芦苇生理生态研究综述

班级：生科101

姓名：徐杨红

学号：2010054035

芦苇生理生态研究进展

摘要：芦苇多生长在浅水区以及灌溉沟渠旁、河堤沼泽地等，在我国分布广泛，多生长于东北的辽河三角洲，松嫩平原，三江平原，内蒙古的呼伦贝尔和锡林郭勒草原，新疆的博斯腾湖、伊犁河谷及塔城额敏河谷，华北平原的白洋淀等苇区[1]，应用价值特别高，为保土固堤植物，能保护生态环境，又能做药用和优良饲料。近年来中国各个地区的研究单位对芦苇的生理生态研究已经开展深入到了各个方面，但具体对中国芦苇生理生态的研究进展却没有报告，在此本报告主要是以初次尝试写文献综述的学生对今年来芦苇生理生态研究的归纳总结。以期望在此中能对芦苇的研究有一个更深入的了解和对文献综述的方法有一个全新的理解和写作能力。本文主要涉及三方面：（1）重点归纳芦苇的抗逆性相关研究，（2）简要介绍芦苇在不同的湿地中的生理生态指标的变化。（3）谈芦苇的应用对于恢复三峡库区的重要意义。

关键词：芦苇，生理生态，抗逆性，湿地。

芦苇(Phragmites australis)的营养繁殖能力极强，自然种群主要以根茎繁殖补充更新，属典型的无性系植物，其生态幅极广，可在湖滨、池沼、河流沿岸、海滩涂、河口等浅水湿地形成密集的单优群落，甚至在荒漠、盐碱地区，芦苇亦能广泛分布[2].鉴于其有如此重要的特性，对于芦苇生理生态的研究已有大量的报道，主要研究方向是在植物的抗逆性如温度，污水，盐碱地，含水量（又据此分干旱处理，不同湿地处理方法），以及对于研究芦苇这些性状对于生态环境维护的意义。本文拟在总结近年来有关芦苇的生理生态的研究基础上，加深对芦苇研究方法和应用的认识，以及对于未来芦苇研究发展方向的期望。

1.芦苇的抗逆性研究

1.1芦苇对于耐污水胁迫能力的研究

研究表明，芦苇对于污水具有一定得耐受能力，试验主要是从两个方面对污水进行控制，一是污水停留的时间，如实验研究了污水胁迫不同时间( 2d、4d、6d)，然后探测对芦苇的各种生理指标如叶绿素、可溶性蛋白和MDA 含量变化及相关性的影响效果。实验结果表明：随着污水胁迫天数的增加，芦苇叶绿素含量的变化与污水胁迫时间呈正相关，植物可溶性蛋白的含量与污水胁迫时间均呈负性; MDA 的含量与污水胁迫时间均呈正性相关[3]。第二则是更精细的处理，即通过污水中污染物质的浓度来研究芦苇的抗逆性能力，如在水中加入铬模拟污染水，以不同浓度K2Cr2O7的生活污水作为Cr+6染源,研究了不同浓度Cr+6及处理时间下芦苇湿地对污水净化效果,通过测量植物体中Cr+6积累量及根系活力(TTC)、叶片超氧化歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、净光合速率(Pn)和丙二醛(MDA)等生理指标来探究污水中重金属浓度对芦苇的生长影响，结果表

明：

(1)在试验的初期，芦苇人工湿地COD、氨氮去除率均呈逐渐上升的趋势,但随着Cr+6浓度的逐渐升高,湿地系统对COD、氨氮去除率均逐渐下降.且与对照组相比，高浓度的铬的净化效果显著很差。而在不同Cr+6浓度处理下，人工湿地对TP净化效果的能力却较稳定。但是随处理时间的延长，芦苇体内Cr+6积累量会逐渐加大。

(2)MDA含量随处理时间的延长和浓度升高呈逐渐增加趋势，可见，低浓度Cr+6能有效促进芦苇生长,使之能够维持正常的净化功能，因此，利用它们作为人工湿地植物来修复Cr+6亏染具有一定的实用价值。[4]

此外，关于芦苇处理污水的研究也有报道，改项研究显示使用芦苇湿地系统处理城市污水，不仅可以使污水到达污水排放总科标准，而且也为芦苇的生长提供了肥育之地，该项试验为目前污水处理提供了一条可行性途径。表 1 和表2显示了芦苇对于表层水和土壤水的净化效果。

[5]

可见，在一定的范围内，研究芦苇对于污水的耐受能力具有重要的意义，在一定得范围内，芦苇能吸收污水中的有害物质（重金属），吸收净化水中的污染物质，起到保护水土资源的左右，但明显芦苇具有一定的耐受范围，但污水到达一定程度是时，芦苇各项生理生化指标显著下降，净化效果显著下降且体内积累污染物质，通过对芦苇植物的抗污能力的研究，相信是对未来处理环境水质污染

的可选方法。

1.2芦苇对于抗高温的研究

由上海应用技术学院主导的芦苇胚性愈伤组织耐热性比较发现，在高温下，两种不同品种的芦苇（沼泽芦苇和沙丘芦苇）均表现出脱水、生长受抑、细胞活力降低、膜透性增加、MDA积累。与沼泽芦苇相比,沙丘芦苇在高温胁迫下能够保持较高的细胞活力,但生长受抑、脱水、离子渗漏和膜脂过氧化的程度显著低于沼泽芦苇。沙丘芦苇比沼泽芦苇更为耐热。[6]

该项研究表明，不同种类的芦苇对于高温的表现可呈现出不同的生理效应，这应该与其对环境的适应性的相适应。

1.3芦苇对于抗干旱的研究

由邓春暖教授领导的研究团队主要是对莫莫格湿地芦苇的抗旱研究，改研究发现芦苇在干旱胁迫下，生长受到显著的抑制，主要生理指标如光合速率，叶绿素含量等都有显著的下降，如图（1）（2）：

他们认为其原因是芦苇叶片光系统II(PSII)对干旱胁迫反应较敏感，在干旱20 d后，其光合电子传递能力和光合性能指数下降，热耗散增加。在干旱胁迫初期，芦苇叶片光合速率的下降以气孔限制为主；在干旱胁迫后期，非气孔限制与气孔限制都起作用，其中非气孔因素主要是指光系统II活性的下降，活性反应中心减少，电子传递能力下降，降低了光系统II的整体光化学性能，进而降低了芦苇叶片的光合速率，抑制了芦苇的生长。[7]

类似的实验同样也指出干旱条件下，芦苇的许多生理指标如叶绿素含量，质膜透性，叶绿素荧光动力学参数，以及形态学指标如叶片面积，大小，幼苗植株高低，生长速率等等都出现了明显的劣于对照组中芦苇的生长状况。曹昀团队指出干旱能引起芦苇适应性策略，如降低蒸腾量,利用有限的可利用水分维持生命活动,达到了植物叶片水分含量与土壤可利用水分的平衡.不同强度干旱均使叶绿素含量降低，而且叶绿素a/b值随土壤含水量的降低而升高，减少了叶片对光能的捕获，降低光合机构遭受光氧化破坏的风险，是芦苇幼苗适应干旱的一种光保护调节机制，干旱还导致了芦苇叶片细胞膜脂过氧化，细胞质膜透性增加,重度干旱时细胞质膜透性达29.3%。[8]

1.4芦苇对于抗盐碱的研究

同样由邓春暖科研团队领导的芦苇抗盐碱的研究发现：,中等盐度(Na+含量在80.388mg/L)样地芦苇的株高和生物量等指标均高于低盐度(31.894mg/L Na+)或者较高盐度(258.490mg/L Na+)样地芦苇.而Na+含量在258mg/L时，样地芦苇的株高和生物量等明显低于中低盐度样地，说明较高盐度显著抑制芦苇的生长。Na+含量在258mg/L时，样地芦苇叶绿素含量和最大光化学效率(F v/F m)最高，表明此含盐量对芦苇叶绿素含量和光化学效率可能具有小幅促进作用，以减少盐碱胁迫对芦苇的伤害,这可能是芦苇长期适应盐碱胁迫的响应机制[9]。而在他们的论文《莫莫格湿地芦苇对水盐变化的生理生态响应》中则指出，Na+ 和CO3-这两个环境因子组合对芦苇生理生态特征变异的解释量达到54.7%，说明这 2 个变量是影响芦苇生理生态特征变异的重要因子，同样他们同样还指出水深在其中起到一种关键驱动因子的作用。

2. 芦苇对于不同湿地的生理指标变化

通过模拟两种湿地（表面流湿地和潜流湿地）的研究表明，芦苇在两种湿地中的生长特性差异不大，主要测量的生理指标有植物相对生长率指标，叶片叶绿素含量光合速率，蒸腾速率，气孔导度。这项研究表明芦苇具有非常强的适应能力，湿地水势在大范围内对芦苇的生长状况影响不大[10]。但是在实际生产过程中，从芦苇生理生态需水规律的角度来看，缺水或多水都会对芦苇的生长发育产生影,.最终影响芦苇的质量和产量，因此在作物中，掌握芦苇的需水规律,提高苇田灌溉水平,是高产优质的关键所在。[11]

3芦苇的应用对于三峡库区消落带生理生态环境平衡的意义

鉴于三峡水库的建成，破坏了长江上下游的生态，而随着水库的水位升涨，两岸的生态系统必然要收到严重的破坏，实际上在消落带形成之前，生长在库区两岸的植被是一道天然的生态屏障，对来自库岸的污染特别是农业面源污染起到一定的拦截和过滤功能，地表径流携带的氮、磷等相当一部分被植被消化吸收，防止进入库区水体。而消落区形成后，这些功能将基本丧失，更多的污染物将进入