植物与环境间的相互作用关系是植物生态学关注的热点问题。研究湿地植物如何通过调节自身防御策略来适应外界不利环境因素,可以深入发掘植物与环境的内在联系,对进一步理解湿地生态过程具有重要意义。因此,本研究以三江平原淡水湿地生态系统为研究对象,基于野外监测,并与原位控制实验相结合,阐明了外源性氮、磷输入、增温和水位变化对湿地植物养分动态、化学计量比和抗性组分含量等的影响,分析了湿地植物化学和物理抗性组分、生长和防御间的权衡关系,探讨了不同水位梯度下湿地植物的资源分配策略,从而揭示了三江平原湿地植物对环境变化的防御机制。主要取得以下结论:(1)通过野外原位控制实验发现,长期的外源性氮输入对狭叶甜茅中的物理抗性组分和化学抗性组分均产生了显著影响,且除总多酚含量外,外源性氮输入对这些抗性组分的影响因植物不同组织而异。对于狭叶甜茅叶片而言,外源性氮输入同时显著地降低了其化学抗性组分(总多酚和单宁)和物理抗性组分(纤维素和木质素)的含量,而对于狭叶甜茅茎部而言,较低水平的氮输入显著地增加了其木质素的含量。此外,狭叶甜茅叶片中的C:N和纤维素、木质素含量呈显著地正相关性。因此,外源性氮输入可以通过改变植物体内抗性组分的含量来影响植物的碳分配,从而影响湿地生态系统中碳和养分的循环。(2)通过野外原位控制实验发现,长期的外源性磷输入对狭叶甜茅中的物理和化学抗性组分均有显著影响,且这些影响随植物不同组织而异。外源性磷输入显著地降低了狭叶甜茅叶片中化学抗性组分(总多酚和单宁)的含量。对于物理抗性组分而言,外源性磷输入降低了狭叶甜茅叶片中纤维素和木质素的含量,却显著地增加了其茎部纤维素和木质素的含量。此外,狭叶甜茅茎部的C:N与纤维素、木质素含量呈显著的正相关性。因此,外源性磷输入也可以通过改变植物体内抗性组分的含量来影响湿地生态系统中碳和养分的循环,且植物不同组织对外源性磷输入的防御策略有所不同。(3)通过培养实验发现,水位变化对小叶章和漂筏苔草中的总多酚、单宁、纤维素和木质素含量均有显著影响,这些影响随植物不同组织而异。水位升高显著地降低了小叶章根部和叶片中的木质素含量,却增加了漂筏苔草根部和叶片中的木质素含量。对于小叶章叶片而言,其化学抗性组分总多酚和单宁含量随水位梯度升高呈单峰曲线变化,且在5cm处含量达到最低值,而总多酚和单宁含量在漂筏苔草叶片中随水位变化趋势与小叶章相反。此外,在小叶章的叶片中以及漂筏苔草的根部和叶片中,均可以发现物理和化学抗性组分含量间存在负相关性。因此,湿地中植物不同组织(根、茎和叶)对水位变化的防御机制不同,且在不同水位梯度下,植物物理和化学抗性组分含量间存在权衡关系。(4)通过野外监测发现,水位增加会降低小叶章的高度、相对丰度、地上生物量和叶片中的C:N,但显著增加了其叶片中的单宁含量。而对于物理抗性组分而言,小叶章叶片中的木质素和纤维素含量均随着水位梯度增加而降低。因此,小叶章可以同时采用物理和化学防御策略应对水位变化。此外,小叶章的地上生物量、相对丰度和叶片C:N均与其叶片中的单宁含量呈显著地负相关性,而与其物理防御组分含量呈显著地正相关性。这些结果表明在不同水位梯度下,植物的生长和化学防御间存在权衡关系,这些结果对我们进一步理解淡水湿地生态系统中的植物群落分布具有重要意义。(5)通过OTC野外原位增温实验发现,增温可以同时增加大气温度和土壤温度,且对土壤的增温幅度高于气温。温度升高增加了狭叶甜茅叶片中的总氮含量和总多酚的含量,而对其他抗性组分无显著影响,且对毛苔草内的抗性组分也无显著影响。这些研究结果揭示了植物对增温的防御策略因不同植物而异,对进一步探讨全球变化背景下植物的防御策略提供了有力依据。