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湿地植物是湿地生态系统的重要组成部分,湿地水文过程是湿地植物的分布、组成和演替的决定性环境因子。近年来在气候变化和人类活动的双重影响下,鄱阳湖流域极端水文事件频发,湖区洲滩湿地的生态过程也随之发生相应的变化。研究洲滩湿地水文变化过程的生态影响,尤其是水位与植被生长演替之间的相互关系尤为重要。灰化薹草作为鄱阳湖湿地植物群落的重要建群种,是鄱阳湖湿地主要的代表性植物物种,也是构成鄱阳湖洲滩湿地生态系统物质循环和能量流动的重要组分,探讨地下水位埋深与淹水深度对灰化薹草生理生态特征的影响,对于阐明鄱阳湖湿地植被与水文过程之间的动态响应关系具有重要的理论价值和现实意义。 本论文主要基于控制性模拟试验,研究水位对鄱阳湖湿地灰化薹草生态生理特征的影响。通过开展不同地下水位埋深和淹水深度变化对春夏季灰化薹草生态生理特征的影响试验,淹水深度对夏季灰化薹草活株死亡情况的影响试验以及地下水位埋深对秋季灰化薹草抽穗特征的影响试验,探讨不同水位条件下灰化薹草的形态特征、生理特征以及种群的生长演替特征。研究结果能够为鄱阳湖湿地生态系统的健康评价、生态修复和保护管理提供一定的科学理论支撑和实践参考依据。论文的主要研究结果如下: (1)地下水位埋深对灰化薹草生态生理特征的影响 地下水位埋深对灰化薹草生长及其种群生长演替的影响呈现季节性变化。春季,地下水位埋深对灰化薹草的萌芽数、植株的高度和叶长、密度、物种多样性、酶活性等生理特征的影响均不显著;夏季,地下水位埋深对灰化薹草生长及其种群演替的影响显著。通过对灰化薹草各处理的形态指标、种群指标以及生理指标监测结果表明:地下水位埋深10cm是灰化薹草萌发和生长适宜的水位;地下水位埋深超过80cm,灰化薹草明显衰退,尤其是地下水位埋深超过120cm时,可能引起灰化薹草的演替。 (2)地下水位埋深对秋季灰化薹草抽穗特征的影响 地下水位埋深10cm是最适宜秋季灰化薹草抽穗的水位,主要表现是单位面积上抽穗数量最多,此外,地下水位埋深对灰化薹草穗的形态特征的影响小于对抽穗数量的影响。穗的形态特征之间也呈极显著的正相关关系,在抽穗期,灰化薹草的超氧化物歧化酶活性、游离脯氨酸含量只有在极端湿润和干旱的条件下才表现出显著的差异性。 (3)淹水深度对灰化薹草的生态特征的影响 春季淹水条件不适合于灰化薹草的生长。淹水20cm以上将严重抑制灰化薹草的萌发,淹水60cm以上灰化薹草基本没有出现萌芽生。通过分析各处理间灰化薹草萌芽数和株高的差异性表明春夏季,淹水0cm到出露20cm处理更适宜灰化薹草生长,淹水40-60cm虽然有灰化薹草的萌芽,但其株高最低,且在生长5个月后最终死亡。长期的淹水会引起灰化薹草种群向沼生植物和沉水植物发展。 (4)夏季淹水深度对灰化薹草活株死亡情况的影响 夏季淹水约两个月后,由于长期缺乏光合作用和呼吸作用,灰化薹草开始出现死亡现象。不同水深之间的差别在于,淹水深度100cm以内,淹水深度越深,出现死亡现象的情况越早,死亡率也越大;淹水6个月后,不同的淹水深度之间的灰化薹草死亡率存在明显的差别。淹水深度20cm内,死亡率不低于30%;而淹水深度40-60cm,其灰化薹草的死亡率超过80%;淹水深度80-100cm时,灰化薹草的死亡率则达到100%。