黃河三角洲蘆葦生長與根系分布特征對不同時期水鹽脅迫的響應(yīng)

付振強(qiáng)

摘 要：影響黃河三角洲地區(qū)自卑生長發(fā)育的重要環(huán)境因子是土壤的水分和鹽分。黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)有效保護(hù)和修復(fù)的重要內(nèi)容包含了了解濕地植物對水鹽脅迫的相應(yīng)規(guī)律。本文選擇黃河三角洲地區(qū)典型值被蘆葦，研究蘆葦生長根系分布特征對不同時期水鹽脅迫的相應(yīng)。

關(guān)鍵詞：蘆葦;鹽分;水分;生態(tài)特征;黃河三角洲

黃河三角洲濱海濕地作為世界上造陸速度最快的河口三角洲之一，海洋與河口交匯性、海陸過渡性、新生性及生態(tài)脆弱性是其突出表現(xiàn)特點。地下水埋深較淺，土壤鹽漬化現(xiàn)象普遍，生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定等現(xiàn)象都是受其地理位置特殊，地形地貌以及海水入侵等因素的影響。所以，修復(fù)和保護(hù)黃河三角洲濕地生態(tài)系統(tǒng)的總重之中就是要摸清土壤水鹽因子對濕地植被生態(tài)特征影響機(jī)制并進(jìn)一步探討濕地植物對水鹽脅迫的響應(yīng)規(guī)律。

一、研究地區(qū)及研究方法

1.概括研究地區(qū)。國家級自然保護(hù)區(qū)----黃河三角洲，地處東北亞內(nèi)陸和江淮平原之間，渤海在其北，萊州灣在其東。黃河口新生濕地生態(tài)系統(tǒng)和珍惜瀕危的鳥類是自然保護(hù)區(qū)的保護(hù)對象，此地區(qū)總面積為15.3×104 hm2，暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候是其氣候條件，主要表現(xiàn)為冬季干冷，夏季濕熱，雨熱同期。降水量在530～630 mm，蒸發(fā)量在1900～2400 mm，蒸發(fā)旺盛而降雨較少。黃河攜帶大量泥沙填充渤海凹陷的海相沉積平原，形成了自然保護(hù)區(qū)的土地，地勢平坦，潛水位小于2m。水生植被和鹽生植被多為區(qū)域內(nèi)所分布的植被，其中，蘆葦是黃河三角洲濱海濕地內(nèi)分布最廣的典型優(yōu)勢物種。

2.實驗的設(shè)計。3月25日在黃河三角洲濱海濕地典型蘆葦群落區(qū)采集實驗蘆葦根系。為確保實驗用蘆葦基因型一致，需在一處長勢均一的蘆葦叢內(nèi)挖取方圓9m2的蘆葦根斷。取回的蘆葦放入淡水條件下緩苗大約20d，待其發(fā)芽后，移栽長勢均一的蘆葦幼苗，分別移栽到直徑20cm，高60cm的PVC筒中，五株幼苗為一筒。置一高90cm的方盆，將PVC筒放入，此舉用于保持水位，以上實驗步驟重復(fù)3次。選取野外蘆葦群落區(qū)的原狀土作為實驗用土，此處土壤理化性質(zhì)本底值為：總氮 1.40±0.21g·kg-1、有效磷 13.4±2.5 mg·kg -1、有效鉀222.1±13.8mg·kg -1、總鹽2.22±0.52 g·kg-1。為了防止土壤流失的同時可以保證水分的正常交換，將PVC筒底部用紗網(wǎng)封好，實驗在溫室中進(jìn)行。

二、實驗過程

1.開始。實驗設(shè)置分水分、鹽分、處理時期3個因素處理。萌芽期和苗期分為處理時期，第一個時間段（第2～9周）為萌芽期處理，第二時間段（第6～13周）為苗期處理。鹽處理分為無鹽處理和 1.5% NaC1鹽分處理兩個梯度。水位處理設(shè)置為CK、-30cm、0cm、30cm四個梯度水位，其中作為對照組的CK保持 60%--80%的土壤田間持水量，此時保持土壤表層一下30cmd的水位成為-30cm，土壤表層以上30cm淹水深度成為30cm水位。本次實驗共計16個處理，每3次重復(fù)設(shè)置1個處理。蘆葦平均高度為8.80±1.90cm時是萌芽期處理，水鹽處理時間是2個月，然后進(jìn)行去水處理。蘆葦平均高度為47.04±2.27cm時是苗期處理，同樣是2個月的處理時間。待實驗結(jié)束后，把PVC筒分成3個土層，土層分別為0～20、 20～40、40～60cm，將蘆葦根系按照主根和須根分別收集好。

2.實驗。在萌芽期將A組和B組進(jìn)行水鹽梯度處理，A組無鹽分處理，B組添加1.5% NaC1鹽分處理，同時，水位處理設(shè)置CK、-30cm、0cm、30cm，并分別標(biāo)記為1、2、3、4。在苗期將C組和D組進(jìn)行水鹽梯度處理，C組為無鹽分處理，D組為添加 1.5% NaC1鹽分處理，水位處理方式和萌芽期處理相同。

3.結(jié)束。每周用卷尺測量植物株高，并且記錄分蘗數(shù)。等試驗結(jié)束后，將植物主根和須根分開，共分3層，大概為0～20、20～40、40～60cm，分別測定主根、須根的生物量后，于60℃烘干至恒重。

三、結(jié)果與分析

1.適宜鹽度有利于蘆葦生長發(fā)育。萌芽期進(jìn)行水鹽處理的蘆葦株高顯著大于苗期，無鹽分處理下的株高相助大于1.5%鹽分處理，在萌芽期無鹽分處理的蘆葦株高達(dá)到（114.61±4.36）cm，是最高的，這種現(xiàn)象足以表明，水鹽處理時期和鹽度以及二者的交互作用可影響蘆葦高度。而在苗期處理和1.5% 鹽分處理的交互作用下株高最小，僅僅為 73.47±3.79cm。另外，水鹽處理時期小于鹽度對蘆葦株高的影響，而水位及三因素的交互作用對蘆葦株高未能產(chǎn)生顯著性的影響，說明在水鹽脅迫下，水位對蘆葦高度的影響并不顯著。

2.水位對植物分蘗數(shù)產(chǎn)生的不同影響。在不同水鹽處理條件下，蘆葦單株分蘗數(shù)均呈明顯增長趨勢，無鹽分處理處理的蘆葦分蘗數(shù)保持一定增速增長;1.5% 鹽處理下的增速在處理中后期放緩。 在苗期進(jìn)行水鹽處理的蘆葦，30cm和-30cm水位條件下的分蘗數(shù)顯著小于0cm和對照組，并且30cm水位的分蘗數(shù)顯著小于-30cm水位條件。說明偏高或偏低的水位條件都會對蘆葦分蘗數(shù)產(chǎn)生抑制，且淹水比缺水的抑制作用更明顯。

3.不同水鹽處理時期和水鹽聯(lián)合脅迫對植物跟生物量的影響。主根生物量顯著大于須根生物量，主根生物量是須根生物量的1.74倍。因為根系是植物吸收鹽分的部位，植物通過減少根系生物量來抵御體內(nèi)對鹽分的吸收，保持本身的持續(xù)生長，此時鹽離子輸送變緩，進(jìn)而能避免植物的鹽脅迫傷害。淹水過深限制植物的光合作用和體內(nèi)氧氣的運(yùn)輸，而氧氣濃度會制約植物對營養(yǎng)元素的吸收， 從而導(dǎo)致植物生長速率降低， 濕地植物生物量分配到地下的部分隨水深增加而減少，可見， 鹽分加劇了水位對于根系生物量的影響。綜合水鹽要素，水位對蘆葦根生物量的影響大于鹽度，不同水鹽處理時期對根生物量的影響最小。

4.水鹽處理時期的多變和水鹽聯(lián)合脅迫對植物不同土層總根生物量的影響。土層深度加深，蘆葦總根隨其減少。近地面土層主要分布著根系總生物量， 20～40cm土層中總根生物量隨著水位增長出現(xiàn)先增高后降低的趨勢，0cm水位處理組根系總生物量達(dá)到最高， 后隨著水位繼續(xù)升高生物量下降， 40～60 cm 土層中根系生物量隨著水位升高呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。土層與水位的交互作用對總根生物量產(chǎn)生了顯著性影響，且土層的影響比水位大。

四、結(jié)語

植物要想從土壤中獲取所需營養(yǎng)，就必須通過根系來實現(xiàn)，植物的環(huán)境適應(yīng)性和競爭力可通過根系生物量的空間分布情況看出，從根系生物量垂直分布上的差異可看出根系生物量的空間分布，在文中，根系生物量主要分布在近地面土壤表層，土壤深度增加，根系生物量呈現(xiàn)遞減趨勢。

參考文獻(xiàn)：

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