水文特征对水生植物的影响

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1、水文特征对水生植物的影响摘要水位、水流等水文特征是影响水生植物的重要因素。水生植物对水位变动的响应主要包括形态特征、生物量、物种分布和物种结构的改变。另一方面,水位变动被认为是一个环境干扰因子,适度的水位变动有利于增加物种多样性;长期的水位变动在植物群落演替上扮演重要的角色。水流不仅能影响水生植物群落结构和物种分布,还能影响其繁殖传播、新陈代谢过程和形态特征。　　关键词水文特征;水深;水流;水生植物;影响　　AbstractHydrologicalcharacteristics,suchasacrophytes.Macrophytesexhibitaseriesofchangesin

2、cludingmorphologicalcharacteristics,biomassallocationpatterns,distributionpatterninresponsetoentdisturbancefactor.Undermoderateportantroleinmunitysuccession.orphologicalcharacteristicsofmacrophytes.　　Keyogetonpeczinatus)的生活型从原来的毛刷型变为聚合型[4]。这种形态可塑性是有利的,能够增强植物的功能[5]。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态可塑性。挺水植物对

3、水位梯度的可塑性,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变[6-8]。如芦苇(Phragmitesaustralis)幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调[9]。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率[9]。浮叶根生植物的形态可塑性主要表现

4、在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜(Nymphoidespeltatum)的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱[10]。浮叶植物菱(Trapabispinosa)有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面[11]。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的形态可塑性也很显著,如苦草(Vallisneriaspiralis)在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红

5、色来调节对所需光资源的摄取[12]。1.2生物量　　水位对植物产生的另一个显著影响是改变其生物量,如Hudon等(2005)研究水位波动对St.LawrenceRiver的水生植被的影响发现:总地上干重(B=挺水植物+沉水植物地面干重)随着深度(Z)而减少。　　log10B=-0.65-0.75log10Z-0.23(log10Z2),r2=0.31,N=252[13]。　　但是,对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的生物量[14],通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落生物量[15]。对于同种植物,水位的变动能改变地下生物量和地上生

6、物量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株生物量中的比例上升,地下部分比例就会降低[10,16],分配到根和根状茎的生物量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。　　1.3物种多样性　　在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态[17]。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关[18]。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为

7、适应浅水生活的物种建立创造了机会[19],也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少[20]。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。