李強(qiáng), 王文林, 丁武泉, 王書(shū)敏, 謝云成, 朱啟紅, 何斐, 秦露, 柯勝錢

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蓄水后洪水脅迫對(duì)三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根幼苗生長(zhǎng)的影響

李強(qiáng)1,*, 王文林1,2,*, 丁武泉1, 王書(shū)敏1, 謝云成, 朱啟紅1, 何斐2, 秦露1, 柯勝錢1

1. 重慶文理學(xué)院, 環(huán)境材料與修復(fù)技術(shù)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 402160 2. 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所, 南京 210042

為了進(jìn)一步評(píng)估蓄水期后三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根的水淹耐受能力, 于蓄水期后引種庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根植株, 模擬洪水發(fā)生時(shí)水下無(wú)光、淹水逆境, 探討洪水復(fù)合脅迫持續(xù)時(shí)間對(duì)其后期生長(zhǎng)恢復(fù)的影響。結(jié)果表明: 洪水脅迫顯著抑制狗牙根分株的生長(zhǎng)發(fā)育, 隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)其分株數(shù)、分株莖長(zhǎng)、分株總莖長(zhǎng)、分株莖寬、分株葉片數(shù)、分株總?cè)~片數(shù)均顯著低于對(duì)照, 僅短期(20 d)脅迫促進(jìn)了分株葉片的伸長(zhǎng); 短期(20 d)脅迫促進(jìn)了分枝數(shù)、分枝直徑和分枝莖節(jié)長(zhǎng)的生長(zhǎng), 分別比對(duì)照增加20.0%(P<0.05)、15.0%(P<0.05)、18.2%(P<0.05), 但是隨著洪水脅迫時(shí)間的延長(zhǎng), 狗牙根的分枝數(shù)、分枝長(zhǎng)、總分枝長(zhǎng)、分枝直徑、分枝莖節(jié)長(zhǎng)、分枝莖節(jié)數(shù)、分枝總莖節(jié)數(shù)均呈降低趨勢(shì); 隨著洪水脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)植株葉片光合作用能力也呈降低趨勢(shì), 原初光化學(xué)效率、實(shí)際光化學(xué)效率、電子傳遞速率、光化學(xué)淬滅系數(shù)顯著低于對(duì)照, 而非光化學(xué)淬滅系數(shù)則相反, 表明能量更多的以熱的形式被耗散掉, 參與CO2固定的電子數(shù)顯著減少, 光合產(chǎn)物顯著降低。因此, 三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根幼苗對(duì)洪水復(fù)合脅迫的耐受能力較強(qiáng), 脅迫時(shí)間≥40 d后其耐受能力呈顯著降低趨勢(shì), 會(huì)導(dǎo)致庫(kù)區(qū)消落帶(特別是低水位消落帶)狗牙根種群衰退演替加快。

三峽庫(kù)區(qū); 狗牙根; 洪水; 消落帶; 生長(zhǎng)恢復(fù)

1 前言

三峽庫(kù)區(qū)消落帶植被恢復(fù)不僅面臨蓄水時(shí)長(zhǎng)期淹水和泥沙淤積的影響, 也面臨露灘時(shí)洪水和干旱逆境的影響。目前, 相關(guān)研究主要集中于反季節(jié)淹水對(duì)植被恢復(fù)的影響[1–3], 泥沙淤積和干旱對(duì)消落帶植被恢復(fù)的影響也逐漸受到重視[4], 而蓄水后洪水對(duì)庫(kù)區(qū)消落帶植物生長(zhǎng)發(fā)育的復(fù)合脅迫影響尚未見(jiàn)報(bào)道。對(duì)河流和湖泊的研究表明, 洪水期間, 淹水的深度、持續(xù)時(shí)間、頻度影響著植物群落的組成, 特別是每次洪水的持續(xù)時(shí)間對(duì)于植物群落分布格局的影響十分顯著。對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)來(lái)說(shuō), 每年5-8月為庫(kù)區(qū)的雨季, 洪汛持續(xù)時(shí)間短則十余日, 長(zhǎng)則月余, 個(gè)別年份甚至長(zhǎng)達(dá)兩月有余; 特別是5-6月正是庫(kù)區(qū)消落帶逐漸出露后植物萌發(fā)、生長(zhǎng)的關(guān)鍵階段, 剛出土的幼苗自身生長(zhǎng)能力弱, 養(yǎng)分儲(chǔ)備少, 主要依靠繁殖體儲(chǔ)存的養(yǎng)分進(jìn)行生長(zhǎng), 相對(duì)于繁殖體和成年植株來(lái)說(shuō)是最為敏感脆弱的時(shí)期[5], 再次的淹水逆境可能對(duì)其生長(zhǎng)恢復(fù)產(chǎn)生不利影響, 進(jìn)而影響其種群的分布格局和演替趨勢(shì)。三峽庫(kù)區(qū)的前期研究表明, 狗牙根()[6–7]、牛鞭草()[8]、秋華柳()[9]等為庫(kù)區(qū)消落帶主要的耐淹植物, 特別是狗牙根對(duì)于反季節(jié)淹水、干旱和泥沙淤積脅迫均具有顯著的耐受能力[10–11], 是目前庫(kù)區(qū)消落帶中、低水位主要的原生恢復(fù)物種之一。本文以引種蓄水后的狗牙根植株為研究對(duì)象, 模擬洪水發(fā)生時(shí)水下無(wú)光、淹水逆境, 探討洪水復(fù)合脅迫持續(xù)時(shí)間對(duì)其后期生長(zhǎng)恢復(fù)的影響, 為三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根植被恢復(fù)技術(shù)體系構(gòu)建提供科學(xué)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)植物

狗牙根(), 禾本科狗牙根屬多年生草本植物。營(yíng)養(yǎng)繁殖力強(qiáng), 莖節(jié)能生根且通過(guò)芽發(fā)育形成新分株, 易形成單優(yōu)植物群落(Schreiber, 2010), 是三峽庫(kù)區(qū)消落帶主要的優(yōu)勢(shì)物種之一。2011年3月18日, 于三峽庫(kù)區(qū)長(zhǎng)壽段消落帶(29°48′46″ N, 107°04′32″ E)采集狗牙根根狀莖, 每實(shí)驗(yàn)盆(20 cm×15 cm×12 cm)種植3根長(zhǎng)約20 cm的根狀莖, 自然光照下萌發(fā)、生長(zhǎng)。

2.2 淹水實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由遮光棚和植物淹水裝置(? 0.8 m × 1.0 m)構(gòu)成。遮光棚包括支架、遮光膜和遮陽(yáng)網(wǎng), 棚內(nèi)完全黑暗; 植物淹水裝置放置于遮光棚內(nèi), 實(shí)驗(yàn)盆置于淹水裝置底部, 蓄滿水。

2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2011年4月26日, 將前述萌發(fā)、生長(zhǎng)的一部分實(shí)驗(yàn)盆置于淹水實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中, 分別淹水處理20 d和40 d, 記為“T20”、“T40”, 以未淹水處理的實(shí)驗(yàn)組為對(duì)照(記為“CK”), 每實(shí)驗(yàn)組3次重復(fù)。隨后, 各實(shí)驗(yàn)組均于自然光照條件下恢復(fù)生長(zhǎng)。于當(dāng)年三峽庫(kù)區(qū)蓄水前(9月20日), 統(tǒng)計(jì)各實(shí)驗(yàn)組植株的分株數(shù)、葉片數(shù)以及匍匐莖的分枝數(shù)和分枝莖節(jié)數(shù), 測(cè)定分株的莖長(zhǎng)、莖寬、葉長(zhǎng)、葉寬以及匍匐莖的分枝長(zhǎng)、分枝直徑和分枝莖節(jié)長(zhǎng), 計(jì)算各實(shí)驗(yàn)組的分株的總?cè)~片數(shù)、總莖長(zhǎng)以及匍匐莖的分枝總長(zhǎng)、分枝總莖節(jié)數(shù)。并測(cè)定分株最長(zhǎng)葉片的F/F和快速光響應(yīng)曲線。

2.4 葉片F(xiàn)v/Fm和快速光響應(yīng)曲線的測(cè)定

采用德國(guó)WALZ公司的JUNIOR-PAM葉綠素?zé)晒鉁y(cè)定各實(shí)驗(yàn)組分株最長(zhǎng)葉片的F/F和快速光響應(yīng)曲線。測(cè)定于早晨7:00-8:00進(jìn)行, 葉片水下暗適應(yīng)15 min后，測(cè)定F和F, 計(jì)算得到最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(F/F)= (F-F)/F。然后, 選擇2號(hào)光化光, 測(cè)得不同光強(qiáng)下的F、F', 計(jì)算得到有效熒光產(chǎn)量()=(F'-F)/F'、相對(duì)電子傳遞速率()=0.84×0.5××(F'-F)/F'、光化學(xué)淬滅系數(shù)()=(F'-F)/(F'-F)和非光化學(xué)淬滅系數(shù)()=(F-F')/(F-F)[10,12], 3次重復(fù)。繪出各參數(shù)平均值的快速光響應(yīng)曲線。

2.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS13.0軟件統(tǒng)計(jì)分析各實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù), 并對(duì)各處理間的差異性進(jìn)行方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 狗牙根地上分株的變化

狗牙根分株數(shù)的變化: 由圖1-A可知, 隨著洪水脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)狗牙根分株數(shù)呈顯著的降低趨勢(shì)。與對(duì)照相較, T20和T40組狗牙根分株數(shù)分別降低了11.1%(>0.05)、40.7%(<0.05)。

狗牙根分株莖的變化: 由圖1-A、B可知, 洪水脅迫顯著抑制狗牙根分株莖的生長(zhǎng)。與對(duì)照相較, T20和T40組分株總莖長(zhǎng)分別降低35.3%(<0.05)、52.6%(<0.05), 分株莖長(zhǎng)分別降低20.0%(<0.05)、27.2%(<0.05), 莖寬分別降低2.3%(>0.05)、7.2%(>0.05)。

狗牙根分株葉的變化: 由圖2-A可知, 隨著洪水脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)狗牙根葉片數(shù)呈顯著降低趨勢(shì)。與對(duì)照相較, T20和T40組分株葉片數(shù)分別降低50.4%(<0.05)、61.6%(<0.05), 總?cè)~片數(shù)分別降低53.5%(<0.05)、62.3%(<0.05)。由圖2-B可知, 短時(shí)間洪水脅迫對(duì)狗牙根葉片伸長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用, 但是隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)葉片發(fā)育顯著被抑制。T20和T40組葉長(zhǎng)分別為對(duì)照的104.4%(>0.05)、70.9% (<0.05), 葉寬分別為對(duì)照的100.0%(>0.05)、50.0% (<0.05)。

3.2 狗牙根地面匍匐莖的變化

狗牙根分枝數(shù)的變化: 由圖3-A可知, 短時(shí)間洪水脅迫導(dǎo)致狗牙根匍匐莖分枝數(shù)顯著增加, 但是隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)分枝數(shù)顯著降低。與對(duì)照相較, T20組分枝數(shù)增加20.0%(<0.05), 而T40組分枝數(shù)降低51.4%(<0.05)。

狗牙根分枝莖的變化: 由圖3可知, 隨著洪水脅迫時(shí)間延長(zhǎng)狗牙根匍匐莖分枝長(zhǎng)呈顯著降低趨勢(shì), 但是短時(shí)間脅迫對(duì)分枝直徑具有一定的促進(jìn)作用。與對(duì)照相較, T20和T40組分枝總長(zhǎng)分別降低21.3%(<0.05)、52.3%(<0.05), 分枝長(zhǎng)分別降低1.8%(>0.05)、34.4%(<0.05); 而分枝直徑為對(duì)照的115.0%(<0.05)、88.6%(<0.05)。

狗牙根分枝莖節(jié)的變化: 由圖4-A可知, 短時(shí)間洪水脅迫對(duì)狗牙根分枝莖節(jié)伸長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用, 與對(duì)照相較T20組分枝莖節(jié)長(zhǎng)增加18.2%(<0.05)。由圖4還可知, 隨著洪水脅迫時(shí)間延長(zhǎng)狗牙根莖節(jié)數(shù)呈顯著降低趨勢(shì)。與對(duì)照相較, T20和T40組分枝莖節(jié)數(shù)分別降低15.7%(<0.05)、32.8%(<0.05), 總莖節(jié)數(shù)分別降低20.3%(<0.05)、59.1%(<0.05)。

圖1 狗牙根分株數(shù)、分株總莖長(zhǎng)、分株莖長(zhǎng)和分株莖寬的變化

圖2 狗牙根分株葉片數(shù)、總?cè)~數(shù)、葉長(zhǎng)和葉寬的變化

圖3 狗牙根分枝數(shù)、分枝總長(zhǎng)、分枝長(zhǎng)和分枝直徑的變化

圖4 狗牙根分枝莖節(jié)長(zhǎng)、莖節(jié)數(shù)、莖節(jié)總數(shù)和葉片F(xiàn)v/Fm的變化

3.3 狗牙根葉片光合熒光特性的變化

F/F的變化:F/F可直接作為原初光化學(xué)效率的指標(biāo)。由圖4-B可知, 隨著洪水脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)狗牙根葉片的原初光化學(xué)效率呈顯著降低趨勢(shì)。與對(duì)照相較, T20和T40組狗牙根葉片的F/F分別降低0.4%(>0.05)、5.7%(<0.05)。

圖5 狗牙根葉片的Yield、rETR、qP和qN隨光合有效輻射的變化

光響應(yīng)曲線的變化: 曲線在最初幾分鐘光照時(shí)間內(nèi)的變化具有重要的決定意義, 其測(cè)定能夠確定狗牙根葉片的實(shí)際光合作用能力[12]。由圖5-A可知, 洪水脅迫導(dǎo)致狗牙根葉片的實(shí)際光化學(xué)效率呈顯著降低趨勢(shì), T20和T40組值的平均降低幅度分別比對(duì)照大23.9%(<0.05)、29.7%(<0.05); 由圖5-B可知, 洪水脅迫導(dǎo)致狗牙根葉片的電子傳遞速率顯著降低, T20和T40組max分別比對(duì)照低27.1%(< 0.05)、36.1%(<0.05); 由圖5-C可知, 洪水脅迫導(dǎo)致狗牙根葉片的光化學(xué)淬滅系數(shù)顯著降低, T20和T40組值的平均降低幅度分別比對(duì)照大25.2%(< 0.05)、35.7%(<0.05); 由圖5-D可知, 洪水脅迫導(dǎo)致狗牙根葉片的非光化學(xué)淬滅系數(shù)顯著增大, T20和T40組值總的增幅分別比對(duì)照大37.9%(<0.05)、62.9%(<0.05)。

4 討論

4.1 洪水脅迫對(duì)三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根分株生長(zhǎng)發(fā)育的影響

消落帶植物恢復(fù)演替情況主要取決于植物對(duì)水淹脅迫耐受能力的強(qiáng)弱。耐淹植物常常通過(guò)伸長(zhǎng)生長(zhǎng)、葉面積增大[13]、通氣組織或不定根增加、發(fā)達(dá)皮孔[14]、抗性物質(zhì)合成[15]、生物量積累減少、生活史變化[16]等方式形成相應(yīng)的水淹適應(yīng)能力和耐受機(jī)制。前期研究表明, 雖然三峽庫(kù)區(qū)反季節(jié)淹水顯著促進(jìn)狗牙根分株的形成, 但是顯著抑制其分株莖、葉和根的生長(zhǎng)發(fā)育[7]。本文進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn), 對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)反季節(jié)淹水后的狗牙根幼苗來(lái)說(shuō), 其分株對(duì)洪水的適應(yīng)策略主要體現(xiàn)在分株的形成和發(fā)育上。在短時(shí)間(20 d)洪水脅迫條件下, 相對(duì)于分株的莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)來(lái)說(shuō), 優(yōu)先確保了分株的形成; 顯著促進(jìn)葉片伸長(zhǎng), 葉片接收光的面積顯著增大, 有利于光合作用的增強(qiáng)。再次經(jīng)歷淹水逆境不僅導(dǎo)致其分株形成顯著被抑制, 而且也使分株的生長(zhǎng)發(fā)育顯著被抑制; 脅迫時(shí)間≥40 d時(shí), 其分株數(shù)、莖長(zhǎng)、莖寬、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)、葉寬均呈顯著的降低趨勢(shì), 分株的生長(zhǎng)發(fā)育能力顯著降低。

4.2 洪水脅迫對(duì)三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根匍匐莖恢復(fù)生長(zhǎng)的影響

狗牙根地上匍匐莖的營(yíng)養(yǎng)繁殖是其種群繁衍的主要方式。已有研究表明, 營(yíng)養(yǎng)繁殖體主要通過(guò)莖的伸長(zhǎng)與增粗、葉片形態(tài)改變[10–11]、不定根形成[17]和部分生物量喪失[16,18]等來(lái)適應(yīng)水淹環(huán)境。對(duì)三峽庫(kù)區(qū)不同海拔區(qū)段消落帶狗牙根的野外調(diào)查也發(fā)現(xiàn), 低水位狗牙根種群的適應(yīng)策略為分枝節(jié)間數(shù)量、分枝數(shù)量和葉生物量分配增加, 而高水位狗牙根種群的適應(yīng)策略為伸長(zhǎng)生長(zhǎng)加速、莖生物量分配增加[19]。本文研究進(jìn)一步表明, 對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)反季節(jié)淹水后的狗牙根來(lái)說(shuō), 其匍匐莖對(duì)洪水脅迫的適應(yīng)策略主要體現(xiàn)在分枝形成和莖節(jié)伸長(zhǎng)上。短時(shí)間(20 d)洪水脅迫顯著促進(jìn)了匍匐莖分枝的形成、莖節(jié)伸長(zhǎng)和莖增粗, 有利于其擴(kuò)大生境、形成更加發(fā)達(dá)的通氣組織, 逃避逆境的傷害; 但是, 隨著洪水脅迫時(shí)間延長(zhǎng)(≥40 d), 狗牙根分枝與莖節(jié)形成、分枝與莖節(jié)伸長(zhǎng)均顯著被抑制, 匍匐莖的生長(zhǎng)恢復(fù)能力顯著降低, 不利于狗牙根種群繁衍。

4.3 洪水脅迫對(duì)三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根葉片光合作用能力的影響

環(huán)境脅迫解除后, 在恢復(fù)期一些植物往往會(huì)出現(xiàn)“補(bǔ)償生長(zhǎng)”現(xiàn)象[20], 其生長(zhǎng)速率、生理代謝活動(dòng)比未受脅迫的植株甚至更為活躍[21]。水淹結(jié)束后, 植株光合生產(chǎn)對(duì)恢復(fù)生長(zhǎng)有利, 恢復(fù)生長(zhǎng)能力越強(qiáng), 對(duì)植物耐受水淹越有利; 水淹對(duì)某些耐淹植物光合能力影響較小[22], 甚至部分耐淹植物的光合能力、蒸騰速率[23]會(huì)顯著增加, 且淹水后其光合作用能力與生長(zhǎng)恢復(fù)極快[24]。前期研究表明, 蓄水期三峽庫(kù)區(qū)反季節(jié)淹水對(duì)消落帶狗牙根葉片光合色素的形成具有一定的促進(jìn)作用[25]。本文研究發(fā)現(xiàn), 隨著洪水脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)狗牙根植株葉片的原初光化學(xué)效率、實(shí)際光化學(xué)效率、電子傳遞速率、光化學(xué)猝滅系數(shù)顯著降低, 而非光化學(xué)淬滅系數(shù)顯著增加, 表明在照光條件下其葉片光反應(yīng)中心開(kāi)放比例降低, 葉片吸收的光能用于光化學(xué)電子傳遞份額減少, 更多的以熱的形式被耗散掉, 且其電子傳遞速率顯著降低, 導(dǎo)致參與CO2固定的電子數(shù)顯著減少, 光合產(chǎn)物顯著降低。因此, 對(duì)于庫(kù)區(qū)反季節(jié)淹水后的狗牙根植株, 當(dāng)洪水脅迫時(shí)間≥40d時(shí)葉片的光合作用能力顯著被抑制, 且隨著洪水脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)其光合作用能力呈顯著的降低趨勢(shì), 不利于其蓄水前營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成和儲(chǔ)備。

5 結(jié)論

前期研究發(fā)現(xiàn), 狗牙根是一種能適宜于三峽庫(kù)區(qū)中、低水位消落帶及耐泥沙淤積、干旱的原生物種[7,11]。本文的研究進(jìn)一步表明, 蓄水后三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根幼苗生長(zhǎng)恢復(fù)期間對(duì)于短時(shí)間再次淹水脅迫具有較強(qiáng)的適應(yīng)、恢復(fù)能力; 但是隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)(≥40 d), 其分株、匍匐莖的生長(zhǎng)發(fā)育和葉片光合作用力均呈顯著降低趨勢(shì),恢復(fù)能力顯著減小, 從而會(huì)導(dǎo)致庫(kù)區(qū)消落帶(特別是低水位消落帶)狗牙根種群衰退演替加快。實(shí)際上, 春夏季洪汛期間, 三峽庫(kù)區(qū)消落帶不同水位的淹水時(shí)間和頻度存在顯著的差異, 長(zhǎng)時(shí)間尺度的淹水出現(xiàn)幾率非常小, 如果淹水頻度不高, 對(duì)于消落帶狗牙根的生長(zhǎng)恢復(fù)影響較小; 但是, 如果頻度過(guò)高可能導(dǎo)致狗牙根(低水位消落帶狗牙根)生長(zhǎng)恢復(fù)受到顯著抑制, 甚至嚴(yán)重影響種群的繁衍和演替趨勢(shì)。此外, 前期研究也發(fā)現(xiàn), 三峽庫(kù)區(qū)周年淹水導(dǎo)致狗牙根對(duì)泥沙掩埋以及干旱復(fù)合脅迫的耐受能力顯著降低, 在泥沙掩埋以及干旱復(fù)合脅迫下消落帶狗牙根的生長(zhǎng)恢復(fù)能力隨粒徑減小和埋深增加呈顯著降低趨勢(shì), 會(huì)導(dǎo)致庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根種群衰退演替加快[10]。當(dāng)狗牙根種群面臨反季節(jié)水位、泥沙沉降、洪水、干旱等多種環(huán)境因素的復(fù)合脅迫時(shí), 其生長(zhǎng)恢復(fù)能力可能會(huì)受到進(jìn)一步的抑制, 種群衰退演替速度可能更快。因此, 在庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根種群的恢復(fù)、重建技術(shù)上, 尚需針對(duì)多種環(huán)境因素的復(fù)合脅迫開(kāi)展更深層次的研究。

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Influence of flooding stress on the growth ofseedlings in a water-level-fluctuating zone after impoundment of the Three Gorges reservoir

LI Qiang1,*, WANG Wenlin1,2,*, DING Wuquan1, WANG Shumin1, XIE Yuncheng, ZHU Qihong1, He Fei2,QIN Lu1, KE Shengqian1

1.Chongqing Key Laboratory of Environmental Materials & Remediation Technologies, Chongqing University of Arts and Sciences, Chongqing 402160, China 2. Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Nanjing 210042, China

In order to further evaluateflooding tolerance ability of,seedlingswere transplanted from a water-level-fluctuating zone (WLFZ) after impoundment of the Three Gorges reservoir, and they were submerged againin the simulated flood environment. Then, it was discussed that the influence of compound stress duration on their late growth recovery. The results showed that flooding stress significantly inhibited the growth and development oframets. Ramets number, stem length, total stem length, stem width, leaf number and total leaves numberof the ramets were significantly lower than the control with the increasing of flooding time. Only the short-term (20 d) stress promoted leaf elongation of the ramets. The short-term (20 d) stress promoted the growth of branch number, branch diameter and branch internodes length to grow, which respectively increased 20.0% (< 0.05), 15.0% (< 0.05) and 18.2% (< 0.05) compared with the control. However, as the extension of stress time,branch number, branch length, total branches length, branch diameter, node length, node number and total nodes number of’s branches showed a reducing trend. With the prolongation of flooding time, the photosynthesis ability ofalso showed a decreasing trend. Primary photochemical efficiency, actual photochemical efficiency, electron transfer rate and photochemical quenching coefficient of their leaves were significantly lower than the control. And non-photochemical quenching coefficient showed an opposite result. It suggested thatmore light energy, absorbed by leaves, was dissipated in the form of heat. Simultaneously, the number of electrons involved in CO2fixation was significantly reduced so that photosynthetic product significantly decreased. Therefore,seedlings have relatively strong tolerance ability to the short-term flooding stress. However, the tolerance ability will decrease significantly with the increasing of stress time (≥40 d), which will accelerate population declineofin the WLFZ (especially the low WLFZ) of the Three Gorges reservoir.

Three Gorges reservoir;; flood; water-level-fluctuating zone; growth recovery

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.06.020

X173, Q 948.8

A

1008-8873(2018)06-155-07

2018-02-26;

2018-04-01

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41603077), 重慶市科委自然科學(xué)基金計(jì)劃資助項(xiàng)目(cstc2015jcyjA 20028), 重慶高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目(CXTDX201601037)和創(chuàng)新能力項(xiàng)目(Ycstc,2014bf7001)資助

李強(qiáng)(1973—), 男, 重慶萬(wàn)盛人, 博士, 教授, 主要從事水環(huán)境生態(tài)修復(fù), E-mail: lq1973_2002@163.com

王文林, 男, 博士, 副研究員, 主要從事水環(huán)境生態(tài)修復(fù), E-mail: Wangwenlin_jjl@126.com

李強(qiáng), 王文林, 丁武泉, 等. 蓄水后洪水脅迫對(duì)三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2018, 37(6): 155-161.

LI Qiang, WANG Wenlin, DING Wuquan, et al. Influence of flooding stress on the growth ofseedlings in a water-level-fluctuating zone after impoundment of the Three Gorges reservoir[J]. Ecological Science, 2018, 37(6): 155-161.