不同水淹条件下河岸带优势植物类群的生理与生态响应特征

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不同水淹条件下河岸带优势植物类群的生理与生态响应特征
，２简敏菲１，韩乃鹏１，余厚平２，张乖乖１，陈奕奇３
１．江西师范大学生命科学学院，江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室，江西南昌㊀３３００２２２．江西师范大学，鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室，江西南昌㊀３３００２２诺丁汉大学地理学院，英国诺丁汉㊀ＮＧ７２ＲＤ３．摘要：为探究水淹胁迫下河岸带植物的生理和形态变化特征及其响应机制，以乐安河河岸带采集的优势植物类群狗牙根Ｃｙｎｏｄｏｎｄａｃｔｙｌｏｎ）、牛鞭草（Ｈｅｍａｒｔｈｒｉａａｌｔｉｓｓｉｍａ）、喜旱莲子草（Ａｌｔｅｒｎａｎｔｈｅｒａｐｈｉｌｏｘｅｒｏｉｄｅｓ）和蓼子草（Ｐｏｌｙｇｏｎｕｍｈｙｄｒｏｐｉｐｅｒ）为材（料，在室内进行土壤盆栽培养，利用钢化玻璃水缸控制水位，设置对照、浸润、半淹、全淹４种不同水淹胁迫条件，测定不同胁迫周期各物种的叶绿素含量、光合指标、荧光参数、荧光成像的变化及形态学变化特征，分析各物种对水淹胁迫的抗逆响应．结果表７ｄ）水淹胁迫下，浸润组、半淹组和全淹组各植物的ｗ（Ｃｈｌｔ）（叶绿素总量）、Ｐ（净光合速率）、Ｔ（蒸腾速率）、ＱＹ明：短时间（ｎｒｍａｘ（最大量子产率）、株高、叶片数等指标与对照组相比总体呈降低趋势，其中浸润组植物叶片中ｗ（Ｃｈｌｔ）、Ｐ、ＱＹ等均略高于对ｎｍａｘ照组（ＣＫ），而Ｃ（胞间ＣＯ浓度）呈上升趋势，ＮＰＱ＿ｌｓｓ（非光化学淬灭）呈先降后升趋势；长时间（１４ｄ）水淹胁迫下，各植物的上ｉ２（Ｃｈｌｔ）、Ｐ和叶片数在较短期水淹胁述生理、形态学指标的变化规律与短时间水淹胁迫下基本一致，其中全淹条件下各植物的ｗｎ迫下大幅下降，各植物３个指标分别显著（Ｐ＜０．０５）低于对照组，显著差异值分别为：狗牙根１００％、１００％、１００％；牛鞭草６２．３％、６７．９％、６３．８％；喜旱莲子草７３．６％、８３．２％、８９．６％；蓼子草５４．５％、１００％、１００％，狗牙根和蓼子草在全淹条件下接近死亡．研究显示，水淹胁迫对４种植物的生长有不同程度的抑制，同时植物也做出抵消胁迫的抗逆响应．关键词：河岸带；水淹胁迫；抗逆响应；光合特性；荧光成像中图分类号：Ｘ１３２㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：１００１６９２９（２０１７）０４０５５９１１文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１３１９８ ? ｊ．ｉｓｓｎ．１００１６９２９．２０１７．０１．６３
第３０卷㊀第４期２０１７年４月
环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．４，２０１７Ａｐｒ．
简敏菲，韩乃鹏，余厚平，等．不同水淹条件下河岸带优势植物类群的生理与生态响应特征［Ｊ］．环境科学研究，２０１７，３０（４）：５５９５６９．ＪＩＡＮＭｉｎｆｅｉ，ＨＡＮＮａｉｐｅｎｇ，ＹＵＨｏｕｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｏｍｉｎａｎｔｐｌａｎｔｇｒｏｕｐｓｉｎｒｉｐａｒｉａｎｚｏｎｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔ［Ｊ］．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０１７，３０（４）：５５９５６９．ｆｌｏｏｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
ｗａｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｙａｔｏｕｇｈｅｎｅｄｇｌａｓｓｔａｎｋ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇ：ｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ，ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓｅｔｕｐａｓｆｏｌｌｏｗｓｈａｌｆｆｌｏｏｄｅｄａｎｄｆｕｌｌｙｆｌｏｏｄｅｄ．Ｗｅｍｅａｓｕｒｅｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｍａｇｉｎｇａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｐｅｒｉｏｄｓｏｆｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅａｂｏｖｅｉｎｄｅｘｅｓｒｅｆｌｅｃｔｅｄｉｎ
收稿日期：２０１６０６１５㊀㊀㊀修订日期：２０１６１１０９基金项目：国家自然科学基金项目（４１４６１０４２）；江西省重大生态安全问题监控协同创新中心项目（ＪＸＳＥＷ００）；江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室开放基金项目ＹＲＤ２０１５１１）（作者简介：简敏菲（１９６９），女，江西高安人，教授，博士，主要从事鄱阳湖湿地生态环境研究，ｊｉａｎｍｉｎｆｅｉ０９１４＠１６３．ｃｏｍ．
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环㊀境㊀科㊀学㊀研㊀究
第３０卷
ｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｃｏｍｍｕｎｉｔｙａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅｒｅｓｐｏｎｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｐｌａｎｔｇｒｏｕｐｓｕｎｄｅｒｔｈｅｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇｓｔｒｅｓｓ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｓｈｏｒｔｔｅｒｍｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｏｕｒｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｔｏｔａｌｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ（Ｃｈｌｔ），ｎｅｔｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒａｔｅ（Ｐ），ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅ（Ｔ），ｎｒｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒＣＯｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（Ｃ），ｍａｘｉｍｕｍｑｕａｎｔｕｍｙｉｅｌｄ（ＱＹ，ｐｌａｎｔｈｅｉｇｈｔａｎｄｌｅａｆｎｕｍｂｅｒｏｆｅａｃｈｐｌａｎｔｗｅｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ２ｃｉｍａｘ）ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＣｈｌｔ，ＰｎｄＱＹｎｔｈｅｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｇｒｏｕｐｗｅｒｅｓｌｉｇｈｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｎａｍａｘｉｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ．ＴｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒＣＯＣ）ｗａｓｅｌｅｖａｔｅｄ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆｎｏｎｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｑｕｅｎｃｈｉｎｇ２（ｉｄｅｃｒｅａｓｅｄｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｄ．ＴｈｅｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｆｏｕｒｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｌｏｎｇｔｅｒｍｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓＰｎｄｌｅａｆｎｕｍｂｅｒｉｎｔｈｅｆｕｌｌｙｆｌｏｏｄｅｄｇｒｏｕｐｓｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｗｅｒｅｃｏｍｐａｒａｂｌｅｔｏｔｈｅｓｈｏｒｔｔｅｒｍｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓ．Ｔｈｅｎａｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｈｏｒｔｔｅｒｍｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓｇｒｏｕｐｓ．Ｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆｗ（Ｃｈｌｔ），ＰｎｄｌｅａｆｎｕｍｂｅｒｓｏｆＣ．ｄａｃｔｙｌｏｎ，Ｈ．ａｌｔｉｓｓｉｍａ，Ａ．ＰｈｉｌｏｘｅｒｏｉｄｅｓｎａａｎｄＰ．ｈｙｄｒｏｐｉｐｅｒｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｇｒｏｕｐ（Ｐ＜０．０５）．ＴｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｔｈｒｅｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＣ．ｄａｃｔｙｌｏｎｗｅｒｅ１００％，１００％ａｎｄ１００％；ｔｈｅｖａｌｕｅｓｆｏｒＨ．ａｌｔｉｓｓｉｍａｗｅｒｅ６７．９％，６３．８％ａｎｄ６２．３％；ｔｈｏｓｅｆｏｒＡ．ｗｅｒｅ７３．６％，８３．２％ａｎｄ８９．６％；ａｎｄｔｈｏｓｅｆｏｒＰ．ｈｙｄｒｏｐｉｐｅｒｗｅｒｅ５４．５％，１００％ａｎｄ１００％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＡｌｌｐｌａｎｔｓｏｆＣ．ｐｈｉｌｏｘｅｒｏｉｄｅｓｎｄＰ．ｈｙｄｒｏｐｉｐｅｒｄｉｅｄｉｎｔｈｅｆｕｌｌｙｆｌｏｏｄｅｄｇｒｏｕｐｓ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓｆｒｏｍｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓｕｎｄｅｒｔｈｅｄａｃｔｙｌｏｎａ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｌａｎｔｓｔｏｃｏｕｎｔｅｒａｃｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｗａｔｅｒｓｔｒｅｓｓ．ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｓｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｐｌａｎｔｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｉｐａｒｉａｎｚｏｎｅ；ｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇｓｔｒｅｓｓ；ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ
ＰｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｐｏｎｓｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤｏｍｉｎａｎｔＰｌａｎｔＧｒｏｕｐｓｉｎＲｉｐａｒｉａｎＺｏｎｅｕｎｄｅｒＤｉｆｆｅｒｅｎｔＦｌｏｏｄＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
１，２１２１３ＪＩＡＮＭｉｎｆｅｉ，ＨＡＮＮａｉｐｅｎｇ，ＹＵＨｏｕｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＧｕａｉｇｕａｉ，ＣＨＥＮＹｉｑｉ
１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｕｂｔｒｏｐｉｃａｌＰｌａｎｔＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＪｉａｎｇｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００２２，Ｃｈｉｎａ２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｙａｎｇＬａｋｅＷｅｔｌａｎｄａｎｄＷａｔｅｒｓｈｅｄＲｅｓｅａｒｃｈ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＪｉａｎｇｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００２２，Ｃｈｉｎａ３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＮｏｔｔｉｎｇｈａｍ，Ｎｏｔｔｉｎｇｈａｍ，ＮＧ７２ＲＤ，ＵｎｉｔｅｄＫｉｎｇｄｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｉｍｓｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｒｉｐａｒｉａｎｐｌａｎｔｓｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｆｌｏｏｄｉｎｇｓｔｒｅｓｓ．Ｄｏｍｉｎａｎｔｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓ，ｓｕｃｈａｓＣｙｎｏｄｏｎｄａｃｔｙｌｏｎ，Ｈｅｍａｒｔｈｒｉａａｌｔｉｓｓｉｍａ，ＡｌｔｅｒｎａｎｔｈｅｒａｐｈｉｌｏｘｅｒｏｉｄｅｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｒｉｐａｒｉａｎｚｏｎｅｏｆｔｈｅＬｅ ᶄ ａｎｈｙｄｒｏｐｉｐｅｒＲｉｖｅｒａｎｄｃｕｌｔｕｒｅｄｉｎｄｏｏｒｕｓｉｎｇｓｏｉｌｐｏｔｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌ