁迫作用较为显著,这也表明消落带植物南川柳的生理响应是由消落带夏季汛期干湿交替胁迫和高温伏旱胁迫共同作用的结果。 为了探明消落带植物南川柳的耐旱特性,在盆栽条件下,对南川柳1年生幼苗采用控水方式进行干旱胁迫处理,同时设置对照组进行正常灌溉,测定叶片相对含水量(RWC)、电解质渗漏(EL)、丙二醛(MDA)等一系列与植物耐旱能力相关的生理指标以及抗氧化性酶活性的变化。结果表明:在干旱胁迫下南川柳幼苗叶片具有较强的水分保持能力,并且在复水后有相对较快的恢复能力;10天和20天的干旱胁迫对南川柳叶片电解质渗漏的影响与对照相比差异不显著,随胁迫时间的持续,EL和MDA都显著升高(P<0.05)。在干旱胁迫下,实验组分南川柳叶片脯氨酸含量大致呈递增趋势,并且在干旱处理40天达到最大值,表明南川柳对于干旱胁迫的适应能力约为40天。南川柳幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性整体呈先升高后降低的趋势,其中CAT对胁迫最为敏感,而POD响应相对较为缓慢;在复水20天后3种酶活性有所恢复,但均未恢复到对照的水平。模拟研究了三峡库区消落带水分变化特征对南川柳幼苗光合作用特征的影响,干旱处理对于南川柳净光合速率具有抑制作用,形成显著的的负响应能力,但由于逆境胁迫干扰强度的差异,净光合速率并不能很好地表达各处理组分之间光能合成响应能力的大小。南川柳幼苗净光合速率受到多种因素的综合影响,对不同干旱胁迫处理表现出来的净光合响应能力,与其光合气体交换参数和资源利用效率密切相关,发现南川柳净光合速率与蒸腾速率、表观CO2利用效率和叶片相对含水量呈现显著正相关(P<0.05);与气孔导度显著相关(P<0.05);与胞间CO2浓度呈显著负相关(P<0.05),与水分利用效率并无显著相关性(P>0.05)。 通过室内模拟水淹胁迫实验,结果表明,只有淹水持续时间达到一定阈值时,不同水淹深度对于南川柳叶片含水率才能产生显著影响。南川柳EL对于水淹深度70cm较为敏感,对于40cm较为适应。在水淹胁迫下,南川柳耐水淹的极大值为持续淹水30天。南川柳MDA含量对于水淹时间具有较广的生态幅,水淹深度越大,MDA含量越高。在水淹持续时间20天内,南川柳脯氨酸含量较高。从南川柳叶片抗氧化酶活性来看,淹水30天并未是南川柳最大的耐淹水时长,当淹水深度较大时,植株才会通过抗氧化酶系统来进行生理生化调节,以适应水淹胁迫对植株造成的伤害。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 宋宝莉;何东;;基于生态位理论的产业链延伸研究——以郫县豆瓣产业为例[J];科技管理研究;2011年13期
2 王刚,赵松岭,张鹏云,陈庆诚;关于生态位定义的探讨及生态位重叠计测公式改进的研究[J];生态学报;1984年02期
3 张远东,潘晓玲,顾峰雪,单延龙;阜康荒漠植被灌木与半灌木种群生态位的研究[J];植物生态学报;2001年06期
4 李,朱金兆,朱清科;生态位理论及其测度研究进展[J];北京林业大学学报;2003年01期
5 王勤花,巨天珍,索安宁,张俊华;基于养分资源轴的锐齿栎林主要种群生态位研究[J];西北师范大学学报(自然科学版);2005年06期
6 王德利,张宝田,祝玲;东北草地羊草种群生态位的研究[J];东北师大学报(自然科学版);1995年01期
7 谢强,覃干超,黄家林;元宝山冷杉群落主要木本种群的生态位分析[J];广西师范大学学报(自然科学版);1998年02期
8 刘新民,陈海燕,乌宁,郭砺;腾格里沙漠生态系统不同固沙方式下昆虫群落的生态位分异研究[J];中国沙漠;2002年06期
9 王志高,王孝安,肖娅萍;太白红杉群落优势种的生态位研究[J];西北植物学报;2003年10期
10 楚光明,潘存德,晋瑜,王梅,何江成,蒙敏;克拉玛依农业综合开发区外围荒漠植被主要植物种的生态位分析[J];新疆农业科学;2005年01期
11 郝锋;李医民;;模糊生态位再探[J];江苏大学学报(自然科学版);2005年S1期
12 张林静,岳明,张远东,顾峰雪,潘晓玲,赵桂仿;新疆阜康绿洲荒漠过渡带主要植物种的生态位分析[J];生态学报;2002年06期
13 张林静,岳明,赵桂仿,张远东,顾峰雪,潘晓玲;不同生态位计测方法在绿洲荒漠过渡带上的应用比较[J];生态学杂志;2002年04期
14 孟东平;王翠红;辛晓芸;张金屯;;汾河太原段水体浮游藻类生态位的研究[J];环境科学与技术;2006年10期
15 李健;金占明;;基于生态学理论的产业集群发展[J];科学学研究;2006年S2期
16 王文林;唐晓燕;胡孟春;王国祥;;人工重建的水生植物群落演替动态研究[J];长江流域资源与环境;2009年09期
17 袁庆华,蒋文兰;草地蛴螬种群空间生态位研究[J];甘肃科学学报;1995年01期
18 骆东玲,张金屯,陈林美;白羊草群落优势种群生态位研究[J];山西大学学报(自然科学版);2003年01期
19 赵永华,雷瑞德,何兴元,贾夏;秦岭锐齿栎林种群生态位特征研究[J];应用生态学报;2004年06期
20 孙果宋;黄科林;;循环经济中工业生态产业链构建——以广西优势资源木薯为例[J];化工技术与开发;2006年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈铁帅;;开发三峡库区气候资源建三峡库区蔬菜示范基地[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
2 唐红梅;刘厚成;陈洪凯;;基于尖点突变模型的三峡库区岸坡稳定性演化[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
3 师哲;金中武;;三峡库区河段泥沙灾害与岸线整治工程研究[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年
4 刘亮;;对三峡库区短途客(渡)船安全管理的思考[A];海船进江与航行安全保障论文集[C];2003年
5 程均福;刘力;冯铃铃;;三峡库区肾综合征出血热监测[A];第七次全国肾综合征出血热学术会议论文汇编[C];2006年
6 王平;粟剑;彭祥伟;;三峡库区肉牛发展模式探讨[A];第三届中国牛业发展大会论文集[C];2008年
7 舒为群;黄玉明;罗财红;曹佳;;三峡库区蓄水前后水中持久性有毒物质的污染现况及变化趋势[A];持久性有机污染物论坛2009暨第四届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2009年
8 余章华;;三峡库区老年意识对全面建设小康社会的影响[A];中国老年学学会2006年老年学学术高峰论坛论文集[C];2006年
9 陈仕平;;南川中蜂特色产业发展现状、优势与目标[A];第四届重庆饲料工业暨养殖行业发展战略研讨会论文集[C];2008年
10 王国鼎;杨丽辉;曾仁庚;;缩短三峡库区桥梁长度节省建桥投资的研究[A];二○○○年湖北省桥梁学术讨论会论文集(下册)[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 艾丽皎;南川柳对三峡消落带干湿交替环境的生理生态响应研究[D];南京林业大学;2013年
2 程瑞梅;三峡库区森林植物多样性研究[D];中国林业科学研究院;2008年
3 吴昌广;气候变化背景下三峡库区植被覆盖动态及其土壤侵蚀风险研究[D];华中农业大学;2011年
4 袁宗祥;三峡库区水上交通安全监管与应急方法研究[D];武汉理工大学;2012年
5 熊兵;三峡库区水上交通安全控制与应急管理研究[D];武汉理工大学;2011年
6 刘雪梅;三峡库区万州区地貌特征及滑坡演化过程研究[D];中国地质大学;2010年
7 缪海波;三峡库区侏罗系红层滑坡变形破坏机理与预测预报研究[D];中国地质大学;2012年
8 徐平;三峡库区涉水滑坡体稳定性的可靠度研究[D];长安大学;2011年
9 李德营;三峡库区具台阶状位移特征的滑坡预测预报研究[D];中国地质大学;2010年
10 雷光宇;三峡库区涉水土质滑坡稳定性分析及处治技术研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡丽;三峡库区小城镇资源集聚与配置途径研究[D];重庆大学;2004年
2 周建华;三峡库区城镇迁建的生态学对策与方法研究[D];西南农业大学;2001年
3 温熙胜;三峡库区坡耕地农林复合种植模式与效益研究[D];西南农业大学;2004年
4 王宏;三峡库区初中学生生活质量及其影响因素研究[D];重庆医科大学;2005年
5 兰峰;三峡库区富营养化趋势分析[D];西南师范大学;2005年
6 尚志杰;重庆市三峡库区设施栽培温室降温系统的研究[D];西南农业大学;2005年
7 林晓;长江三峡库区滑坡体土地开发模式研究[D];中国地质大学(北京);2005年
8 殷艳;三峡库区万州生态城市建设研究[D];西南大学;2005年
9 杨铭;长江三峡库区载货汽车滚装运输发展与对策研究[D];长安大学;2005年
10 闫冬梅;三峡库区边坡稳定性评价决策支持系统的研究与实现[D];武汉理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 首席记者 聂飞 实习生 卢晓溪;打造优秀旅游城区 南川40亿“美容”[N];重庆商报;2010年
2 罗文;森林南川:先建机制 再造森林[N];重庆日报;2010年
3 记者 颜安;“蜂”舞南川 3000余农户“甜蜜”致富[N];重庆日报;2010年
4 夏武;南川百名干部进百企解百难[N];中国纪检监察报;2011年
5 本报记者 罗成友 实习生 杨蕾歆;南川:“双美”建设缩小城乡宜居差距[N];重庆日报;2011年
6 夏武 董莎莎;南川:网络问政促城市蝶变[N];中国纪检监察报;2011年
7 全国政协委员 韦云隆;关注三峡库区水环境[N];人民政协报;2003年
8 望作信、彭淦;三峡库区航路改革拉动沿江[N];中国交通报;2006年
9 记者 方科;广东支援我市三峡库区已到位资金6.1亿元[N];重庆日报;2006年
10 特约记者 望作信 通讯员 王焕章 刘欣伟 邹光明 周会;三峡库区强制消除船舶污染隐患[N];中国水运报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978