蘆葦對三峽庫區(qū)消落帶N的利用.pdf

1、在充分了解三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)上,結(jié)合蘆葦特有的生態(tài)功能,模擬三峽庫區(qū)消落帶土壤含水量的變化,設(shè)置T1(植株根基部淹水超過土壤表面2cm以上)、T2(土壤水分含量為田間持水量的70％-100％)和T3(土壤水分含量為田間持水量的40％-60％)3個處理,研究三峽庫區(qū)消落帶土壤不同含水量條件下蘆葦對N的季節(jié)利用動態(tài)、蘆葦?shù)厣仙锪考竟?jié)動態(tài)和穗期的光合特性,探討蘆葦在土壤不同含水量條件下對N的利用機理和地上生物量積累的季節(jié)變化規(guī)律,為

2、治理三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)環(huán)境和解決水體富營養(yǎng)化問題提供理論和技術(shù)支撐；同時也探索蘆葦對三峽庫區(qū)消落帶土壤不同含水量的適應(yīng)性,以期為三峽庫區(qū)消落帶的植被恢復(fù)建設(shè)提供理論與實踐指導(dǎo)。
　　 1.研究結(jié)果表明,土壤不同含水量顯著影響土壤N含量的季節(jié)動態(tài),其中土壤中硝態(tài)氮含量:T3>T2>T1；銨態(tài)氮和總氮變化趨勢一致:T1>T2>T3。
　　 2.土壤不同含水量蘆葦?shù)厣喜縉含量中,蘆葦?shù)厣喜肯鯌B(tài)氮季節(jié)變化趨勢:迅速生長期,T1地

3、上部硝態(tài)氮含量逐漸減少,T1T2,后急劇減少；T3地上部硝態(tài)氮含量逐漸減少,迅速生長期明顯低于T2,孕穗期后明顯高于T2。T1蘆葦?shù)厣喜扛鲿r期氨態(tài)氮含量高于T2,T3則明顯低于T2。迅速生長期T1蘆葦?shù)厣喜靠偟棵黠@低于T2,而T3顯著高于T2,孕穗期,T1和T3低于T2,抽穗期,T1明顯高于T2,而T3明顯低于T2。
　　 3.蘆葦?shù)厣喜縉的累積量中,三種處理的蘆葦單株地上部總氮的累積趨勢呈單

4、峰曲線,與蘆葦?shù)厣喜可锪孔兓?guī)律相關(guān):硝態(tài)氮累積趨勢為:T2和T3呈明顯的單峰曲線,在迅速生長中期達到峰值,其值分別為0.0490g/株和0.0289g/株；T1呈明顯的雙峰型,在孕穗期達到峰值,其值為0.0418g/株,與蘆葦?shù)厣喜咳~片中硝態(tài)氮含量的變化趨勢一致。氨態(tài)氮變化趨勢為:T1和T2蘆葦?shù)厣喜堪睉B(tài)氮含量累積趨勢一致,呈明顯的單峰型,T3則先增加后逐漸減少,達到一定谷值后,又略上升,最大峰值均在迅速生長中期,分別為0.2486

5、g/株、0.2515g/株和0.1448g/株。
　　 4.蘆葦?shù)厣喜可锪糠e累動態(tài)曲線為典型的單峰型,且擬合的三次方程曲線最好。生物量的增長速率與植株的生長速率均有明顯的季節(jié)變化,結(jié)果表明:蘆葦在土壤含水量為田間持水量為70-100％或大于100％條件下生長很好,而在田間持水量為40-60％條件下生長較差。
　　 5.蘆葦穗期光合光響應(yīng)曲線和光合CO2響應(yīng)曲線中,T1、T2和T3的光補償點分別為14.8μmol·m-2

6、·s-l,35.13μmol·m-2·s-1和13.05μmol·m-2·s-1,光飽和點分別為783.3μmol·m-2·s-1、803.3μmol·m-2·s-1和912.5μmol·m-2·s-1；T1、T2和T3的CO2補償點分別為:2.25μmol·m-2·s-1、2.1μmol·m-2·s-1和3.84μmol·m-2·s-1,CO2飽和點分別為363.78μmol·m-2·s-1、321.6μmol·m-2·s-1和266

7、.9μmol·m-2·s-1,表明蘆葦在土壤不同含水量條件下T3能更好利用弱光和耐受強光,而T1不耐受強光；高CO2濃度或低CO2濃度對T3條件下蘆葦穗期光合生理影響很大,而對T1影響很小。凈光合速率光響應(yīng)曲線和CO2響應(yīng)曲線模型經(jīng)擬合為二次曲線方程最好。
　　 6.T3和T2的光合能力大于T1,這可從以下三個方面得以體現(xiàn):第一,在實際中測得,T1、T2和T3凈光合速率分別為17.0μmol·m-2·s-1、19.97μmol·

8、m-2·s-1和20.47μmol·m-2·s-1,T3的凈光合速率最大。第二,在光能利用效率中,T1、T2和T3分別為0.017mmol·mol-1、0.020mmol·mol-1和0.021mmol·mol-1,T3的光能利用率最大。第三,在測定的光合光響應(yīng)中,T1、T2和T3的最大凈光合速率即光合能力為17.6μmol.m-2.s-1、20.1μmol.m-2.s-1和20.97μmol.m-2.s-1,光合CO2響應(yīng)中T1、T2

9、和T3的羧化效率分別為0.199mmol·m-2·s-1、0.22mmol·m-2·s-1、0.31mmol·m-2·s-1。分析認為,T3和T2蘆葦穗期的高光合能力是與此時葉片高葉綠素含量及高葉氮含量密切相關(guān)。
　　 7.土壤不同含水量均顯著影響蘆葦?shù)墓夂仙?、葉片氣體交換參數(shù)、資源利用效率以及葉綠素?zé)晒鈪?shù)。在T1條件下,蘆葦表現(xiàn)出較低的光能利用率、CO2利用率、凈光合速率、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率、電子傳遞速率和光化學(xué)熒光猝滅

10、系數(shù),但其水分利用效率和PSⅡ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量最高；相反,在T2和T3條件下,蘆葦具有較高的光能利用率、CO2利用率、凈光合速率、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率、電子傳遞速率和光化學(xué)熒光猝滅系數(shù),具有較低的水分利用效率和PSⅡ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量。T3的PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)最低和T1的PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(φPSⅡ)最低,說明T1和T3都發(fā)生了一定程度的光抑制,而T3的ETR和NPQ增強,表明T3通過增強光呼吸和熱耗散抵御光抑制,保

11、護光合機構(gòu)。
　　 綜上所述:在不同水分含量的土壤中生長的蘆葦均具有較強的吸收利用氮的特性,而且在一定范圍內(nèi),蘆葦對N的吸收隨土壤和水體中氮含量的增加而增加,因而具有很好的凈化土壤和水體中N的功能。而且蘆葦對N的吸收與蘆葦?shù)厣喜可锪砍收壤P(guān)系,到孕穗期,T1和T2條件下蘆葦?shù)厣喜可锪窟_到最大值,對TN的吸收利用也達到高峰,其值分別為4.021g/株和4.421g/株,而T3在迅速生長晚期蘆葦?shù)厣仙锪窟_到最大值,對TN的吸

12、收利用達到高峰,其值為2.466g/株,隨后N的吸收利用隨地上生物量的減少而減少,因此,及時收割蘆葦對解決三峽庫區(qū)消落帶水體富營養(yǎng)化問題有良好作用。另外,蘆葦對土壤含水量的變化具有很強的適應(yīng)能力,對適應(yīng)水分逆境條件具有較高的可塑性,不僅表現(xiàn)出耐水濕的特點,還表征出耐旱性的特點。蘆葦這種適應(yīng)三峽庫區(qū)消落帶土壤含水量變化的特性,在消落帶植被恢復(fù)建設(shè)中蘆葦起著關(guān)鍵作用。因此,蘆葦可作為三峽庫區(qū)消落帶植被恢復(fù)建設(shè)和解決水體富營養(yǎng)化問題的禾本科先