李曉宇,劉興土,李秀軍,張繼濤,文波龍
(中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,中國(guó)科學(xué)院濕地生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林 長(zhǎng)春130102)
濕地是自然界生物多樣性最富有的生態(tài)景觀和人類(lèi)最重要的生存環(huán)境之一。它具有環(huán)境調(diào)節(jié)、物種基因保護(hù)及資源利用、氣候調(diào)節(jié)、凈化水質(zhì)等多項(xiàng)生態(tài)功能,被譽(yù)為“自然之腎”、“生物基因庫(kù)”和“人類(lèi)文明的搖籃”。近年來(lái),由于受自然環(huán)境變化及人類(lèi)活動(dòng)干擾的影響,濕地面積在不斷地減少,功能也在逐漸退化,甚至喪失。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界已有53%的濕地消失[1]。我國(guó)濕地資源極其豐富,其面積位居世界第四位[2],但同時(shí)也面臨著濕地面積銳減的問(wèn)題,許多地區(qū)由于降水減少和蒸發(fā)量增大,濕地水位不斷下降而退化萎縮[3]。例如,三江平原的洪泛濕地面積在過(guò)去的50年內(nèi)已經(jīng)下降了80%[4]。2004年第七屆國(guó)際濕地會(huì)議提出,恢復(fù)和重建受損濕地是當(dāng)前國(guó)際濕地科學(xué)的研究熱點(diǎn)。合理恢復(fù)和重建具有多重功能的濕地,對(duì)改善生態(tài)環(huán)境也具有重要意義。
松嫩平原西部蘆葦(Phragmitesaustralis)沼澤濕地屬于半干旱半濕潤(rùn)氣候,其降雨量低、蒸發(fā)量高是典型的氣候特征,同時(shí)土壤鹽堿化嚴(yán)重。因此水源的補(bǔ)給對(duì)蘆葦濕地恢復(fù)是至關(guān)重要的因素。遵循“鹽隨水來(lái),鹽隨水去”的特點(diǎn)[5],通過(guò)恢復(fù)地表徑流,增加濕地水量進(jìn)而淋洗鹽堿成分,以達(dá)到改善濕地水土環(huán)境,增加生物多樣性和增強(qiáng)濕地生態(tài)功能的目的。而目前國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求以及糧食增產(chǎn)需要都離不開(kāi)水資源以及引水工程,這些需求勢(shì)必與濕地恢復(fù)的用水產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng),在平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和濕地恢復(fù)重建的用水需求,節(jié)約濕地恢復(fù)用水是必要且重要的途徑。
蘆葦是重要的大型濕地植被,屬于多年生根莖型禾本科植物。它是世界廣布種,具有很強(qiáng)的生境適應(yīng)性[6-7]。由于蘆葦資源在提供造紙、編席、建房等原材料以及去除污染物、凈化水質(zhì)[8-9]、增加棲息地生物多樣性[5]等方面發(fā)揮著重要的作用,因此備受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。松嫩平原是中國(guó)內(nèi)陸鹽堿濕地分布較為集中的區(qū)域之一,各類(lèi)鹽堿濕地面積約160×104hm2[10],其中鹽堿化蘆葦濕地面積約30×104hm2[11-12]。鹽堿化的蘆葦濕地經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期缺水退化演變?yōu)閴A斑地,使?jié)竦厣鷳B(tài)結(jié)構(gòu)受到破壞,生態(tài)系統(tǒng)功能喪失?;謴?fù)鹽堿蘆葦濕地不僅可以提高濕地的面積率,還能阻止土壤鹽堿化的進(jìn)一步惡化。
許多研究從不同角度報(bào)道了蘆葦對(duì)不同水文活動(dòng)的響應(yīng)和適應(yīng)研究[13-29]。水文活動(dòng)主要為地表積水[13]、淹水深度[14-15]、地下水埋深[16]、不同生境[17-18]等角度,研究表明蘆葦對(duì)淹水和干旱條件均有一個(gè)最佳的生長(zhǎng)水位值,分別為5~20cm的水層[19]和10cm的地下水埋深[16],超出這兩個(gè)水位,對(duì)蘆葦生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。蘆葦種群密度隨著水位的增加而呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)[20]。水文的微弱改變就可以導(dǎo)致濕地植被群落的明顯改變[21],扎龍和向海濕地生境旱生化時(shí),蘆葦沼澤植被將向羊草(Leymuschinensis)草甸草原植被方向演替,濕生化過(guò)程中植被演替方向則相反[22]。以上研究多數(shù)集中在淡水濕地蘆葦群落的分布格局、生態(tài)特征、對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)等等[22],而關(guān)于內(nèi)陸鹽堿蘆葦濕地的報(bào)道很少,也少有報(bào)道關(guān)于蘆葦發(fā)育過(guò)程中分段補(bǔ)水的研究?;谒赡燮皆鞑葵}堿濕地的氣候、土壤和水文條件,本文在蘆葦?shù)牟煌l(fā)育期進(jìn)行不同頻率干濕交替,通過(guò)調(diào)查其生物量、光合生理、鹽離子濃度變化來(lái)研究蘆葦在不同頻率干濕交替作用下的恢復(fù)生長(zhǎng)能力和探討退化蘆葦濕地恢復(fù)的生態(tài)用水方法,尋找適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)補(bǔ)水關(guān)鍵期,可以達(dá)到節(jié)約用水并成功恢復(fù)蘆葦種群生長(zhǎng)的共同效果。
本研究所用蘆葦選自松嫩平原西部牛心套保退化蘆葦沼澤濕地。該蘆葦場(chǎng)地理坐標(biāo)為45°13′N(xiāo),123°21′E,屬中溫帶半干旱季風(fēng)氣候,平均降水量412.7mm,年平均蒸發(fā)量為1696.9mm,年總輻射量525.9 kJ/cm2,≥10℃年活動(dòng)積溫2921.3℃,無(wú)霜期平均為137d,土壤為鹽化沼澤土和堿土。由于大氣降水量少,蒸發(fā)量大,曾經(jīng)退化為鹽堿草地和堿斑地(2002年)。從2002年至2013年,該區(qū)已恢復(fù)了大面積退化的蘆葦沼澤,主要通過(guò)霍林河和洮兒河引水補(bǔ)給。由于微地貌不同,該片濕地既有長(zhǎng)期處于高水位的恢復(fù)蘆葦濕地,也有仍舊處于長(zhǎng)期缺水而退化的蘆葦草甸。我們選擇了保留在高地的退化蘆葦斑塊,2012年5月初,挖取20cm3見(jiàn)方的葦墩,以及下層的鹽堿土,運(yùn)回長(zhǎng)春中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,用于盆栽控制實(shí)驗(yàn)。
在中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所的實(shí)驗(yàn)園區(qū)的溫室內(nèi),將鹽堿土混勻后填入直徑30cm,高35cm的硬塑桶內(nèi),在其上放置挖取的葦墩,再用鹽堿土將空隙填滿(mǎn),最后土層厚度約為25cm。保證所有盆栽的重量一致。在所有盆栽裝好后,灌地下水,幫助蘆葦恢復(fù)生長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)持續(xù)兩年,起始時(shí)間為每年的6月初至10月初。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后2012年測(cè)試了各處理的株高、地上生物量,地下的根莖及根保留過(guò)冬,第二年在蘆葦返青后重復(fù)相同的實(shí)驗(yàn)處理,2013年測(cè)試地上和地下生物量、光合作用、株高和地上地下器官的鹽離子含量。由于交替處理的影響,可能使蘆葦?shù)奈锖蚱诎l(fā)生改變,實(shí)驗(yàn)中將按照不同月份處理,來(lái)區(qū)分蘆葦?shù)纳凇?/p>
本研究設(shè)置4個(gè)試驗(yàn)組,共13項(xiàng)干濕處理,每項(xiàng)處理3次重復(fù)。所有處理中,濕潤(rùn)的標(biāo)準(zhǔn)為水位始終保持0~5cm;干旱標(biāo)準(zhǔn)為土壤含水量始終保持為田間持水量的35%~40%;淹水標(biāo)準(zhǔn)為水位始終保持高出土壤表面10cm。為避免雨水干擾,實(shí)驗(yàn)過(guò)程均在溫室大棚內(nèi)進(jìn)行,并保持通風(fēng),與室外溫度一致。
對(duì)照組A為無(wú)任何干濕交替作用(表1),生長(zhǎng)季長(zhǎng)期濕潤(rùn)(A1)、長(zhǎng)期干旱(A2)、長(zhǎng)期淹水(A3)。試驗(yàn)組B為1次干濕交替:在6月苗期(B1)、7月孕穗期(B2)、8月花期(B3)、9月灌漿期(B4)分別作為干旱和淹水的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。由干旱向淹水轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后蘆葦一直為淹水狀態(tài)。試驗(yàn)組C為2次干濕交替:在苗期(C1)、孕穗期(C2)、花期(C3)、灌漿期(C4)分別淹水處理,其他生育階段做干旱處理。試驗(yàn)組D為4次干濕交替:在苗期和花期淹水,孕穗期和灌漿期干旱(D1);在苗期和花期干旱,孕穗期和灌漿期淹水(D2)。在C組和D組,由于有濕向干轉(zhuǎn)變的狀態(tài),我們利用針筒吸干實(shí)驗(yàn)桶內(nèi)的水分,保證無(wú)水層積在土壤表層,而慢慢通過(guò)蒸發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊禒顟B(tài)。
表1 干濕交替設(shè)計(jì)Table 1 Dry-wet alternation design
在生長(zhǎng)季結(jié)束后(10月上旬),每個(gè)處理選取7~10棵蘆葦個(gè)體,測(cè)量其絕對(duì)高度,即為株高。所有處理的蘆葦進(jìn)行收割,2012年取蘆葦?shù)厣仙锪浚?013年取地上和地下生物量,反復(fù)用地下水沖洗地上和地下器官后于105℃殺青15min后在70℃恒溫烘至恒重,并記錄地上和地下的生物量。
在蘆葦生長(zhǎng)最旺盛的8月份,選取植物完全展開(kāi)的新生葉片,利用L6400XT便攜式光合儀(LI-6400XT,Li-Cor,Inc.,Lincoln,NE,USA)測(cè)試凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率等指標(biāo)。每盆測(cè)3片,每個(gè)處理共測(cè)試9片。測(cè)試時(shí)間為上午9:00—11:00。本測(cè)試采用LED紅藍(lán)光源,模擬光強(qiáng)為1200μmol/(m2·s)。凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率的單位分別為μmol CO2/(m2·s),mmol H2O/(m2·s),μmol/mol和 mol H2O/(m2·s)[30]。
分別取各干樣品100mg,用10mL去離子水沸水條件下浸提60min,浸提液用來(lái)測(cè)各種離子含量[30]。其中陽(yáng)離子Na+、K+和 Mg2+采用原子吸收分光光度計(jì)(TAS-990,Purkinje General,北京)法測(cè)試;陰離子Cl-、H2PO4-和SO42-用離子色譜(DX-300)法測(cè)試。
采用SPSS 13.0(SPSS Inc,Chicago,IL,USA)和Excel 2003對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖,結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,應(yīng)用單因素方差分析(ANOVA)和二因素方差分析分別對(duì)株高、生物量、光合數(shù)據(jù)和陰陽(yáng)離子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用最小顯著差數(shù)法(LSD)和Tukey固定極差法分別進(jìn)行多重比較,顯著水平為0.05。
干濕交替顯著影響蘆葦?shù)闹旮撸≒<0.05)。在兩年的測(cè)量數(shù)據(jù)中,干旱處理A2株高最低,并且在連續(xù)的干旱下,其2013年株高僅為28.82cm,比2012年降低了45.62%;A3最高,高于80cm,2013年略有降低,但不顯著。由于盆栽的桶容積有限,因此各處理的蘆葦生長(zhǎng)比自然濕地條件下要低,但是不影響我們對(duì)不同干濕交替之間的蘆葦生長(zhǎng)的對(duì)比。其他B、C、D組的蘆葦株高都未超過(guò)A3。B組中,補(bǔ)水時(shí)間隨著蘆葦發(fā)育階段的推后,其株高呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。C組在2012年,7月份(C2)內(nèi)淹水優(yōu)于6月份(C1),2013年不同月份淹水則對(duì)株高沒(méi)有顯著影響。D組內(nèi),有D2比D1高的趨勢(shì),但不顯著(圖1)。
干濕交替顯著影響蘆葦?shù)牡厣虾偷叵缕鞴俚纳锪浚≒<0.05)。2012年的處理中,A3地上生物量最高,但在2013年,D2的地上和地下生物量最高,地上地下生物量分別為30.8和52.8g。地上生物量為A1、A2、A3的1.8、10.3、2.4倍,地下生物量分別為A1、A2、A3的2.0、4.9、1.9倍,A2的生物量最低。B組,隨著蘆葦生育期發(fā)展,補(bǔ)水時(shí)間越滯后(圖2),生物量積累越低,地上與地下趨勢(shì)一致,B1的生物量高于B組其他。C組,干旱條件下,補(bǔ)水后生物量的積累呈先增加后降低趨勢(shì),最高值出現(xiàn)在7月份(C2),6、8和9月的地下生物量差別不大,8、9月地上生物量偏低。D組,D2蘆葦?shù)牡厣系叵律锪匡@著高于D1。在D2處理中,6和8月份淹水處理能顯著提高蘆葦?shù)纳锪?,高于其他各處理,分別比第二高生物量(B1)提高24.2%和28.2%。
圖1 干濕交替作用下蘆葦生長(zhǎng)季末的株高Fig.1 Reed height at the end of growing season under dry-wet alternation
圖2 干濕交替作用下蘆葦生長(zhǎng)季末的生物量Fig.2 Reed biomass at the end of growing season under dry-wet alternation
由于8月份是蘆葦?shù)纳L(zhǎng)旺盛期,因此選擇8月份的光合指標(biāo)對(duì)比不同處理下,蘆葦?shù)墓夂夏芰Σ町?,結(jié)果表明干濕交替顯著影響蘆葦?shù)墓夂纤俾实戎笜?biāo)(P<0.05)。
各處理間的光合速率具有顯著的差異(圖3)。A組中,A3具有最高的光合速率,A2最低,僅為A3的54.1%。B、C、D組的干濕交替處理,沒(méi)有顯著超過(guò)A3的光合速率,但是其中B2和D2的光合速率值與A3相似,具有較高的值。B組中,隨著補(bǔ)水期延后,光合速率先增加后降低,B2即7月份補(bǔ)水具有最高的光合速率,比最低的B4高89.8%。我們可以推測(cè),蘆葦濕地由干旱脅迫到淹水脅迫的轉(zhuǎn)換中,蘆葦具有更高的光合能力,即在退化蘆葦進(jìn)行補(bǔ)水恢復(fù)后,蘆葦比較容易恢復(fù)生長(zhǎng),其光合速率值高于單一的干旱脅迫A2。C組C2光合最高,比最低的C4高96.5%。D組光合值與株高和生物量相似,D2高于D1,約74.0%。
圖3 干濕交替作用下蘆葦?shù)墓夂纤俾?、氣孔?dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率Fig.3 Photosynthesis(Pn),stomatal conductance(gs),intercellular CO2concentration(Ci)and transpiration rate(E)of reeds under dry-wet alternation
A、B、C、D各組氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的數(shù)值與光合速率具有完全一致的變化趨勢(shì),即A組A2的值最低,B組B2最高,C組C2最高,D組D2最高。但不同的是B2、C2、D2的值高于A3。隨著補(bǔ)水時(shí)間的推后,光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率呈先增加后降低趨勢(shì),表明7月份的補(bǔ)水促使蘆葦在生長(zhǎng)旺盛期具有最高的光合能力。胞間CO2則無(wú)顯著的規(guī)則性趨勢(shì)(圖3)。
二因素方差分析結(jié)果顯示,干濕交替和器官對(duì)Na+、K+和NO3-均有顯著性影響,而對(duì) Mg2+、H2PO4-和Cl-的影響無(wú)顯著性(表2)。
表2 蘆葦離子含量的二因素方差分析檢驗(yàn)表Table 2 Two factors analytical study of ions in reed
A組,A2蘆葦?shù)厣掀鞴俚腘a+含量低于A1和A3,地上器官則相反。B組,隨著淹水時(shí)間推后,地上器官Na+含量增加,B1的Na+最低,這與生物量和株高趨勢(shì)相反;地下器官的Na+無(wú)顯著規(guī)律性變化。C組地上器官的Na+含量也大致呈增加趨勢(shì),在生長(zhǎng)后期補(bǔ)水,地上器官的Na+含量是早期補(bǔ)水的2倍,其中C2的Na+最低,與C組的株高和生物量變化趨勢(shì)也相反。同樣地下器官的Na+有增加趨勢(shì)。D組,D2的Na+含量比D1高,地下器官無(wú)顯著差別。4組中,D組無(wú)論地上或者地下器官其N(xiāo)a+含量最低,B和C組高于A和D組(表3)。
在所有干濕交替處理中,蘆葦?shù)厣掀鞴俸偷叵缕鞴俚腒+和NO3-無(wú)顯著差別(D組除外)。D組的K+和NO3-含量較低,在4組處理中,1次干濕交替的B組K+含量最高,A組NO3-含量較高。
表4 各干濕交替處理下的蘆葦生物量的根冠比Table 4 Root-shoot biomass ratio of reed under different dry-wet alternations
水位變化對(duì)植物種群生物量及其分配的影響與物種有關(guān)[24-25],各物種在其最適宜的水位下或者水文條件下生長(zhǎng),會(huì)獲得最佳生物量。在蘆葦整個(gè)生長(zhǎng)季濕潤(rùn)或者淹水條件均比干旱條件下具有顯著增加的株高和生物量,這一結(jié)論符合蘆葦在地上水層為5~20cm區(qū)間時(shí)具有最佳生物量的結(jié)果[19]。而分段式的干濕交替補(bǔ)水,顯著影響著蘆葦?shù)纳L(zhǎng)和生物量積累。其中蘆葦生長(zhǎng)前期(6-8月)10cm的水層可顯著提高蘆葦?shù)纳锪浚˙1、C2、D2)。其中以多頻次C2和D2為佳,用水量?jī)H為B1的1/5和2/5。這說(shuō)明退化蘆葦濕地恢復(fù),補(bǔ)水要“靠前”(蘆葦生長(zhǎng)發(fā)育前期)。
退化鹽堿蘆葦濕地的恢復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)和生理過(guò)程,尤其是蘆葦?shù)纳L(zhǎng)恢復(fù)。退化的蘆葦種群遭受干旱脅迫以及鹽堿脅迫的共同影響。濕地恢復(fù)勢(shì)必要具有一定水層,使植物處于淹水狀態(tài),因此蘆葦將由干旱-鹽堿脅迫轉(zhuǎn)為淹水脅迫。干旱脅迫致使高等植物的解剖結(jié)構(gòu)、形態(tài)和生理均發(fā)生改變,使其形成一定的耐旱策略。例如增加根系的生長(zhǎng),提高根冠比例來(lái)適應(yīng)干旱環(huán)境[23]。在蘆葦生長(zhǎng)后期補(bǔ)水,蘆葦便遭受了更長(zhǎng)久的干旱脅迫,根冠比值隨著補(bǔ)水時(shí)間的推后而增加(表4,B組),即蘆葦在恢復(fù)水源補(bǔ)給后,根冠比顯著降低。
受到干旱脅迫的植物,通常葉片發(fā)生角質(zhì)化,形成脂質(zhì)層,降低葉片水勢(shì)、滲透勢(shì)和氣孔導(dǎo)度,來(lái)減少蒸騰散失[26-27]。在不同干濕頻率的補(bǔ)水處理中,B組和C組的光合指標(biāo)均有先增加后降低趨勢(shì),說(shuō)明蘆葦在短期干旱脅迫后補(bǔ)水具有顯著提高光合的作用。但隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng),其光合能力顯著下降(圖3)。長(zhǎng)期淹水的A3蘆葦凈光合速率最高。B2、C2、D2其光合能力與A3相似,氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率顯著高于A3,表明這些頻率的干濕交替處理,能顯著提高蘆葦?shù)墓夂夏芰Α?/p>
受到干旱脅迫的植物會(huì)積累無(wú)機(jī)離子以及小分子有機(jī)物參與滲透調(diào)節(jié)[28],有效維持細(xì)胞膨壓,提高植物的耐旱性,也利于植物存活和生長(zhǎng)[29]。鹽堿蘆葦濕地在干旱狀態(tài)下,具有干旱和鹽雙重脅迫,隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),Na+積累越多。反之,在蘆葦生長(zhǎng)初期補(bǔ)水,解除干旱脅迫,Na+積累較少。D組是由于該組為4次干濕交替,即2次補(bǔ)水,2次排水處理,Na+隨著排水排出,D組有鹽離子流失,也有營(yíng)養(yǎng)鹽的流失,如NO3-。長(zhǎng)時(shí)間淹水,無(wú)排水的如A3,相對(duì)NO3-含量較高。在水分條件充足下,蘆葦?shù)厣掀鞴俜e累的Na+多于地下器官。在干旱條件A2,其地下器官積累更多的Na+,這與多年生牧草羊草在鹽堿條件的Na+分配相一致,也與作者對(duì)退化濕地蘆葦?shù)腘a+分配結(jié)果一致[30],羊草與蘆葦在鹽堿或者干旱條件下均將Na+積累至地下器官,以減少地上器官受損[31]。而蘆葦在水分補(bǔ)給后,單位質(zhì)量地上器官的Na+含量高于地下器官,不同于作者對(duì)年際連續(xù)補(bǔ)水后蘆葦?shù)柠}離子分布的研究結(jié)果(單位質(zhì)量的地上器官和地下器官Na+含量無(wú)顯著差別)[30],關(guān)于蘆葦個(gè)體的鹽離子代謝有待于進(jìn)一步研究。
長(zhǎng)期淹水脅迫后再暴露于干旱脅迫中,或者受到長(zhǎng)期干旱脅迫再暴露于淹水環(huán)境中,這種水位大幅度改變對(duì)植物生長(zhǎng)的抑制比單一的持續(xù)干旱和持續(xù)淹水影響更嚴(yán)重。如蒲柳(Salixgracilistyla)受到干旱和淹水周期性交替影響,這種“干濕”交替未能緩解長(zhǎng)期淹水或者干旱脅迫的影響,相反,水位的大幅變化增加了脅迫對(duì)根的負(fù)向影響,如果干旱和淹水期足夠長(zhǎng),淹水導(dǎo)致滲透調(diào)節(jié)不足,致使干旱脅迫傷害程度的增加[32]。由于退化蘆葦濕地在生長(zhǎng)季內(nèi)不同時(shí)段補(bǔ)水,蘆葦生長(zhǎng)季內(nèi)干濕交替的頻率越多,蘆葦受干旱或者淹水單次脅迫的時(shí)間越少。蘆葦分段式的干濕交替處理,緩解了干旱脅迫對(duì)蘆葦?shù)挠绊憽?/p>
在蘆葦干旱脅迫至其生長(zhǎng)后期,蘆葦可迅速積累鹽離子,此時(shí)補(bǔ)水促進(jìn)鹽離子的進(jìn)一步吸收,尤其是地上器官對(duì)鹽離子的吸收。在退化的蘆葦草甸,在8、9月份灌水后,收割蘆葦?shù)厣仙锪?,反?fù)幾年,可能減少鹽堿地中Na+的含量。
無(wú)論是1、2、4次干濕交替,均可有效提高蘆葦?shù)纳L(zhǎng)和生理功能。在蘆葦受到干旱脅迫時(shí),又面臨水資源的短缺,那么階段式補(bǔ)水便是最好的解決方式。采用干濕交替的用水方法,可以有效地節(jié)約水源,同時(shí)滿(mǎn)足蘆葦?shù)挠盟枨?,增加其生物量、光合能力,減少其體內(nèi)鹽離子含量,有利于蘆葦?shù)母弋a(chǎn)高質(zhì)培育。
Reference:
[1]Mitsch W J,Gosselink J G.Wetlands[M].New York:John Wiley and Sons,2000.
[2]Zhao K Y.Chinese Marshes[M].Beijing:Science Press,1999.
[3]Liu X T.Northeast Wetlands[M].Beijing:Science Press,2005.
[4]Liu H Y,Zhang S K,Lu X G.Wetland landscape structure and the spatial-temporal changes in 50years in the Sanjiang Plain.Acta Geographica Sinica,2004,59(3):391-400.
[5]Yang F Y,Li X J,Liu X T,etal.Recovery pattern of degraded saline-alkali reed wetland in the Songnen Plain.Wetland Science,2009,7(4):306-313.
[6]Ruzi M,Velasco J.Nutrient bioaccumulation inPhragmitesaustralis:Management tool for reduction of pollution in the Mar Menor.Water,Air and Soil Pollution,2010,205:173-185.
[7]Zhang Y,Zheng X L,Wu C C,etal.Simulation experimental about transpiration characteristics ofPhragmitesaustralisleaf in Liaohe estuary wetlands.Wetland Science,2011,9(3):227-232.
[8]Baldatoni D,Altoni A,Di Tomamasi P,etal.Assessment of macro and microelement accumulation capability of two aquatic plants.Environmental Pollution,2003,130:149-156.
[9]Kiedrzynska E,Wagner I,Zalewski M.Quantification of phosphorus retention efficiency by floodplain vegetation and a management strategy for a eutrophic reservoir restoration.Ecological Engineering,2008,33:127-131.
[10]Line R,Suzanne C,Jean L B.Does prolonged flooding prevent or enhance regeneration and growth ofSphagnum.Aquatic Botany,2002,74(4):327-341.
[11]Chen M,Zhang S Q,F(xiàn)u X Y,etal.Study on changes of the wetlands in west of Jilin Province.Journal of Arid Land Resources and Environment,2006,20(5):21-24.
[12]Sun F D,Wang Y,Shi Y Q,etal.Protection and development of wetlands in Heilongjiang Province.Territory and Natural Resource Study,2004,1:44-45.
[13]Li D L,Zhang J L,Pan W M,etal.Effects of surface water accumulation on morphological structure and biomass ofPhragmitesaustralis.Journal of Jiangsu Forestry Science and Technology,2009,36(3):17-20.
[14]Vretare V,Weisner S E B,Strand J A,etal.Phenotypic plasticity inPhragmitesaustralisas a functional response to water depth.Aquatic Botany,2010,69(2,4):263-274.
[15]Engloner A I.Annual growth dynamics and morphological differences of reed(Phragmitesaustralis[Cav.]Trin.ex Steudel)in relation of water supply.Flora,2004,199(3):515-523.
[16]Su F L,Zhang X Y,Guo C J,etal.The response mechanism of groundwater depth and reed growth.Journal of Irrigation and Drainage,2010,29(6):129-132.
[17]Chen G C,Zhang C L.Comparative studies on morphological character and anatomical structure of fibre in stalk of four distinct types ofPhragmitesCommunis Trin.Journal of Lanzhou University(Natural Sciences),1991,27(1):91-98.
[18]Zhang Y M,Liu X T,Sun C Z,etal.Study on ecological anatomy of vegetative organs ofPhragmitesaustralisin Sanjiang Plain.Journal of Jilin Agricultural University,2003,25(2):161-163.
[19]Zhuang Y,Sun Y X,Wang Z S,etal.Research advances in ecotypes ofPhragmitesaustralis.Acta Ecologica Sinica,2010,30(8):2173-2181.
[20]Cui B S,Zhao X S,Yang Z F,etal.The response of reed community to the environment gradient of water depth in the Yellow River delta.Acta Ecologica Sinica,2006,26(5):1533-1640.
[21]Bu Z J,Tian X.Effects of artificial water-supply on vegetation in Zhalong floodplain wetland.Wetland Science and Management,2007,3(4):44-48.
[22]Tian X,Bu Z J,Yang Y F,etal.Response of the wetland vegetation to dry-wet alternation habitat in the Songnen Plain of China.Wetland Science,2004,2(2):123-127.
[23]Nicholas S.Plant resistance to environmental stress.Current Opinion Biotechnology,1998,9:214-219.
[24]Wang L,Hu J M,Song C C,etal.Effects of water level on the rhizomatic germination and growth of typical wetland plants in Sanjiang Plain.Chinese Journal of Applied Ecology,2007,18(11):2432-2437.
[25]Wang H Y,Chen J K,Zhou J.Influence of water level gradient on plant growth,reproduction and biomass allocation of wetland plant species.Acta Phytoecologica Sinica,1999,23(3):269-274.
[26]Parolin P,Lucas C,Piedade F M T,etal.Drought responses of flood-tolerant trees in Amazonian floodplains.Annals of Botany,2010,105:129-139.
[27]Almeida-Rodriguez A M,Cooke J E K,Yeh F,etal.Functional characterization of drought-responsive aquaporins inPopulusbalsamiferaand populus simonii×balsamifera clones with different drought resistance strategies.Physiologia Plantarum,2010,140:321-333.
[28]Shao H B,Chu L Y,Jaleel C A,etal.Water-deficit stress-induced anatomical changes in higher plants.Plant Biology and Pathology,2008,331:215-225.
[29]Li C,Berninger F,Koskela J,etal.Drought responses ofEucalyptusmicrothecaF.Muell.Provenances depend on seasonality of rainfall in their place of origin.Australian Journal of Plant Physiology,2000,27:231-238.
[30]Li X Y,Liu X T,Li X J,etal.Growth and physiological response of organs ofPhragmitesaustralisto different water compensation in degraded wetlands.Wetland Science,2012,10(1):23-31.
[31]Li X Y,Lin J X,Li X J,etal.Growth adaptation and Na+and K+metabolism responses ofLeymuschinensisseedlings under salt and alkali stresses.Acta Prataculturae Sinica,2013,22(1):201-209.
[32]Nakai A,Yurugi Y,Kisanuki H.Stress response inSalixgracilistylacutting subjected to repetitive alternate flooding and drought.Trees,2010,24:1087-1095.
[2]趙魁義.中國(guó)沼澤志[M].北京:科學(xué)出版社,1999.
[3]劉興土.東北濕地[M].北京:科學(xué)出版社,2005.
[5]楊富億,李秀軍,劉興土,等.松嫩平原退化蘆葦濕地恢復(fù)模式.濕地科學(xué),2009,7(4):306-313.
[7]張穎,鄭西來(lái),伍成成,等.遼河口濕地蘆葦葉片蒸騰及其與影響因子關(guān)系研究.濕地科學(xué),2011,9(3):227-232.
[11]陳銘,張樹(shù)清,傅曉陽(yáng),等.吉林省西部濕地資源動(dòng)態(tài)變化研究.干旱區(qū)資源與環(huán)境,2006,20(5):21-24.
[12]孫法德,王勇,石義強(qiáng),等.黑龍江省的濕地保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用.國(guó)土與自然資源研究,2004,1:44-45.
[13]李冬林,張紀(jì)林,潘偉明,等.地表積水狀況對(duì)蘆葦形態(tài)結(jié)構(gòu)及生物量的影響.江蘇林業(yè)科技,2009,36(3):17-20.
[16]蘇芳莉,張瀟予,郭成久,等.地下水埋深與蘆葦生長(zhǎng)的響應(yīng)機(jī)制研究.灌溉排水學(xué)報(bào),2010,29(6):129-132.
[17]陳國(guó)倉(cāng),張承烈.不同生境蘆葦形態(tài)特征和莖稈解剖結(jié)構(gòu)的比較研究.蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)學(xué)報(bào)版),1991,27(1):91-98.
[18]張友民,劉興土,孫長(zhǎng)占,等.三江平原蘆葦營(yíng)養(yǎng)器官的生態(tài)解剖學(xué)研究.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,25(2):161-163.
[19]莊瑤,孫一香,王中生,等.蘆葦生態(tài)型研究進(jìn)展.生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(8):2173-2181.
[20]崔保山,趙欣勝,楊志峰,等.黃河三角洲蘆葦種群特征對(duì)水深環(huán)境梯度的響應(yīng).生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(5):1533-1640.
[21]卜兆君,田訊.人為補(bǔ)水對(duì)扎龍河漫灘濕地植被的影響.濕地科學(xué)與管理,2007,3(4):44-48.
[22]田訊,卜兆君,楊允菲,等.松嫩平原濕地植被對(duì)生境干-濕交替的響應(yīng).濕地科學(xué),2004,2(2):123-127.
[24]王麗,胡金明,宋長(zhǎng)春,等.水位梯度對(duì)三江平原典型濕地植物根莖萌發(fā)及生長(zhǎng)的影響.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2007,18(11):2432-2437.
[25]王海洋,陳家寬,周進(jìn).水位梯度對(duì)濕地植物生長(zhǎng),繁殖和生物量分配的影響.生態(tài)學(xué)報(bào),1999,23(3):269-274.
[31]李曉宇,藺吉祥,李秀軍,等.羊草苗期對(duì)鹽堿脅迫的生長(zhǎng)適應(yīng)及Na+、K+代謝響應(yīng).草業(yè)學(xué)報(bào),2013,22(1):201-209.