李 強(qiáng)，丁武泉,王書敏,朱啟紅,楊 俊,柯勝錢,秦 露,楊林靜,鄭捷月,孟燚雯

環(huán)境材料與修復(fù)技術(shù)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶文理學(xué)院, 重慶 402160

自三峽庫(kù)區(qū)開始蓄水以來,消落帶原生態(tài)系統(tǒng)受到了極大的破壞,其恢復(fù)和重建的關(guān)鍵技術(shù)體系研究一直受到重點(diǎn)關(guān)注[1- 3]。已有的淹水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),中華蚊母樹[4]、疏花水柏枝[5]、狗牙根、野地瓜藤[6]、菖蒲[7]、香附子[8]、牛鞭草[9]、野古草、秋華柳[10]等植物采取“忍耐”、“逃避”或其他策略(如克隆整合),通過形態(tài)和生理的變化來適應(yīng)淹水環(huán)境,具有較強(qiáng)的耐淹能力。但是,經(jīng)對(duì)比分析已有的研究發(fā)現(xiàn),部分普遍認(rèn)為很耐淹的物種在試驗(yàn)示范區(qū)長(zhǎng)期定位觀測(cè)的結(jié)果與模擬淹水試驗(yàn)、短期定位觀測(cè)的結(jié)果不同,出現(xiàn)大面積死亡的現(xiàn)象[11-12],而且某些短期模擬淹水和群落學(xué)調(diào)查的長(zhǎng)期定位觀測(cè)結(jié)果也不一致[13-15],推測(cè)與三峽庫(kù)區(qū)水位理論調(diào)度和實(shí)際調(diào)度下不同高程消落帶出露時(shí)間存在很大差異有關(guān),特別是中低水位消落帶實(shí)際淹水時(shí)間顯著增加,植被在生長(zhǎng)恢復(fù)期受到的淹水脅迫程度顯著增大,而與三峽庫(kù)區(qū)實(shí)際水位調(diào)運(yùn)節(jié)律相符的有關(guān)植物出露后恢復(fù)生長(zhǎng)方面的研究很少[11]。因此,有必要進(jìn)一步調(diào)研三峽庫(kù)區(qū)實(shí)際運(yùn)行水位對(duì)消落帶植被生長(zhǎng)恢復(fù)的影響,以準(zhǔn)確評(píng)估消落帶原生物種的生態(tài)適應(yīng)性、分布格局和演替趨勢(shì)。2008年第四期蓄水時(shí),三峽庫(kù)區(qū)水位首次超過156m,當(dāng)年最高運(yùn)行水位達(dá)172m,2010年時(shí)運(yùn)行水位首次達(dá)到175m,至此庫(kù)區(qū)試驗(yàn)性蓄水全部結(jié)束,至2017年時(shí)庫(kù)區(qū)保持高水位運(yùn)行已達(dá)10年。但是,高水位運(yùn)行對(duì)庫(kù)區(qū)消落帶優(yōu)勢(shì)植被恢復(fù)影響的野外定量研究報(bào)道很少,多為群落動(dòng)態(tài)調(diào)查。研究表明,高水位蓄水運(yùn)行后三峽庫(kù)區(qū)消落帶植被主要以一年生草本植物為主,群落結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單,物種多樣性、蓋度和地上生物量與淹水時(shí)間呈負(fù)相關(guān),并從下往上沿水位梯度呈先增后減的拋物線狀變化[14,16- 17]。狗牙根作為三峽庫(kù)區(qū)中低水位消落帶植被恢復(fù)的主要原生多年生物種之一,前期的研究表明高水位運(yùn)行一至兩年后其根、莖、葉的生長(zhǎng)適應(yīng)策略和生物量分配在不同的水位高程條件下存在顯著的差異[18-20]。本文以三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根為研究對(duì)象,在前期定量調(diào)研的基礎(chǔ)上,原位研究第四期蓄水后高水位運(yùn)行對(duì)庫(kù)區(qū)長(zhǎng)壽段典型消落帶狗牙根種群的影響,以期為三峽庫(kù)區(qū)消落帶恢復(fù)和重建物種的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查樣地

樣地位于三峽庫(kù)區(qū)長(zhǎng)壽段的消落帶(29°48′46″ N,107°04′32″ E),坡度約30,基質(zhì)為沙質(zhì)。2008年第四期蓄水前該消落帶150—158m水位處具有成片的單一狗牙根種群(C.dactylonL.),158—165m水位處為狗牙根、雙穗稗草、酸模葉蓼、蒼耳、青蒿、莎草、白茅、草木犀等多個(gè)物種的混生種群。至2017年樣地調(diào)查時(shí),由于水流的強(qiáng)烈沖刷作用,≤153m水位消落帶的基質(zhì)由沙質(zhì)變?yōu)榈[石質(zhì),導(dǎo)致狗牙根種群消失；154—165m水位處樣地基質(zhì)仍為沙質(zhì),為單一的狗牙根種群；>165m水位處為水柳、狗牙根、雙穗稗草、酸模葉蓼、蒼耳和鱧腸等物種的混生種群。

1.2 調(diào)查植物

狗牙根(C.dactylon),禾本科,狗牙根屬,為多年生草本植物,具根狀莖和匍匐莖,其莖節(jié)上均能生根和形成不定芽,抽出新分株由不定芽發(fā)育成分株(不定芽發(fā)育),；其營(yíng)養(yǎng)繁殖力甚強(qiáng),一般4月下旬至6月上旬進(jìn)行分蘗生長(zhǎng),特別是在沙土基質(zhì)中分蘗率高,匍匐蔓延,交織成網(wǎng),易形成以狗牙根占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的植物群落[21]。實(shí)地調(diào)查狗牙根種群時(shí),地上主要為地下莖萌發(fā)形成的匍匐莖和分株,地下為地下莖和根。

1.3 生物統(tǒng)計(jì)

分別于2008年6月18日和2017年6月10日調(diào)查樣地的狗牙根種群生長(zhǎng)發(fā)育情況。2008年調(diào)查了156m水位處的狗牙根種群狀況,由于之前庫(kù)區(qū)運(yùn)行水位低于156m,樣地未經(jīng)歷長(zhǎng)期淹水,所以將其作為對(duì)照(記為S08- 156)；2017年調(diào)查了156m、160m和165m水位處狗牙根種群狀況(分別記為S17- 156、S17- 160和S17- 165)。調(diào)查時(shí),每個(gè)水位間隔20 m均勻選擇3個(gè)1m×1m的樣方,統(tǒng)計(jì)各樣方的分株數(shù),并于各樣方內(nèi)均勻選擇20株分株,統(tǒng)計(jì)各分株的株高、莖寬、葉片數(shù)、葉長(zhǎng)和葉寬。然后,將樣方內(nèi)的所有植物樣帶回實(shí)驗(yàn)室,統(tǒng)計(jì)狗牙根匍匐莖和地下莖的莖長(zhǎng)、莖寬、莖節(jié)數(shù)、不定芽數(shù)、萌發(fā)芽數(shù),計(jì)算樣方的總莖長(zhǎng)、總莖節(jié)數(shù)、總芽數(shù)和總萌發(fā)芽數(shù),以及莖長(zhǎng)/莖節(jié)數(shù)和不定芽的萌發(fā)率(萌發(fā)率 = 總萌發(fā)芽數(shù)/總芽數(shù))。

1.4 生物量測(cè)定

樣方內(nèi)所有分株、匍匐莖和地下根莖均先稱取鮮質(zhì)量,然后經(jīng)105℃殺青15min,于80℃過夜,稱重,得干質(zhì)量。并分別計(jì)算各部分的干鮮質(zhì)量比,以及各部分的鮮質(zhì)量與樣方總鮮質(zhì)量比、干質(zhì)量與樣方總干質(zhì)量比。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值和標(biāo)準(zhǔn)差運(yùn)算,對(duì)各組實(shí)驗(yàn)參數(shù)的成組樣本采用t檢驗(yàn)法(Independent Samples Test)判斷它們的差異顯著性。文中的圖表由Microsoft Excel軟件制作完成。

2 結(jié)果

2.1 狗牙根種群萌發(fā)的變化

由表1可知,高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根不定芽的形成和萌發(fā)顯著被促進(jìn),且隨著消落帶水位的降低促進(jìn)作用呈增加趨勢(shì),S17- 165、S17- 160和S17- 156不定芽總數(shù)和萌發(fā)率分別為S08- 156的4.4倍、6.8倍、7.0倍和2.1倍、2.1倍、2.2倍,差異顯著(P<0.05)；同時(shí),高水位運(yùn)行也導(dǎo)致狗牙根分株的形成被顯著促進(jìn),且隨著消落帶水位的降低分株數(shù)呈顯著的增加趨勢(shì)。S17- 165、S17- 160和S17- 156分株數(shù)分別為S08- 156的8.4倍、13.0和13.9倍,差異顯著(P<0.05)。

表1 狗牙根萌發(fā)和分株生長(zhǎng)的變化

S17-156：2017年156m水位調(diào)查的樣方組The quadrat group of 156m water level was investigated in 2017；S17-160：2017年160m水位調(diào)查的樣方組The quadrat group of 160m water level was investigated in 2017；S17-165：2017年165m水位調(diào)查的樣方組The quadrat group of 165m water level was investigated in 2017；不同字母代表差異顯著(P<0.05)，相同字母表示差異不顯著(P>0.05)

2.2 狗牙根種群分株的變化

由表1可知,除165m水位外,高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根分株株高被顯著抑制,且隨著消落帶水位的降低株高呈降低趨勢(shì),S17- 165、S17- 160、S17- 156株高分別為S08- 156的107.6%(P>0.05)、82.7%(P<0.05)和64.0%(P<0.05)；而高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根分株莖寬也被顯著抑制,S17- 165、S17- 160、S17- 156莖寬分別為S08- 156的66.7%、75.0%、75.0%,差異顯著(P<0.05)。

由表1還可知,高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根分株葉片形成被顯著抑制,隨著消落帶水位的降低分株葉片數(shù)呈降低趨勢(shì)；但是,種群的總?cè)~片數(shù)增加顯著,且隨著消落帶水位的降低總?cè)~片數(shù)呈顯著增加趨勢(shì)。S17- 165、S17- 160、S17- 156分株葉片數(shù)分別為S08- 156的44.4%、44.4%和39.1%,總?cè)~片數(shù)分別為S08- 156的3.8倍、5.3倍和4.7倍,差異顯著(P<0.05)。此外,高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根分株葉長(zhǎng)被顯著促進(jìn),隨著消落帶水位的降低葉長(zhǎng)呈顯著的降低趨勢(shì),S17- 165、S17- 160、S17- 156分株葉長(zhǎng)分別為S08- 156的2.2倍、2.1倍和1.6倍,差異顯著(P<0.05)；同時(shí),隨著消落帶水位的降低分株葉寬也呈增加趨勢(shì),S17- 165、S17- 160、S17- 156分株葉寬分別為S08- 156的94.7%、115.8%和110.5%,差異不顯著(P>0.05)。

2.3 狗牙根種群莖的變化

由表2可知,高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根種群莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)被顯著促進(jìn),且隨著消落帶水位的降低莖長(zhǎng)呈顯著的降低趨勢(shì),S17- 165、S17- 160、S17- 156匍匐莖莖長(zhǎng)、地下莖莖長(zhǎng)和總莖長(zhǎng)分別為S08- 156的4.3倍(P<0.05)、2.8倍(P<0.05)、1.7倍(P<0.05),2.3倍(P>0.05)、1.6倍(P>0.05)、2.5倍(P>0.05),3.5倍(P<0.05)、2.5倍(P<0.05)、2.0倍(P<0.05)；而高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根種群莖的莖寬顯著被抑制,S17- 165、S17- 160、S17- 156種群莖的莖寬均為S08- 156的56.4%(P<0.05)。

由表2還可知,高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根種群莖節(jié)數(shù)呈增加趨勢(shì),而且莖節(jié)的伸長(zhǎng)顯著被促進(jìn)。S17- 165、S17- 160、S17- 156種群匍匐莖莖節(jié)數(shù)、地下莖莖節(jié)數(shù)、總莖節(jié)數(shù)、匍匐莖莖長(zhǎng)/莖節(jié)數(shù)和地下莖莖長(zhǎng)/莖節(jié)數(shù)分別為S08- 156的3.2倍(P<0.05)、2.0倍(P<0.05)、1.5倍(P>0.05),1.5倍(P>0.05)、1.4倍(P>0.05)、2.4倍(P<0.05),2.7倍(P<0.05)、1.8倍(P<0.05)、1.8倍(P>0.05),1.6倍(P>0.05)、1.4倍(P<0.05)、1.3倍(P<0.05),1.3倍(P>0.05)、1.1倍(P>0.05)、1.1倍(P>0.05)。

表2 狗牙根莖的生長(zhǎng)變化

2.4 狗牙根種群生物量的變化

由表3可知,隨著消落帶水位的降低狗牙根種群分株的鮮質(zhì)量呈增加趨勢(shì),而干質(zhì)量呈相反的降低趨勢(shì),導(dǎo)致干鮮質(zhì)量比呈降低趨勢(shì)。S17- 165、S17- 160、S17- 156種群的分株鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和干鮮質(zhì)量比分別為S08- 156的77.5%(P>0.05)、127.5%(P>0.05)、122.8%(P>0.05),79.2%(P>0.05)、85.8%(P<0.05)、72.9%(P<0.05),99.5%(P>0.05)、66.4%(P<0.05)、57.9%(P<0.05)。

由表3還可知,隨著消落帶水位的降低狗牙根種群匍匐莖的生物量呈顯著降低趨勢(shì)。S17- 165、S17- 160、S17- 156種群的匍匐莖鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和干鮮質(zhì)量比分別為S08- 156的109.6%(P>0.05)、87.3%(P>0.05)、57.2%(P<0.05),100.1%(P>0.05)、92.8%(P>0.05)、43.3%(P<0.05),106.2%(P>0.05)、121.3%(P>0.05)、83.1%(P>0.05)。

表3 狗牙根分株和匍匐莖的生物量變化

由表4可知,除156m水位外高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根種群地下部分的鮮質(zhì)量呈降低趨勢(shì),而干質(zhì)量和鮮干質(zhì)量比呈增加趨勢(shì),S17- 165、S17- 160、S17- 156地下部分的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和干鮮質(zhì)量比分別為S08- 156的61.0%、62.3%、131.8%,107.3%、112.5%、165.7%,133.1%、141.8%、97.6%,差異不顯著(P>0.05)。

由表4還可知,隨著消落帶水位的降低狗牙根種群總鮮質(zhì)量呈增加趨勢(shì),而總干質(zhì)量及干鮮質(zhì)量比呈降低趨勢(shì),S17- 165、S17- 160、S17- 156種群的總鮮質(zhì)量、總干質(zhì)量和干鮮質(zhì)量比分別為S08- 156的84.1%(P>0.05)、107.7%(P>0.05)、106.1%(P>0.05),88.6%(P>0.05)、90.5%(P>0.05)、71.6%(P<0.05),101.6%(P>0.05)、81.0%(P>0.05)、64.3%(P<0.05)。

表4 狗牙根樣方和地下部分的生物量變化

由表5可知,隨著消落帶水位的降低狗牙根種群分株與樣方的質(zhì)量比呈顯著的增加趨勢(shì),而匍匐莖與與樣方的質(zhì)量比呈顯著的降低趨勢(shì),S17- 165、S17- 160、S17- 156種群分株與樣方的鮮質(zhì)量比和干質(zhì)量比分別為S08- 156的89.2%(P>0.05)、114.9%(P<0.05)、112.2%(P>0.05),87.6%(P>0.05)、93.9%(P>0.05)、101.2%P>0.05)；S17- 165、S17- 160、S17- 156種群匍匐莖與樣方的鮮質(zhì)量比和干質(zhì)量比分別為S08- 156的133.2%(P<0.05)、82.1%(P<0.05)、55.1%(P<0.05),117.5%(P>0.05)、103.4%(P>0.05)、60.1%(P<0.05)。

由表5還可知,除156m水位外高水位運(yùn)行導(dǎo)致狗牙根種群地下部分與樣方的鮮質(zhì)量比呈降低趨勢(shì),而干質(zhì)量比呈增加趨勢(shì),S17- 165、S17- 160、S17- 156種群地上部分與樣方的鮮質(zhì)量比和干質(zhì)量比分別為S08- 156的78.6%(P>0.05)、64.1%(P>0.05)、142.7%(P>0.05),118.4%(P>0.05)、127.6%(P>0.05)、240.2%(P<0.05)。

表5 狗牙根各部分與樣方的質(zhì)量比變化

3 討論

3.1 三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行對(duì)狗牙根繁衍的影響

地下莖是狗牙根的營(yíng)養(yǎng)繁殖器官,其上形成的不定芽是種群無性繁殖擴(kuò)展和持續(xù)更新的基礎(chǔ)[22]。前期研究表明地下莖持續(xù)萌生不定芽是狗牙根適應(yīng)水淹逆境的主要方式之一[6]；而且,高水位運(yùn)行1年的野外調(diào)研發(fā)現(xiàn)三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致地下莖的芽數(shù)/莖長(zhǎng)、總芽數(shù)和萌發(fā)芽數(shù)顯著增加,形成更多分株[18]。本文研究也表明,作為狗牙根繁殖主要結(jié)構(gòu)的不定芽,10年的高水位運(yùn)行導(dǎo)致其形成和萌發(fā)顯著被促進(jìn),是狗牙根種群營(yíng)養(yǎng)繁殖的主要適應(yīng)策略。而且,隨著庫(kù)區(qū)消落帶水位的降低不僅其形成受到顯著的促進(jìn),數(shù)量顯著增多,而且其萌發(fā)能力也被顯著促進(jìn),萌發(fā)率增大,從而在消落帶露灘后有利于狗牙根種群迅速萌發(fā)、形成更多的分株。因此,在三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行條件下消落帶狗牙根種群繁衍方面具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。

3.2 三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行對(duì)狗牙根生長(zhǎng)發(fā)育的影響

消落帶淹水季節(jié)、持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度以及出露時(shí)期、持續(xù)時(shí)間、短期頻繁淹水脅迫等水位波動(dòng)節(jié)律,對(duì)物種適應(yīng)性、群落生物多樣性水平均有至關(guān)重要的影響[23],特別是消落帶出露后植被恢復(fù)生長(zhǎng)快慢、整個(gè)出露期植株個(gè)體對(duì)裸露地表的拓殖能力以及出露期的生長(zhǎng)狀況決定了植物對(duì)消落帶生態(tài)位的占據(jù)能力, 是消落帶物種篩選的核心指標(biāo)。三峽庫(kù)區(qū)水位在理論調(diào)度下,146、152、158、164、170m消落帶的出露時(shí)間分別為128、152、176、260、286d,而高水位運(yùn)行以來其實(shí)際出露時(shí)間分別為2.25、78.5、130.25、196、263.75d,淹水時(shí)間明顯延長(zhǎng)；加之,春夏季洪水影響導(dǎo)致植物生長(zhǎng)季內(nèi)水位明顯波動(dòng),淹水干擾頻繁[11]。因此,三峽庫(kù)區(qū)消落帶植被恢復(fù)與演替不僅取決于其對(duì)長(zhǎng)期水淹脅迫耐受能力的強(qiáng)弱,也取決于淹水脅迫解除后其生長(zhǎng)恢復(fù)能力的強(qiáng)弱。已有的研究表明,不同季節(jié)的淹水脅迫導(dǎo)致種的生長(zhǎng)響應(yīng)不一致,相對(duì)于非生長(zhǎng)季淹水某些植物對(duì)生長(zhǎng)季淹水的敏感度要高得多[24],而短期夏季淹水后群落蓋度可能會(huì)顯著降低[25]；某些植物在淹水脅迫解除后常會(huì)出現(xiàn)“補(bǔ)償生長(zhǎng)”現(xiàn)象[26],其生理代謝活動(dòng)、生長(zhǎng)速率甚至比未受脅迫植株更為活躍[27],并且光合作用和蒸騰速率顯著增大[28-29]。前期三峽庫(kù)區(qū)狗牙根種群生長(zhǎng)恢復(fù)的研究發(fā)現(xiàn),完全淹水脅迫解除30天后狗牙根谷胱甘肽、總谷胱甘肽含量、谷胱甘肽還原酶、 γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶活性、可溶性糖和淀粉含量恢復(fù)至未淹對(duì)照水平[30],狗牙根種群的分株數(shù)、匍匐莖與地下莖莖長(zhǎng)、分枝數(shù)與莖節(jié)數(shù)、總?cè)~片數(shù)等顯著被促進(jìn)[9,18-19]；生長(zhǎng)季短期水淹狗牙根可通過提高對(duì)N、P、K 等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收,促進(jìn)其生長(zhǎng),維持較高的凈光合速率,以有效應(yīng)對(duì)水淹環(huán)境[31]。本文進(jìn)一步研究表明,三峽庫(kù)區(qū)消落帶狗牙根種群在生長(zhǎng)恢復(fù)方面適應(yīng)庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行的策略主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：一方面雖然作為分株個(gè)體來說其生長(zhǎng)發(fā)育受到顯著的抑制,株高、莖寬、葉片數(shù)顯著減少,但是作為種群來說其總?cè)~片數(shù)顯著增加,并且葉片的伸長(zhǎng)能力顯著被促進(jìn),加之葉寬也呈增加趨勢(shì),從而種群的光合作用面積顯著增大,光合作用能力顯著被促進(jìn),有利于種群合成與儲(chǔ)備更多的光合物質(zhì)；另一方面庫(kù)區(qū)蓄水顯著促進(jìn)了狗牙根種群匍匐莖與地下莖的莖節(jié)和莖長(zhǎng)的伸長(zhǎng),莖長(zhǎng)/莖節(jié)數(shù)顯著增加,總莖長(zhǎng)顯著增大,從而有利于狗牙根拓展其生存生境以逃避不利環(huán)境的影響。因此,在三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行條件下消落帶狗牙根種群具有很強(qiáng)的生長(zhǎng)恢復(fù)能力。

3.3 三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行對(duì)狗牙根物質(zhì)分配的影響

長(zhǎng)期淹水結(jié)束后植物初期的恢復(fù)生長(zhǎng)主要依賴于體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備,如果營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備低可能會(huì)導(dǎo)致恢復(fù)生長(zhǎng)差甚至死亡[32-33]。地下莖既是狗牙根的營(yíng)養(yǎng)繁殖器官,也是物質(zhì)儲(chǔ)藏器官[22],狗牙根的初期恢復(fù)生長(zhǎng)主要依靠地下莖儲(chǔ)備的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。前期研究發(fā)現(xiàn),模擬完全淹水會(huì)導(dǎo)致狗牙根植株地上和地下部分生物量增量均顯著降低[9]；2009年庫(kù)區(qū)長(zhǎng)壽段消落帶狗牙根種群的野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)高水位蓄水導(dǎo)致156m消落帶狗牙根分株、地下莖和根的生物量顯著降低[18]；2010年庫(kù)區(qū)巫山段野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)低水位消落帶狗牙根種群葉的生物量分配增加,而高水位消落帶狗牙根種群莖的生物量分配增加[19]。本文進(jìn)一步研究表明,三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行10年后消落帶狗牙根種群在物質(zhì)分配方面的適應(yīng)策略主要體現(xiàn)在如下3個(gè)方面：一方面庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行不僅導(dǎo)致狗牙根地下莖儲(chǔ)存的干物質(zhì)呈增加趨勢(shì),而且在種群物質(zhì)分配中所占的比例也呈增大趨勢(shì),特別是低水位消落帶(156m水位)狗牙根種群地下莖的生物量顯著增加,從而有利于提供更多的物質(zhì)和能量于地下芽的形成和萌發(fā),以利于種群的繁衍；另一方面雖然狗牙根種群分株干質(zhì)量顯著降低,但是隨著水位的降低其鮮質(zhì)量顯著增加,加之隨著水位的降低分株在種群物質(zhì)分配中的比例呈顯著的增加趨勢(shì),從而有利于分株的形成和發(fā)育,以利于更快的合成光合物質(zhì)；第三,雖然隨著消落帶水位的降低狗牙根種群匍匐莖的生物量呈顯著的降低趨勢(shì),但是165m水位消落帶狗牙根種群匍匐莖的生物量無顯著變化,其在種群物質(zhì)分配中的比例呈增加趨勢(shì),有利于匍匐莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)以及地上芽的形成與發(fā)育,有利于種群的繁衍和生境拓展。張立冬等[20]的研究也表明,周期性水淹顯著影響狗牙根植株非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的水平分配,增強(qiáng)匍匐莖NSC積累,為植株應(yīng)對(duì)再次水淹提供必要的物質(zhì)儲(chǔ)備。因此,在三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行條件下消落帶狗牙根種群具有很好的物質(zhì)分配策略。

4 小結(jié)

克隆習(xí)性對(duì)于消落帶物種篩選可能具有很重要的地位。已有的研究發(fā)現(xiàn),一些具有克隆習(xí)性的多年生草本可以部分增強(qiáng)植物的耐淹能力及個(gè)體拓殖能力,并且游擊型的克隆植物要強(qiáng)于密集型的克隆植物[34-35]。前期研究發(fā)現(xiàn),狗牙根、喜旱蓮子草、牛鞭草等多年生草本植物具有克隆習(xí)性,具有較強(qiáng)的水淹耐受能力和出露后的生長(zhǎng)恢復(fù)能力,多分布于三峽庫(kù)區(qū)中低水位消落帶。本文的研究也發(fā)現(xiàn),三峽庫(kù)區(qū)高水位運(yùn)行10年后消落帶狗牙根種群的地下莖物質(zhì)儲(chǔ)存與分配、營(yíng)養(yǎng)芽形成與萌發(fā)、匍匐莖莖節(jié)與莖長(zhǎng)伸長(zhǎng)、分株形成與葉片伸長(zhǎng)、光合葉面積增量等均被顯著促進(jìn),從而導(dǎo)致狗牙根比該消落帶原有的其他物種(如雙穗稗草、酸模葉蓼、青蒿、莎草等)更適應(yīng)庫(kù)區(qū)水位的變化,顯著拓展了其作為單一物種的生境范圍(由≤158m拓展至≤165m),表明狗牙根作為多年生的游擊型克隆植物,不僅具有很強(qiáng)的耐淹和生長(zhǎng)恢復(fù)能力,也具有很強(qiáng)的拓殖能力,是一種適宜長(zhǎng)期分布于三峽庫(kù)區(qū)中低水位消落帶的原生物種,可以將其作為庫(kù)區(qū)消落帶恢復(fù)和重建的主要物種。