植物功能性状对三峡水库水位变动的响应机制

Plant functional traits reflect plant's response and adaption to the habitat, which play an important role in the ecosystem evolution and ecological restoration, but the response mechanism between functional traits and environmental changes is still unclear. To address the unknown issue that the ecological adaption mechanism of plant functional traits under the water level fluctuation, this study selects plants of the littoral zone of the Three Gorges Reservoir (TGR) and targets at the plant functional traits to study its characteristics and patterns of spatial and temporal distribution along the water level gradient, analysis its trade-off and fitness, explore the internal relationship between plant functional traits and community building, reveal the ecological adaption mechanism of plant traits of the littoral zone to the TGR hydrology, in order to provide theoretical support for sustainable management of littoral zone ecosystem of the reservoir.

植物功能性状反映植物对生长环境的响应和适应，在生态系统演化以及植被修复中具有重要作用，但功能性状与环境变化的响应机制仍未明朗。针对水位变动下消落带植物功能性状生态适应机制不明等的科学问题，本研究拟以三峡水库消落带植物为研究对象，以植物功能性状为切入点，研究植物功能性状特征及其沿水位梯度的时空分布规律，分析功能性状权衡策略和适应性，探究功能性状与群落构建的内在关系，揭示消落带植物功能性状与三峡水库周期性水文规律的生态适应机制，以期为水库消落带生态系统可持续管理提供理论支撑。

项目针对水位变动下消落带植物功能性状生态适应机制不明等的科学问题，以三峡水库消落带植物为研究对象，研究植物功能性状特征及其沿水位梯度的时空分布规律，分析功能性状权衡策略和适应性，探究功能性状与群落构建的内在关系，揭示消落带植物功能性状与三峡水库周期性水文规律的生态适应机制，以期为水库消落带生态系统可持续管理提供理论支撑。重要结果如下：.（1）消落带现存植物物种数量（108种，较2002年成库前减少约75%），植被以一年生、多年生草本植物为主。.（2）不同水位梯度群落优势物种存在差异，低海拔区域为狗牙根，中海拔区域为苍耳、狗牙根、香附子，高海拔区域为香附子、苍耳；植物群落均质化现象显著，多样性随水位梯度分布格局符合“中度干扰”假说。.（3）水位变动对库区植物功能性状的影响具有趋同特征，不同水位梯度下功能性状差异显著；.（4）低海拔区域植物群落性状趋同性增加，中高海拔区域植物功能性状差异较大。.（5）消落带优势物种采取不同的性状适应策略应对水位变动。狗牙根采取“忍耐型”策略适应重度水淹，成为消落带重要的优势物种；苍耳采用“快速投资-收益”的逃避型策略应对中度水淹干扰；香附子采用“忍耐”策略适应中度水淹胁迫，苍耳和香附子成为中等水位梯度的优势种。.（6）水淹胁迫导致不同水位梯度下狗牙根分子、生理和形态性状发生显著变化。狗牙根具有快速抗氧化系统，过氧化氢酶在其中起着重要作用。.项目实施的意义在于：.（1）揭示水位变动下消落带植物功能性状特征和时空变化规律，填补反季节水位变动的消落带生态系统植物功能性状研究的空白；.（2）采用多元分析解析群落性状变异的环境因素，揭示消落带植物群落生态适应策略的潜在驱动力，阐述优势植物功能性状变异与权衡策略的内在关联；.（3）首次从分子、蛋白、个体、群落等水平，结合室内实验和野外数据验证优势植物狗牙根应对水位变动的适应性机制，揭示植物功能性状对群落构建的重要意义。