水淹深度是影响湿地植物生长和繁殖的关键因子,不同湿地植物对淹水深度存在着不同响应.然而,在水情不断变化的背景下,鄱阳湖洲滩湿地植物种群和群落如何变化还不清楚.为了探究淹水深度对湿地植物生长的影响,并预测鄱阳湖洲滩湿地植被分布的趋势,采用控制实验模拟了不同水淹深度(0、0.5、1 m和2 m)下鄱阳湖湿地3种优势植物(灰化薹草(Carex cinerascens)、南荻(Miscanthus lutarioriparius)和祷草(Phalaris arundinacea))的生长和繁殖情况.实验结果表明:1)水淹对灰化薹草总生物量的影响最显著.遭受水淹时,灰化薹草把大部分的生物量集中在地下部分;随着水淹深度逐渐增加,南荻的生物量逐渐减少;不同深度水淹对虉草生物量没有产生显著影响(P＞0.05).就生物量而言,虉草对水淹的适应性强于其他两种植物.2)不同水淹深度下,灰化薹草的株高都显著降低;而南荻只在2m水淹梯度下株高才显著降低.在枯水年时,下降的水位有利于南荻向较低高程迁移.3)不同深度水淹对灰化薹草的分株没有产生显著影响(P＞0.05);而虉草在经过2 m水淹后分株数显著高于其他水淹深度.在丰水年时,相比于灰化薹草和南荻,升高的水位对虉草的繁殖影响较小.在一个水位周期性变化的湿地生态系统中,不同深度的水淹对植物的生长及退水后的繁殖产生了严重影响,研究结果为预测水文变化对湿地植被的生存和分布提供了重要的依据.

为了解群落中优势植物的关联程度和性质随样方尺度的变化,在鄱阳湖湿地典型草洲-南矶湿地国家级自然保护区选取8块样地(大小8 m×8 m,样带间隔100 m,样地间隔80 m),每个样地依次划分为1 m×1 m、2 m×2 m和4 m×4 m等3个样方尺度,利用方差比率法、卡方检验和Jaccard指数检验方法,研究群落优势植物总体关联程度和性质及两两物种对间关联程度和性质随样方尺度扩大的变化.结果表明,该研究区优势物种有灰化薹草(Carex cinerascens)、水田碎米荠(Cardamine lyrata)、蒌蒿(Artemisia selengensis)、通泉草(Mazus japonicus)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和早熟禾(Poa annua).随样方尺度扩大,物种重要值除灰化薹草先增加后减少以外,其他物种的变化均不显著.7种优势植物组成的21个物种对随样方尺度扩大,植物总体关联性不显著且由负关联转向正关联.在3个样方尺度条件,21个物种对的多呈现不显著关联.随样方尺度的扩大,种间呈显著关联的物种对逐渐减少;种间呈正关联的物种对逐渐增加.Jaccard指数表明,各物种对随样方尺度的扩大,种间关联程度不断增加.这是由于研究区地被植物种类较多,分布频度较低,不同样方尺度下,群落内部资源分布差异以及物种之间的竞争与协同关系所致.

为了揭示鄱阳湖湿地活体植物和自然枯落物在水淹条件下分解过程的差异,以鄱阳湖湿地优势植被物种灰化薹草(Carex cinerascens)和虉草(Phalarisarundinacea)为研究对象,采用分解袋法开展室内模拟实验.植物样品设置新鲜和风干两种处理,分别模拟活体植物和自然枯落物在水下的分解过程.研究结果表明:(1)在180 d的淹水实验过程中,两种处理下的灰化薹草和虉草的分解过程都具有阶段性,前期分解速率较快,后期较慢.(2)两种植物枯落物的分解速率与植物C/N比有显著相关性,而活体植物的分解速率与植物C/N比相关性不强.(3)活体植物和自然枯落物的水下分解速率与物种有关,虉草活体比虉草枯落物分解速率快,而薹草活体比薹草枯落物分解速率慢.(4)模拟实验结束时活体植物仍有34％-43％未分解,推测鄱阳湖丰水期退水后大量洲滩植被消失的原因并非是植被在水淹下完全分解,而是一部分植被被水生动物啃噬或被水流冲走.

水淹时长是影响湿地植物分布的重要因素.在水情不断变化的背景下,鄱阳湖洲滩湿地植物种群和群落的变化规律还不清楚.为了探究淹水时长对鄱阳湖洲滩3种优势植物生长和繁殖的影响,并预测在水文发生剧烈变化后,3种优势植物分布的趋势,采用控制实验模拟了不同水淹时长(0、60、90、120、150 d和180 d)下鄱阳湖湿地3种优势植物(灰化薹草(Carex cinerascens)、南荻(Miscanthus lutarioriparius)和虉草(Phalaris arundinacea))的生长和繁殖情况.研究结果表明:1)南荻在水淹超过120 d后,存活率开始降低,水淹到达180 d完全死亡.而灰化薹草和虉草在淹水180 d后仍全部存活.表明南荻耐淹水的能力弱于其他两种植物.2)水淹显著降低灰化薹草的总生物量,并且总生物量随水淹时长的增加而逐渐降低.而短时间(小于150 d)的水淹没有对虉草总生物量产生显著影响.3)退水初期,灰化薹草的恢复生长趋向于地上部分,而虉草表现为地下和地下部分同步生长.该研究结果可以为预测水文情势变化下鄱阳湖湿地植物种群和群落的动态变化提供依据.

为研究湿地植物分解过程中木质素分解与碳、氮、磷元素释放之间的关系及其对不同地下水位环境梯度的响应,在鄱阳湖典型碟形湖泊-白沙湖设置了200 m×300 m分解试验样地,沿地下水位梯度划分4个试验样带(从湖岸到湖心依次为GT-A,GT-B,GT-C,GT-D),采用分解袋法模拟了典型湿地植物灰化薹草在不同地下水位环境的分解过程.结果 表明,分解15 d后,地下水位的升高促进了木质素的分解和碳、氮、磷元素的释放;在分解第60-90天,碳、氮、磷元素的相对归还指数随着木质素分解速率的升高而显著增大,并且相关性程度随着分解时间先增强,后减弱;分解过程中土壤pH、含水量和微生物量碳、氮对木质素的分解和碳、氮、磷元素的归还具有显著的促进作用.研究结果将有助于深化对湿地植物分解和生物地球化学循环过程的认识,为湿地自然保护区的科学有效管理提供理论依据.

开展凋落物分解特征与植物功能性状间的关系研究对于认识生态系统功能的维持机制至关重要.为了阐明不同物种叶凋落物和根系分解的主要影响因素,该研究以大针茅(Stipa grandis)典型草原的大针茅、糙隐子草1(Cleistogenes squarrosa)、知母(Anemarrhena asphodeloides)、羊草(Leymus chinensis)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)和黄囊薹草(Carex korshinskyi)6种植物的叶凋落物和根系为研究对象,采用凋落物袋法通过501天的野外分解实验对叶凋落物和根系的分解速率常数进行研究,并测定6种植物的叶片干物质含量、根比表面积、根组织密度以及叶凋落物和根系的碳(C)、氮(N)含量、纤维组分含量等功能性状,探讨了6种植物叶凋落物和根系的分解特征与其功能性状之间的关系.结果 表明,6种植物叶片和根系性状的种间差异显著,大部分性状的最大值和最小值的比值在1到2之间,而个别性状如根系的C:N和根比表面积相差近4倍.叶凋落物和根系在分解过程中质量剩余率与分解速率常数整体变化趋势都表现出前期分解迅速,中期相对变缓,后期分解最慢的规律;并且糙隐子草的叶凋落物和根系分解最慢,而银灰旋花的叶凋落物分解最快,知母根系分解最快.通过相关分析和逐步回归分析发现,在不同分解时期,叶凋落物和根系的分解过程受到不同性状的影响.结构性碳水化合物含量是叶凋落物前期和后期分解以及根系前期分解的主要影响因素,非结构性碳水化合物含量则是根系中期和后期分解的主要影响因素;另外,叶凋落物在分解中期的分解速率主要受叶片干物质含量的影响,根系在分解中期和后期的分解速率还分别受到根系C:N和N含量的显著影响.研究结果对于预测大针茅草原的碳和养分循环过程具有重要指导意义.