濕地植物生長對水位變化的響應(yīng)研究

曹家銘 賈永強 葛惠鑫 王振芬

摘要：以濕地水文變化過程為出發(fā)點，為了更好的發(fā)揮濕地“地球之腎”的功能，探討水位變化對濕地植物的生理過程的影響，分析了植物個體生長發(fā)育及植物競爭關(guān)系對水位變化的響應(yīng)。結(jié)果表明，水位變化會對植物的生長狀態(tài)、種群競爭、群落組成有著很大的影響，水位變化也會對整個濕地生態(tài)系統(tǒng)帶來變化?？刂茲竦厮?，適時干預(yù)濕地植物生長狀況，對濕地生態(tài)環(huán)境修復(fù)具有重要的促進作用。

關(guān)鍵詞：濕地;水位變化;植物生長;生理響應(yīng)

世界自然保護大綱中，濕地與森林、海洋一起并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)，是重要的國土資源和自然資源。它在涵養(yǎng)水源、控制洪水、防止土壤沙化、改善環(huán)境等方面有不可替代的作用，有“地球之腎”的美稱。而濕地的物質(zhì)生產(chǎn)、氣候調(diào)節(jié)、凈化水質(zhì)、提供動物棲息地等功能因濕地植物的生長群落及種類不同各地存在明顯差異，可見濕地植物對濕地發(fā)揮生態(tài)功能的影響甚大。

現(xiàn)在，隨著人類對自然環(huán)境的改造，很多濕地面積大量減少，導(dǎo)致了濕地生態(tài)系統(tǒng)漸漸消失。濕地植物對于濕地水文過程會產(chǎn)生很大的影響，可以幫助濕地生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)[1]。

1 濕地植物個體生長發(fā)育對水位過程的響應(yīng)

水文過程與濕地生態(tài)系統(tǒng)的形成和演變之間具有緊密關(guān)系，是濕地生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)展的重要促進因素。水文過程在濕地的生態(tài)過程中扮演著重要的角色，濕地中的水文可以影響到濕地生態(tài)系統(tǒng)中的生物以及在這些生物和系統(tǒng)之間的物理或化學(xué)作用。

濕地植物是濕地生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分，在生態(tài)系統(tǒng)中主要位于食物鏈的基礎(chǔ)部分，屬于初級生產(chǎn)者，濕地植物可以為濕地生態(tài)系統(tǒng)中的生物等提供棲息場所以及食物。

濕地植物對水位變化的反應(yīng)主要由出露在地面以上的部分的生長反應(yīng)所體現(xiàn)，主要參數(shù)有濕地植物的株高、節(jié)間距、分枝數(shù)、葉長及葉寬等形態(tài)特征。通過濕地觀測實驗結(jié)果表示出，隨著濕地水位的變化，濕地植物在水下的部分也會隨之而改變，主要表現(xiàn)為濕地水位如果增加，濕地植物沉在水下面的部分就會增加高度;反之，如果濕地水位下降，則濕地植物沉在水下面的部分就會降低。若濕地水位上升到一定的程度時，植物生長則不會再隨著水位上升而增加。因此，濕地植物水下部分的生長也會有一定的限制，對于其生長存在一個最佳水位。在一定范圍內(nèi)，濕地水位產(chǎn)生的變化不會對濕地植物的生長產(chǎn)生制約，然而，不同的植物對濕地水位的變化反應(yīng)是不同的。例如，蘆葦對濕地水位的變化，當(dāng)水位增加時，蘆葦?shù)闹旮叩葧S著水位上升而增加，但是，當(dāng)水位到了0.45m時，蘆葦則不再增長，這就是蘆葦?shù)臉O限濕地水位;長苞香蒲到了0.45m時，它的生長狀態(tài)只是會變慢，但是還有繼續(xù)增加的趨勢。

2 濕地植物群落生長發(fā)育對水位變化的響應(yīng)

濕地植物之間的相互關(guān)系和植物生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系一致，主要包括促進作用和競爭作用，這兩種競爭有助于植物種群的反演和群落的形成，能夠調(diào)節(jié)植物內(nèi)部和外部的關(guān)系。植物促進作用是指兩種植物或者兩種以上植物，通過植物間的作用，可以讓一種或多種植物更好地生長。競爭關(guān)系主要是兩種植物或者兩種以上植物相互妨礙生長、相互抑制生長的關(guān)系，競爭關(guān)系可以讓一種植物阻礙生長。植物之間的關(guān)系，特別是濕地植物，這些關(guān)系受到水位變化的影響非常大，是濕地植物關(guān)系的重要影響因子。

對于同種植物而言，他們的生長也存在競爭關(guān)系，種內(nèi)的競爭一方面可以促進優(yōu)勢種的生長，另一方面可以讓研究人員更加清晰地判斷出種群的演替。以空心蓮子草為例，空心蓮子草的密度對生長狀態(tài)的負(fù)面效應(yīng)非常強，也就是說如果空心蓮子草的密度過大，會限制空心蓮子草的生長發(fā)育，當(dāng)濕地水位在0～0.2m時，空心蓮子草的密度對生長就具有負(fù)作用，但是此時的負(fù)作用較小，隨著水位的上升，上升至0.4m時，空心蓮子草的密度會迅速增加，如果水位沒過植物頂端，空心蓮子草的種內(nèi)競爭就會減弱并逐漸轉(zhuǎn)換為促進作用[2]。

在濕地生態(tài)系統(tǒng)中，隨著降雨量、地下水補給的變化，濕地水位也會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，濕地植物也會有一定的生理響應(yīng)。當(dāng)濕地水位產(chǎn)生變化的時候，濕地植物類群會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。以三峽一帶濕地生態(tài)系統(tǒng)為例，濕地群落物種組成對水位變化的響應(yīng)十分明顯，三峽在蓄水期時，水位可達到156 m，在蓄水期間，群落植物明顯減少，寬葉香蒲、雙穗雀稗等群落會減少生物量，甚至消失;狗牙根、蒼耳等分布范圍廣的植物群落，在蓄水期水位較高時，會呈現(xiàn)繼續(xù)擴大的趨勢。

3 總結(jié)

濕地對地球生態(tài)系統(tǒng)有著重要的意義，因此必須予以重視。在濕地生態(tài)系統(tǒng)中，伴隨著水文過程影響濕地植物的生長發(fā)育過程，包括生長狀態(tài)、種群競爭、群落組成等。研究濕地植物對水位變化的響應(yīng)，探究濕地水位變化對植物的生理產(chǎn)生的影響，適時地進行干預(yù)，趨利避害，對于濕地生態(tài)環(huán)境修復(fù)具有重要的促進作用。通過本文研究內(nèi)容，為濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護與修復(fù)提供參考。

參考文獻：

[1]李雅，于秀波，劉宇，張廣帥，張全軍，段后浪.濕地植物功能性狀對水文過程的響應(yīng)研究進展[J].生態(tài)學(xué)雜志，2018，37 （03）：952-959.

[2]楊嬌，厲恩華，蔡曉斌，王智，王學(xué)雷.濕地植物對水位變化的響應(yīng)研究進展[J].濕地科學(xué)，2014，12 （06）：807-813.

項目基金：黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目 （201810236042）

通訊作者：王振芬，1985年生，女，講師，碩士，從事農(nóng)業(yè)水土環(huán)境及節(jié)水灌溉模式研究。