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- 水淹對(duì)中山杉生長(zhǎng)的影響
- 發(fā)布日期:[2021/01/02]
水淹結(jié)束后植物的保存率是衡量其水淹耐受能力的重要指。從2009年三峽水庫(kù)運(yùn)行到現(xiàn)在,消落帶上的植被已經(jīng)歷了6次水淹,許多陸生植物因難以忍受反復(fù)淹水的環(huán)境而逐漸消亡。從研究結(jié)果可以看出,中山杉經(jīng)歷1次水淹后 可以在162m高程處存活,當(dāng)水淹次數(shù)增加至3次時(shí),163~164m高程段內(nèi)中山杉全部死亡,165~167m高程段內(nèi)的保存率下降至41.2%~71.4%,但168m高程以上地帶的中山杉能夠全部存活。在經(jīng)歷水庫(kù)運(yùn)行至今的全部6次水淹后,170~175m高程范圍內(nèi)的保存率仍然達(dá)到了98%。說(shuō)明水淹次數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致168m高程以下中山杉的保存率逐漸下降,但尚未對(duì)168m高程以上地帶中山杉的保存率產(chǎn)生影響。
耐淹植物可以通過(guò)逃避和忍耐2種策略來(lái)適應(yīng)水下缺氧環(huán)境。當(dāng)遭遇水淹脅迫時(shí),莖的伸長(zhǎng)有利于植株逃避水淹環(huán)境,而當(dāng)水淹脅迫較強(qiáng)時(shí),植株只能通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生少量的能量,此時(shí)減緩莖的生長(zhǎng)速度可以幫助植株減少能量的消耗,儲(chǔ)存足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以維持植物體的存活。三峽消落帶上的植物遭受的水淹脅迫程度因其所處高程的不同而異:高程越低,則水淹深度越大,水淹時(shí)間越長(zhǎng),植物受到的水淹脅迫也越強(qiáng),植物對(duì)水淹脅迫的適應(yīng)方式也會(huì)隨之變化。例如,狗牙根在165~170m高程帶上以延長(zhǎng)莖的節(jié)間長(zhǎng)度的方式進(jìn)行了莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng),在145~150m高程帶上則不再發(fā)生莖伸長(zhǎng)現(xiàn)象。本研究表明,3個(gè)研究區(qū)內(nèi)中山杉的胸徑、地徑和冠幅均隨高程的降低而減小,樹(shù)高總體上呈現(xiàn)同樣的趨勢(shì)。這可能是由于隨著高程的降低,中山杉遭受的水淹脅迫程度加強(qiáng),中山杉減緩了枝干及冠層的生長(zhǎng)以保存更多的養(yǎng)分來(lái)維持植株的生存。但是,五溪、新月灣、沱口研究區(qū)內(nèi)的中山杉分別在166~168m、165~167m、170~172m高程段上存在樹(shù)高隨高程降低(水淹脅迫程度加強(qiáng))而增大的現(xiàn)象,這有可能是因?yàn)槿龒{水庫(kù)的退水期正值植物的生長(zhǎng)季,退水過(guò)程使這些中山杉加速了樹(shù)高生長(zhǎng),從而盡快出露水面,擺脫水淹脅迫,并且延遲其冠層在水庫(kù)秋季蓄水時(shí)的淹沒(méi)時(shí)間。
三峽庫(kù)區(qū)消落帶上的植物面對(duì)的是水淹脅迫周期性重復(fù)的環(huán)境。隨著水淹次數(shù)的增加和植物的樹(shù)高生長(zhǎng),較高高程段上植株的冠層將逐步擺脫水淹環(huán)境,水淹對(duì)植物的影響可能會(huì)隨之減弱。本研究中,經(jīng)歷1次、3次水淹的中山杉樹(shù)高、胸徑、地徑和冠幅與水淹深度顯著相關(guān),表明中山杉在水淹初期受到了水淹的顯著影響。而經(jīng)歷6次水淹的中山杉的樹(shù)高、胸徑、地徑和冠幅與水淹深度不相關(guān),這可能是因?yàn)榇藭r(shí)中山杉的平均樹(shù)高已達(dá)6.63m,植株的冠層始終都能出露水面,所以水淹對(duì)這些中山杉生長(zhǎng)的影響較小。由于野外環(huán)境中的植物是隨著三峽水位下降漸次出露的,難以在同樣的溫度、濕度等條件下對(duì)植物生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,筆者沒(méi)有對(duì)野外環(huán)境中的中山杉進(jìn)行生理特性方面的研究,多次水淹后中山杉的生理耐淹機(jī)制是否發(fā)生了改變還需要今后的室內(nèi)模擬試驗(yàn)予以揭示。
環(huán)境因子是影響植物生長(zhǎng)的重要因素。低洼地形容易在水庫(kù)退水后積聚較多水流、土壤含水量相對(duì)較大,張建軍等的研究表明桑樹(shù)(Mulberry)在排水不良地帶的萌發(fā)率顯著降低。本研究也表明,低洼地帶中山杉的保存率明顯降低,樹(shù)高、胸徑顯著減小。因此,筆者建議在低洼地形種植中山杉時(shí)適當(dāng)整治地形,防止水流淤積危害中山杉的生長(zhǎng)。此外,在水位漲落的過(guò)程中,消落帶上植物賴(lài)以生存的土壤漸漸被水體帶走,導(dǎo)致部分植物的根系暴露在空氣中。而本研究發(fā)現(xiàn),中山杉在根系裸露的情況下仍然能夠正常的生長(zhǎng),這一現(xiàn)象說(shuō)明中山杉具有很強(qiáng)的生命力,能夠適應(yīng)消落帶土壤流失嚴(yán)重的環(huán)境。植物對(duì)消落帶土壤具有一定的改良作用。一般認(rèn)為,長(zhǎng)期的水淹會(huì)導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞,土壤密度增加、孔隙度減小。前人研究發(fā)現(xiàn),植物的凋落物和根系可以穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤抗沖性,從而部分消除江水和降雨對(duì)土壤的沖刷和淋溶作用。本研究中,土壤的理化性質(zhì)未呈現(xiàn)顯著的變化趨勢(shì),可能是由于中山杉的根系在土體中的交錯(cuò)和穿插,改善了土壤的理化性質(zhì),進(jìn)而增強(qiáng)了該區(qū)域土壤的穩(wěn)定性[24]。因此,中山杉可能對(duì)消落帶的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)發(fā)揮了重要作用。