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- 水淹对中山杉生长的影响
- 发布日期:[2021/01/02]
水淹结束后植物的保存率是衡量其水淹耐受能力的重要指。从2009年三峡水库运行到现在,消落带上的植被已经历了6次水淹,许多陆生植物因难以忍受反复淹水的环境而逐渐消亡。从研究结果可以看出,中山杉经历1次水淹后 可以在162m高程处存活,当水淹次数增加至3次时,163~164m高程段内中山杉全部死亡,165~167m高程段内的保存率下降至41.2%~71.4%,但168m高程以上地带的中山杉能够全部存活。在经历水库运行至今的全部6次水淹后,170~175m高程范围内的保存率仍然达到了98%。说明水淹次数的增加会导致168m高程以下中山杉的保存率逐渐下降,但尚未对168m高程以上地带中山杉的保存率产生影响。
耐淹植物可以通过逃避和忍耐2种策略来适应水下缺氧环境。当遭遇水淹胁迫时,茎的伸长有利于植株逃避水淹环境,而当水淹胁迫较强时,植株只能通过无氧呼吸产生少量的能量,此时减缓茎的生长速度可以帮助植株减少能量的消耗,储存足够的营养物质以维持植物体的存活。三峡消落带上的植物遭受的水淹胁迫程度因其所处高程的不同而异:高程越低,则水淹深度越大,水淹时间越长,植物受到的水淹胁迫也越强,植物对水淹胁迫的适应方式也会随之变化。例如,狗牙根在165~170m高程带上以延长茎的节间长度的方式进行了茎的伸长生长,在145~150m高程带上则不再发生茎伸长现象。本研究表明,3个研究区内中山杉的胸径、地径和冠幅均随高程的降低而减小,树高总体上呈现同样的趋势。这可能是由于随着高程的降低,中山杉遭受的水淹胁迫程度加强,中山杉减缓了枝干及冠层的生长以保存更多的养分来维持植株的生存。但是,五溪、新月湾、沱口研究区内的中山杉分别在166~168m、165~167m、170~172m高程段上存在树高随高程降低(水淹胁迫程度加强)而增大的现象,这有可能是因为三峡水库的退水期正值植物的生长季,退水过程使这些中山杉加速了树高生长,从而尽快出露水面,摆脱水淹胁迫,并且延迟其冠层在水库秋季蓄水时的淹没时间。
三峡库区消落带上的植物面对的是水淹胁迫周期性重复的环境。随着水淹次数的增加和植物的树高生长,较高高程段上植株的冠层将逐步摆脱水淹环境,水淹对植物的影响可能会随之减弱。本研究中,经历1次、3次水淹的中山杉树高、胸径、地径和冠幅与水淹深度显著相关,表明中山杉在水淹初期受到了水淹的显著影响。而经历6次水淹的中山杉的树高、胸径、地径和冠幅与水淹深度不相关,这可能是因为此时中山杉的平均树高已达6.63m,植株的冠层始终都能出露水面,所以水淹对这些中山杉生长的影响较小。由于野外环境中的植物是随着三峡水位下降渐次出露的,难以在同样的温度、湿度等条件下对植物生理指标进行测定,笔者没有对野外环境中的中山杉进行生理特性方面的研究,多次水淹后中山杉的生理耐淹机制是否发生了改变还需要今后的室内模拟试验予以揭示。
环境因子是影响植物生长的重要因素。低洼地形容易在水库退水后积聚较多水流、土壤含水量相对较大,张建军等的研究表明桑树(Mulberry)在排水不良地带的萌发率显著降低。本研究也表明,低洼地带中山杉的保存率明显降低,树高、胸径显著减小。因此,笔者建议在低洼地形种植中山杉时适当整治地形,防止水流淤积危害中山杉的生长。此外,在水位涨落的过程中,消落带上植物赖以生存的土壤渐渐被水体带走,导致部分植物的根系暴露在空气中。而本研究发现,中山杉在根系裸露的情况下仍然能够正常的生长,这一现象说明中山杉具有很强的生命力,能够适应消落带土壤流失严重的环境。植物对消落带土壤具有一定的改良作用。一般认为,长期的水淹会导致土壤结构遭到破坏,土壤密度增加、孔隙度减小。前人研究发现,植物的凋落物和根系可以稳定土壤结构、提高土壤抗冲性,从而部分消除江水和降雨对土壤的冲刷和淋溶作用。本研究中,土壤的理化性质未呈现显著的变化趋势,可能是由于中山杉的根系在土体中的交错和穿插,改善了土壤的理化性质,进而增强了该区域土壤的稳定性[24]。因此,中山杉可能对消落带的生态环境恢复发挥了重要作用。
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