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三峡工程的建成形成了世界上最大的水陆消落带,其水位涨落周期与长江原来的水文规律相反,造成三峡库区消落带植被多样性显著下降,生态系统十分脆弱,筛选适宜的消落带适生植物进行植被恢复对生态系统稳定性极为重要。本研究以三峡库区香溪河消落带的优势多年生草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)、回头青(Cyperus rotundus)和一年生草本植物狗尾草(Setaria viridis)为研究对象,在海拔150-180 m的范围内每隔10 m,在海拔150 m,160 m,170 m和180 m(分别对应深水位区段、中水位区段、浅水位区段和未被水淹区段)设置监测样点,分别采用Li-6400光合仪和实验室检测对三种草本植物不同月份和不同海拔高度光合特性、生理生化和种群生物量的时空动态进行了实地研究,探讨这三种草本植物作为消落带植被恢复物种的能力。 结果指出,三种草本植物净光合速率与大气温度和光合有效辐射均呈极显著正相关,在7月最高,5月略高于9月。而各光合特性参数之间具有一定的相关性,三种草本植物净光合速率分别与蒸腾速率、气孔导率极显著正相关,而与胞间 CO2浓度显著负相关(除狗尾草外)。且三种草本植物的净光合速率在水淹结束后均能快速恢复,其中狗牙根与回头青在深水位区段的恢复较慢,而狗尾草的在不同海拔高度之间的差距则较小。且随着时间推移,三种草本植物在深水位区段的净光合速率与未被水淹区段的差距减小,而浅水位区段的净光合速率均要优于未被水淹区段。 而在生理生化响应上,三种草本植物的叶绿素含量与净光合速率显著正相关,叶绿素合成的抑制随着水淹胁迫的减弱而减小。狗牙根和香根草可溶性糖含量在水淹胁迫刚消退时消耗较多而狗尾草合成较少,但随着时间推移三种植物可溶性糖含量均能较快累积。此外,在淹水条件下,狗牙根和回头青根据水淹胁迫程度的不同增加体内脯氨酸含量以调节渗透压,而狗尾草则未发现此趋势。 此外,多年生草本植物狗牙根和回头青减少种群生物量而增加根部生长来适应水淹环境,且根系的加强具有重要的水土保持作用;而一年生草本植物狗尾草则通过调节生长周期,在消落带成陆期完成植株的生长阶段来适应消落带水淹环境,。狗牙根在浅水位区段处和中水位区段生长恢复较好;回头青在深水位区段、中水位区段处生长恢复较好;狗尾草在中水位区段以上生长未见明显差异,淹水区域生长略好。 以上结果指出,三种草本植物对消落带周期性水淹均有极好的适应机制,在光合特性、生理生化特性和生物量及其分配上作出了积极的响应,具有消落带植被恢复物种的特性。其中狗牙根尤其适合浅水位区段处和中水位区段,回头青适合深水位区段和中水位区段,而狗尾草适合中水位以上区段。本研究对三峡库区消落带不同海拔高度的适生植物筛选提供理论参考,从而为三峡库区消落带植被重建提供重要的科学依据。