黄河三角洲滨海湿地盐地碱蓬植被修复机制研究

	黄河三角洲滨海湿地盐地碱蓬植被修复机制研究
	管博
学位类型	博士
导师	于君宝 ; 陆兆华
	2011-05-30
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位专业	环境科学
关键词	黄河三角洲、退化滨海湿地、盐地碱蓬、生态修复
摘要	黄河三角洲滨海湿地是我国暖温带地区最年轻、最广阔的湿地生态系统。由于该湿地处于海陆交错地带，兼受陆地和海洋双重影响。其气候条件属于北温带半湿润大陆性季风气候，年均降雨量为530～630mm，蒸发量约为1900～2400mm。由于滨海湿地处于的特殊地理位置和自然优势，人类高强度的活动使滨海湿地受到了极大的干扰和破坏：湿地退化现象日益严重、海岸退蚀、含盐量增加、植被多样性降低、光板地日益增多。因此，修复已经退化和正在退化的滨海湿地和保护未退化的湿地成为当务之急。盐地碱蓬作为黄河三角洲滨海盐碱湿地的先锋物种，能够适应当地的恶劣环境。因此，对于盐地碱蓬物种耐盐碱性深入研究以及利用盐地碱蓬来进行重度退化盐碱湿地生态修复具有重要的生态意义。通过对盐地碱蓬发芽期、幼苗期以及整个生长季在不同盐碱胁迫条件和不同恢复处理手段下的生理生态响应机制的系统研究表明：1) 四种碱蓬种子发芽率均随着盐浓度升高而显著降低，当NaCl 浓度达到500mmol·L-1 时，SGDY、SGJL、SSDY、SCJL 的发芽率分别为21%、9%、50%、44.5%，对于发芽速率而言，NaCl 溶液浓度较低(300mmol·L-1 以下)时，SGJL、SSDY 的发芽速率显著高于SGDY 和SCJL，当NaCl 溶液浓度升高(400mmol·L-1 和500mmol·L-1)时，发芽速率SSDY > SCJL > SGDY =SGJL，结果表明盐地碱蓬(SSDY)在较宽的盐度范围内能够保持较高的发芽率和发芽速率；2) 盐地碱蓬种子有较广泛的发芽温度范围，5℃~40℃温度下，盐地碱蓬种子均表现出较高的发芽率；盐地碱蓬种子具有较高的耐盐性，当NaCl 或NaHCO3 浓度达到500mmol·L-1 时，发芽率均高于50%，100%海水溶液浓度下发芽率也达到38%；盐地碱蓬幼苗体内Na+含量随盐浓度升高而显著增加，K+含量在各浓度下差异不显著。表明广泛的发芽温度范围，较高的耐盐性，高种子存活率以及较强的吸收盐离子的能力是盐地碱蓬种子能够在黄河三角洲滨海盐碱湿地复杂多变的环境中成功萌发并定居的生存机制； 3) 随着地下水位深度的升高，盐地碱蓬幼苗高度显著降低，分枝数以及根、茎、叶生物量均显著减少；在-30cm 水位和0%盐的交互作用下幼苗叶片叶绿素a、b 以及类胡萝卜素含量最高，而0cm 水位深度和3%盐胁迫的交互作用下各含量达到最低。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性随着盐浓度增加而显著增加；高水位时，丙二醛(MDA)含量随着盐浓度的增加而增加，而-30cm 水位下，MDA 含量在3%盐浓度时为0.26mmol/g，仅为其他盐浓度下的28%～40%。高盐胁迫增加了盐地碱蓬叶片内Na+和Cl-的含量，同时K+、Ca2+、g2+、SO42−、NO3−含量显著降低。可见，盐地碱蓬能够通过改变形态特征、生物量分配比例、调节体内抗氧化胁迫物质含量以及调节体内离子平衡来适应不同的生存环境，这正是盐地碱蓬在滨海湿地潮间带不同水、盐环境中能够长期生存的适应性机制；4) 植物高度、分枝数、分枝长以及茎粗均受到盐胁迫的显著影响，氮素的施入可有效缓解盐胁迫产生的影响。茎、叶和根的生物量在氮素施入条件下均显著增加。在5.25g/kg NaCl 水平下，0.6g/kg 的氮肥(以尿素形式提供)可以使盐地碱蓬幼苗生物量提高2 倍。而在10.5g/kg NaCl 水平下，0.3 和0.6g/kg 的氮素供应均能够促进植物生长，在21g/kg NaCl 水平下，0.3g/kg 的尿素处理效果好于其他两个水平。由此可见通过合理的施肥可加速退化盐碱湿地的修复；5) 重度退化湿地土壤改良后，盐地碱蓬能够成功生长，施肥、翻地、草末培肥3 种改良方法均可有效的降低重度退化盐碱地的土壤含盐量，改良后的土壤Na+含量均显著降低，土壤脲酶和磷酸酶活性与对照相比显著的提高，表明改良后土壤肥力得到了改善，通过对盐地碱蓬生长状态的观察发现，经过修复处理的盐地碱蓬种群生长状态良好。由此可见，除降低土壤含盐量、选育耐盐植物以外，从营养元素生物地球化学循环角度进行退化湿地生态修复是行之有效的新途径，并可达到较为理想的生态修复预期效果，可以为后续大面积改良重度退化盐碱湿地工程的实施提供一定的理论参考依据和示范经验。
页数	123
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/3643
专题	中国科学院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	管博. 黄河三角洲滨海湿地盐地碱蓬植被修复机制研究[D]. 中国科学院研究生院,2011.

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