湿地芦苇对干旱、淹水交替条件的生理生态响应及其适应对策

湿地植物是湿地生态系统结构和功能得以维持的最关键因素。全球气候变化引起的强降雨和干旱等极端水文事件越来越频繁，使湿地受到干旱和淹水交变的影响。这种水文状况严重影响了湿地植物的生长发育、植被群落的组成和演替。明晰湿地植被对干湿交替条件的响应及其适应对策是研究湿地退化和恢复的理论基础。.芦苇具有较强的水分生境适应能力，是湿地恢复和重建的重要供选植物。本项目以芦苇为材料，采用大田试验和盆栽试验相结合的方法，利用植物解剖学、生理学和生态学的实验技术，研究干旱和淹水交替对芦苇生理生态特征的影响，分析不同生育期芦苇对年内和年际间干旱、淹水交变的响应机制，揭示芦苇在器官、个体和种群三个层次对干旱、淹水交替生境的适应对策；透过芦苇对模拟不规则降水的反馈信息，明确湿地芦苇种群的消长规律；由芦苇不同发育期对干湿交替的耐受分析，为湿地生态补水恢复和建立芦苇高产的灌排制度提供理论依据。

全球气候变化引起的强降雨和干旱等极端水环境变化越来越频繁，这些水文活动严重影响了湿地生态系统，尤其是植被群落的组成和演替，明晰典型湿地植被对极端水文活动的响应机制和适应策略是研究湿地退化和恢复的理论基础。本项目以芦苇为材料，通过芦苇种群在年内和年际干旱、淹水交替条件下的形态调查和生理测试，研究了芦苇个体的响应及其适应对策，明确了芦苇种群在极端水文波动下的消长规律，为缺水退化湿地生态补水提供科学指导，为建立芦苇高产的供水模式提供理论依据。.在生长季内，（1）随着淹水时间的推后，即干旱胁迫的时间的增加，芦苇展示出一定的响应干旱胁迫与盐碱胁迫的自我调控机制，显著提高了光合速率、积累了盐离子抵御因干旱造成的渗透胁迫，并将吸收的Na+存储在根和根茎等地下器官中，减少其对地上茎叶器官的伤害等一系列的生理特征变化。因此需要在芦苇生长前期（6-8月）开始补水，可有效的积累与长期淹水或者湿润相当的生物量和生长所需要的矿质元素含量如K和Mg，恢复其生长。（2）随着干旱胁迫的推后，即淹水时间的增加，芦苇的株高有增加，但生物量呈现先增加后降低趋势，地上和地下器官中Na+含量，地上器官的K+含量呈先降低后上升趋势，光合性能整体呈现下降趋势，以上结果表明芦苇生长中期开始干旱（从8月份开始）有利于芦苇的个体干物质积累。在为期2个月的干旱胁迫开始前，芦苇淹水2个月，已经完成了大部分的光合积累和营养吸收过程，具有足够的代谢物质抵抗以及应对干旱胁迫。（3）随着芦苇适当的发育阶段实施1、2和4次干湿交替，可有效提高芦苇的生物量和光合速率，并积累较少的盐离子。随着干湿交替的频次增加，芦苇受干旱或者淹水单次胁迫的时间越少，不仅缓解了极端水分条件对芦苇的影响，而且促进了其生长发育。在芦苇生长发育前期补水（6、7和8月份），能显著促进芦苇的增长和生物量积累，光合性能显著增强，并且芦苇器官中含有较少的Na+。多次干湿交替，不仅显著的提高了芦苇的生物量和较高的光合能力，而且优化了盐碱土壤的理化性质和盐离子成分，这种方式即可有效率的节约淡水资源又能科学的恢复退化的盐碱芦苇沼泽。.在不同生长季间，芦苇需要持续的水资源，在年际间的极端水文变化下，芦苇个体和种群的形态和光合生理等指标均低于连年湿润和淹水的处理，表现为稳定不增长趋势，连年湿润和淹水条件为稳定增长趋势，连年干旱则为显著下降趋势。