黄河三角洲滨岸潮滩湿地碱蓬对水沙条件及氮输入的适应性
发布时间：2021-02-15 17:26
调水调沙工程的实施为黄河三角洲带来大量淡水恢复退化湿地的同时,也改变了湿地的水沙状况并带来大量的外源物质。本研究采用3因素4水平的正交试验,以黄河口滨岸潮滩湿地典型的先锋物种碱蓬为研究对象,探讨了其对淹水深度、泥沙埋深及外源氮输入的适应机制。结果表明:泥沙埋深对碱蓬叶片蛋白含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响较大;氮输入对过氧化物酶（POD）活性的影响较大,而3种处理对过氧化氢酶（CAT）活性的影响无显著差异。淹水深度对叶、茎及总干重具有显著影响,且随淹水深度的增加呈现减小趋势,最大值（25.70、40.86、69.73 g）均出现在2 cm淹水处理;而氮输入及泥沙埋深对碱蓬干重的影响不显著。极差分析表明,淹水深度对碱蓬叶、茎、根及总干重的影响最为显著,其次为氮输入和泥沙埋深,2 cm淹水深度+12 cm埋深深度+9 g·m-2氮输入量最有利于碱蓬的生长。可见,淹水深度的变化对碱蓬的生长起到决定性的作用,在调水调沙等工程的实施过程中应注重淹水深度的把控。
【文章来源】：应用生态学报. 2020,31(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同处理对碱蓬干重影响的正交试验趋势图
氮素作为生态系统营养水平的指示剂之一,常常是湿地土壤中最主要的限制性养分[20],一定量的养分输入可在一定程度上刺激湿地植物的生长[21-22],但当其生长环境中的养分含量增加后,植物体本身会表现出一定的响应,并可通过适时调整生长节律(如生长期延长等)及其对养分的分配以达到对可获得资源的最佳利用[23-24]。此外,湿地植物的自身生物学特性也会对氮素的吸收利用产生影响[25]。水分状况决定湿地土壤的营养状况和地表植物群落的类型与结构,影响生态系统生产力。水文情势变化主要通过改变湿地的理化环境(如营养物质和氧的可获取性、土壤和水体含盐量、pH 值和沉积物特性等)来影响湿地植被的组成、结构和功能[26]。具体而言,湿地水文情势变化如淹水会减少植被根系的O2供应,引起植物叶片的气孔关闭,降低净光合速率、气孔开度和光化学量子效率,影响叶片叶绿素含量,此外还会影响种子的萌发及繁殖[27-29]。湿地植物可通过改变自身的高度、茎粗、种群密度、不定根发育以及调节体内抗氧化胁迫物质含量来适应湿地长期积水或者季节性积水的生长环境[9,30]。
碱蓬总干重、叶、茎及根干重的变化范围分别为14.70～69.73、5.23～25.70、7.85～40.86和1.54～5.35 g(图1),表明淹水深度、泥沙沉积以及外源氮输入对碱蓬植株干重具有影响,具体表现为随淹水深度的增加,碱蓬叶、茎、根及总干重呈减小趋势,其中叶、茎及总干重的最大值(25.70、40.86、69.73 g)均出现在W1(2 cm)处理;随着氮输入的增加,碱蓬叶、茎、根及总干重呈现先减小后增加的趋势;而泥沙沉积对碱蓬的干重的影响无明显规律(图2)。极差分析结果显示(表2),淹水深度对碱蓬叶、茎、根及总干重的影响均最大(R=45.53、56.75、6.58、108.86),其次为氮输入(R=23.74、48.99、4.41、34.83)和泥沙埋深(R=9.32、11.41、5.89、19.69),且淹水深度对总干重、叶干重及茎干重的影响达到显著水平,而氮输入及泥沙埋深对碱蓬干重的影响均未达到显著水平(表3)。表2 黄河三角洲氮输入、泥沙沉积及淹水深度对碱蓬干重影响的正交试验统计结果和极差分析Table 2 Orthogonal test analysis result of Suaeda salsa’s dry weight under different water depth, sediment burial and nitrogen input W S N 叶Leaf (g) W S N 茎Stem (g) W S N 根Root (g) W S N 总干重Total dry weight (g) 1 1 1 1 17.68 1 1 1 28.99 1 1 1 3.57 1 1 1 50.24 2 1 2 2 24.87 1 2 2 33.21 1 2 2 3.55 1 2 2 61.62 3 1 3 3 21.20 1 3 3 30.03 1 3 3 4.43 1 3 3 55.66 4 1 4 4 25.70 1 4 4 40.86 1 4 4 3.18 1 4 4 69.73 5 2 1 2 18.01 2 1 2 27.96 2 1 2 2.53 2 1 2 48.50 6 2 2 1 11.75 2 2 1 23.54 2 2 1 2.06 2 2 1 37.35 7 2 3 4 25.00 2 3 4 37.34 2 3 4 5.35 2 3 4 67.69 8 2 4 3 16.95 2 4 3 30.52 2 4 3 1.91 2 4 3 56.92 9 3 1 3 11.40 3 1 3 22.94 3 1 3 1.54 3 1 3 35.87 10 3 2 4 18.38 3 2 4 31.16 3 2 4 2.39 3 2 4 51.93 11 3 3 1 19.68 3 3 1 26.05 3 3 1 3.64 3 3 1 49.37 12 3 4 2 14.33 3 4 2 21.73 3 4 2 1.60 3 4 2 37.65 13 4 1 4 14.72 4 1 4 25.96 4 1 4 2.32 4 1 4 42.99 14 4 2 3 13.01 4 2 3 22.95 4 2 3 1.76 4 2 3 37.72 15 4 3 2 5.23 4 3 2 7.85 4 3 2 1.62 4 3 2 14.70 16 4 4 1 10.95 4 4 1 19.58 4 4 1 2.46 4 4 1 32.99 K1 89.44 61.80 60.05 133.08 105.85 98.16 14.73 9.95 11.73 237.25 177.59 169.93 K2 71.70 68.00 62.43 119.35 110.85 86.32 11.85 9.76 8.82 210.45 188.61 162.46 K3 63.79 71.11 62.56 101.87 101.27 106.43 9.15 15.03 9.64 174.81 187.41 186.17 K4 43.91 67.92 83.79 76.33 112.67 135.31 8.15 9.15 13.23 128.39 197.28 197.28 R 45.53 9.32 23.74 56.75 11.41 48.99 6.58 5.89 4.41 108.86 19.69 34.83
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土丘陵区草地植被群落优势种叶片功能性状对氮磷添加的响应[J]. 杨全,陈志飞,周俊杰,赖帅彬,简春霞,王智,徐炳成. 应用生态学报. 2019(11)
[2]氮素补给对呼伦贝尔草甸草原退化草地牧草产量和品质的影响[J]. 刘卓艺,王晓光,魏海伟,张志委,杨国姣,胡艳宇,吕晓涛. 应用生态学报. 2019(09)
[3]基于淹水时长梯度的鄱阳湖优势湿地植被生态阈值[J]. 韩祯,王世岩,刘晓波,彭文启,葛刚,黄爱平. 水利学报. 2019(02)
[4]黄河口滨岸潮滩湿地泥沙沉积及外源镉Cd输入对碱蓬物质量分配及抗氧化酶活性的影响[J]. 宋红丽,王立志,郁万妮,吴希媛. 环境科学. 2018(08)
[5]黄河口新生湿地碱蓬生物量及氮累积与分配对外源氮输入的响应[J]. 胡星云,孙志高,孙文广,王苗苗,王伟,田莉萍. 生态学报. 2017(01)
[6]氮、磷输入对黄河口潮滩湿地不同生境下碱蓬种子萌发与幼苗生长的影响[J]. 宋红丽,孙志高,孙景宽,牟晓杰,姜欢欢,孙文广. 草业学报. 2012(06)
[7]小浪底水库对黄河三角洲湿地水分条件和景观格局的影响[J]. 薛小杰,巩琳琳,白涛,蒋晓辉. 水土保持通报. 2012(04)
[8]黄河三角洲滨海湿地水盐胁迫对盐地碱蓬幼苗生长和抗氧化酶活性的影响[J]. 管博,于君宝,陆兆华,张莹,王雪宏. 环境科学. 2011(08)
[9]Model of water-sediment regulation in Yellow River and its effect[J]. LI GuoYing1,2 & SHENG LianXi2 1 Yellow River Conservancy Commission,Zhengzhou 450003,China;2 Northeast Normal University,Changchun 130024,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(04)
[10]水盐环境梯度下翅碱蓬（Suaeda salsa）的生态阈值[J]. 崔保山,贺强,赵欣胜. 生态学报. 2008(04)
博士论文
[1]水文条件变化对三江平原沼泽湿地土壤碳蓄积的影响[D]. 侯翠翠.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2012
本文编号：3035256
【文章来源】：应用生态学报. 2020,31(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同处理对碱蓬干重影响的正交试验趋势图
氮素作为生态系统营养水平的指示剂之一,常常是湿地土壤中最主要的限制性养分[20],一定量的养分输入可在一定程度上刺激湿地植物的生长[21-22],但当其生长环境中的养分含量增加后,植物体本身会表现出一定的响应,并可通过适时调整生长节律(如生长期延长等)及其对养分的分配以达到对可获得资源的最佳利用[23-24]。此外,湿地植物的自身生物学特性也会对氮素的吸收利用产生影响[25]。水分状况决定湿地土壤的营养状况和地表植物群落的类型与结构,影响生态系统生产力。水文情势变化主要通过改变湿地的理化环境(如营养物质和氧的可获取性、土壤和水体含盐量、pH 值和沉积物特性等)来影响湿地植被的组成、结构和功能[26]。具体而言,湿地水文情势变化如淹水会减少植被根系的O2供应,引起植物叶片的气孔关闭,降低净光合速率、气孔开度和光化学量子效率,影响叶片叶绿素含量,此外还会影响种子的萌发及繁殖[27-29]。湿地植物可通过改变自身的高度、茎粗、种群密度、不定根发育以及调节体内抗氧化胁迫物质含量来适应湿地长期积水或者季节性积水的生长环境[9,30]。
碱蓬总干重、叶、茎及根干重的变化范围分别为14.70～69.73、5.23～25.70、7.85～40.86和1.54～5.35 g(图1),表明淹水深度、泥沙沉积以及外源氮输入对碱蓬植株干重具有影响,具体表现为随淹水深度的增加,碱蓬叶、茎、根及总干重呈减小趋势,其中叶、茎及总干重的最大值(25.70、40.86、69.73 g)均出现在W1(2 cm)处理;随着氮输入的增加,碱蓬叶、茎、根及总干重呈现先减小后增加的趋势;而泥沙沉积对碱蓬的干重的影响无明显规律(图2)。极差分析结果显示(表2),淹水深度对碱蓬叶、茎、根及总干重的影响均最大(R=45.53、56.75、6.58、108.86),其次为氮输入(R=23.74、48.99、4.41、34.83)和泥沙埋深(R=9.32、11.41、5.89、19.69),且淹水深度对总干重、叶干重及茎干重的影响达到显著水平,而氮输入及泥沙埋深对碱蓬干重的影响均未达到显著水平(表3)。表2 黄河三角洲氮输入、泥沙沉积及淹水深度对碱蓬干重影响的正交试验统计结果和极差分析Table 2 Orthogonal test analysis result of Suaeda salsa’s dry weight under different water depth, sediment burial and nitrogen input W S N 叶Leaf (g) W S N 茎Stem (g) W S N 根Root (g) W S N 总干重Total dry weight (g) 1 1 1 1 17.68 1 1 1 28.99 1 1 1 3.57 1 1 1 50.24 2 1 2 2 24.87 1 2 2 33.21 1 2 2 3.55 1 2 2 61.62 3 1 3 3 21.20 1 3 3 30.03 1 3 3 4.43 1 3 3 55.66 4 1 4 4 25.70 1 4 4 40.86 1 4 4 3.18 1 4 4 69.73 5 2 1 2 18.01 2 1 2 27.96 2 1 2 2.53 2 1 2 48.50 6 2 2 1 11.75 2 2 1 23.54 2 2 1 2.06 2 2 1 37.35 7 2 3 4 25.00 2 3 4 37.34 2 3 4 5.35 2 3 4 67.69 8 2 4 3 16.95 2 4 3 30.52 2 4 3 1.91 2 4 3 56.92 9 3 1 3 11.40 3 1 3 22.94 3 1 3 1.54 3 1 3 35.87 10 3 2 4 18.38 3 2 4 31.16 3 2 4 2.39 3 2 4 51.93 11 3 3 1 19.68 3 3 1 26.05 3 3 1 3.64 3 3 1 49.37 12 3 4 2 14.33 3 4 2 21.73 3 4 2 1.60 3 4 2 37.65 13 4 1 4 14.72 4 1 4 25.96 4 1 4 2.32 4 1 4 42.99 14 4 2 3 13.01 4 2 3 22.95 4 2 3 1.76 4 2 3 37.72 15 4 3 2 5.23 4 3 2 7.85 4 3 2 1.62 4 3 2 14.70 16 4 4 1 10.95 4 4 1 19.58 4 4 1 2.46 4 4 1 32.99 K1 89.44 61.80 60.05 133.08 105.85 98.16 14.73 9.95 11.73 237.25 177.59 169.93 K2 71.70 68.00 62.43 119.35 110.85 86.32 11.85 9.76 8.82 210.45 188.61 162.46 K3 63.79 71.11 62.56 101.87 101.27 106.43 9.15 15.03 9.64 174.81 187.41 186.17 K4 43.91 67.92 83.79 76.33 112.67 135.31 8.15 9.15 13.23 128.39 197.28 197.28 R 45.53 9.32 23.74 56.75 11.41 48.99 6.58 5.89 4.41 108.86 19.69 34.83
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土丘陵区草地植被群落优势种叶片功能性状对氮磷添加的响应[J]. 杨全,陈志飞,周俊杰,赖帅彬,简春霞,王智,徐炳成. 应用生态学报. 2019(11)
[2]氮素补给对呼伦贝尔草甸草原退化草地牧草产量和品质的影响[J]. 刘卓艺,王晓光,魏海伟,张志委,杨国姣,胡艳宇,吕晓涛. 应用生态学报. 2019(09)
[3]基于淹水时长梯度的鄱阳湖优势湿地植被生态阈值[J]. 韩祯,王世岩,刘晓波,彭文启,葛刚,黄爱平. 水利学报. 2019(02)
[4]黄河口滨岸潮滩湿地泥沙沉积及外源镉Cd输入对碱蓬物质量分配及抗氧化酶活性的影响[J]. 宋红丽,王立志,郁万妮,吴希媛. 环境科学. 2018(08)
[5]黄河口新生湿地碱蓬生物量及氮累积与分配对外源氮输入的响应[J]. 胡星云,孙志高,孙文广,王苗苗,王伟,田莉萍. 生态学报. 2017(01)
[6]氮、磷输入对黄河口潮滩湿地不同生境下碱蓬种子萌发与幼苗生长的影响[J]. 宋红丽,孙志高,孙景宽,牟晓杰,姜欢欢,孙文广. 草业学报. 2012(06)
[7]小浪底水库对黄河三角洲湿地水分条件和景观格局的影响[J]. 薛小杰,巩琳琳,白涛,蒋晓辉. 水土保持通报. 2012(04)
[8]黄河三角洲滨海湿地水盐胁迫对盐地碱蓬幼苗生长和抗氧化酶活性的影响[J]. 管博,于君宝,陆兆华,张莹,王雪宏. 环境科学. 2011(08)
[9]Model of water-sediment regulation in Yellow River and its effect[J]. LI GuoYing1,2 & SHENG LianXi2 1 Yellow River Conservancy Commission,Zhengzhou 450003,China;2 Northeast Normal University,Changchun 130024,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(04)
[10]水盐环境梯度下翅碱蓬（Suaeda salsa）的生态阈值[J]. 崔保山,贺强,赵欣胜. 生态学报. 2008(04)
博士论文
[1]水文条件变化对三江平原沼泽湿地土壤碳蓄积的影响[D]. 侯翠翠.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2012
本文编号：3035256
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