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三峡水库建成后,两岸形成了高达30m,面积达300km2的消落带,长时间的水淹胁迫使得库岸原有物种难以存活,从而引起水土流失、库岸滑坡等一系列生态环境问题。许多学者认为在消落带内人工构建植被是保护该地区生态环境的重要措施之一,在消落带植被构建中,选择能适应水淹环境的物种,并且明确其耐水淹机制十分重要。本文以中山杉(Taxodium hybrid’zhongshansha’)405、406、407、502及其父本落羽杉(Taxodium distichum (Linn.) Rich.)、母本墨杉(Taxodium mucronatum Tenore.)为研究对象,采用盆栽模拟水淹实验,设置了半淹、没顶淹水和对照3种处理,经历12个月的水淹处理及6个月的出水后恢复,从存活率、水淹条件下的生长及出水后的光合生理恢复三个方面探究了中山杉405、406、407、502及其亲本对不同程度水淹胁迫的耐受能力,以期为三峡库区消落带植被恢复及重建工作中适生植物的遴选提供数据参考。通过对中山杉及亲本在不同水淹条件下生长特性、水淹解除后的生长以及光合生理恢复的研究,本论文得到以下主要结论:(1)经历12个月半淹胁迫,中山杉4个品种及亲本全部存活;经历12个月全淹胁迫,中山杉4个品种及父本落羽杉全部存活,母本墨杉全部死亡。根据在全淹条件下存活30 d以上属强耐水淹树木的国际界定标准,中山杉及父本落羽杉均是耐水淹能力极强的木本植物,可尝试性用于三峡库区消落带地区造林之用。(2)半淹胁迫下中山杉405、406、407、502及父母本的株高、地径增长量均高于对照组。这是由于植株采取“逃避策略”应对半淹胁迫,此时植物高生长显著增加,从而“尽可能地”使叶片露出水面,以保证光合作用的有效进行,保证植物的正常生长;同时,地径生长增加,这是植物茎基部的通气组织增多以及皮孔增大所导致的,这有利于改善植物同大气之间的气体交换,减少无氧呼吸,提高有机物的利用效率。(3)全淹胁迫下中山杉405、406、407、502及亲本的株高、地径生长都受到显著抑制。是由于植物采取“静默策略”应对全淹胁迫,此时植物生长缓慢,能量消耗低,可以依赖水淹前的营养储备而存活,而墨杉在全淹胁迫下的死亡很可能是由于体内能量储备不足造成的。(4)水淹胁迫解除后,经历6个月的恢复生长,中山杉及亲本的株高、地径生长量较对照组都有所增加,这是生物的一种“补偿效应”,可以使得植物在水淹胁迫解除后迅速恢复生长,是一种积极的自我调节能力。(5)半淹胁迫解除后,中山杉及落羽杉的株高、地径增长量高于全淹胁迫解除后的数值,这是由于植物在全淹胁迫解除后的恢复期内,利用有限的营养储备,生物量分配主要倾向于叶片的生长,快速产生大量叶片,以更为有效地积聚光合产物,因此株高和地径增加相对缓慢,这可能是深度水淹植物更为优化的恢复生长方式。(6)水淹胁迫解除后,经历6个月的恢复生长,测定中山杉的各项光合生理指标,发现同对照组相比,其净光合速率显著增加,伴随有气孔导度升高、胞间CO2浓度降低,表明其光合潜能的提高是气孔因素和非气孔因素共同作用的结果,且气孔导度的变化幅度大,而胞问C02浓度的变化幅度小,表明气孔因素所起的作用较大。且中山杉的光补偿点降低,而光饱和点显著升高,表明其对强光及对弱光的利用能力均显著增强,从而使得其净光合速率显著增加,同时暗呼吸速率的增加,表明中山杉在水淹后生长比对照组更加旺盛,对物质和能量有更高的需求。(7)全淹胁迫后中山杉各项光合生理指标的变化量比半淹胁迫后更大,表明全淹胁迫后中山杉的光合恢复能力强于半淹胁迫后,这是由于水淹程度越深,植物根部的孔隙度越大,增大的孔隙度可以改善植物根部的通气状况,较高的根部氧浓度可以提高根系活力,从而促进植株对土壤中有机氮的吸收,最终提高植物光合作用。(8)半淹胁迫解除后,经历6个月的恢复生长,测定母本墨杉的各项光合生理指标,发现同对照组相比,其净光合速率显著增加,同时伴随有气孔导度的升高和胞间CO2浓度的降低,表明其光合潜能的提高是气孔因素和非气孔因素共同作用的结果,且气孔导度的变化幅度大,而胞间C02浓度的变化幅度小,表明气孔因素所起的作用较大。且墨杉的光补偿点显著降低,而光饱和点显著升高,表明其对强光及对弱光的利用能力均显著增强,这也是其净光合速率显著增加的重要因素,同时暗呼吸速率的增加,表明墨杉在水淹后的生长及代谢比对照组更加旺盛。(9)水淹胁迫解除后,父本落羽杉的净光合速率降低,伴随有气孔导度、胞间C02浓度升高,其净光合速率的下降主要是非气孔因素在起作用,表明落羽杉在水淹胁迫解除后,光合能力依然受到抑制,且全淹胁迫后落羽杉的净光合速率要低于半淹胁迫后的数值,表明水淹深度越大抑制作用越强;此外,水淹胁迫解除后,落羽杉对强光的利用能力显著降低,这也是其光合能力低的重要原因。本研究中,落羽杉虽然也具有较强的耐水淹能力,但是出水后,其光合恢复能力不及杂交种中山杉。(10)杂交种中山杉在水淹条件下的生长、水淹后的恢复生长以及光合生理恢复方面均强于亲本,表现出良好的杂交优势。