石油与盐碱对黄河三角洲常见群落种子库萌发和优势种生长的影响

作     者：付朝阳 

作者单位：齐鲁工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：葛秀丽;高永超

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：黄河三角洲湿地 石油污染 土壤盐碱化 土壤种子库 植被恢复 

摘      要：滨海湿地具有许多独特而重要的生态功能。但是多年的人为破坏和环境污染等问题使湿地发生了严重的退化等问题亟待解决。黄河三角洲湿地具有特殊的地理位置和国家战略地位,其植被恢复工作已列为十四五期间山东省生态保护的重点内容。然而黄河三角洲湿地植被恢复的研究还处于起步阶段,针对滨海湿地盐碱化和石油污染胁迫下湿地植被恢复的理论研究非常欠缺,仍需继续开展相关研究。本研究以黄河三角洲湿地3种常见群落的土壤种子库(芦苇(Phragmites australis)群落、芦苇—碱蓬(Suaeda glauca)群落和多物种群落)和5种常见物种(狗尾草(Setaria viridis)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、苣荬菜(Sonchus wightianus)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)和荻(Miscanthus sacchariflorus))为研究对象,使用0#柴油和分析纯Na Cl模拟石油污染和土壤盐碱化,设置了不同柴油浓度和盐度条件模拟石油污染和土壤盐碱化以探究不同胁迫条件对群落土壤种子库萌发、不同物种种子萌发及不同组合中植株生长的影响,并总结了应对黄河三角洲不同土壤条件的植物恢复策略。结果表明:(1)对群落种子库而言,2%及以下的盐度对多物种群落的种子库的物种数目、幼苗密度和物种多样性有显著的抑制效果;2%及以下的柴油浓度(对应土壤石油浓度范围为12.3%)对种子库的影响不明显。芦苇群落和芦苇—碱蓬群落的土壤种子库适用土壤盐度在1%-2%、柴油污染浓度在0-2%(对应土壤石油浓度范围为0-12.3%)之间的植被恢复工作;多物种群落适用于土壤盐度在0%到1%,石油污染浓度在0%到2%(对应土壤石油浓度范围为0-12.3%)之间的湿地植被恢复工作。(2)在种子萌发阶段,柴油和盐分对5个常见物种种子的发芽率和发芽势及种子的发芽时间有抑制作用,并抑制了幼苗的根、茎、叶的生长。柴油和盐分的交互作用使抑制效果更加严重。荻对柴油的耐受性最强,狗尾草和盐地碱蓬有一定耐受能力,苣荬菜和蒙古蒿的耐受性最差。(3)4%的土壤柴油浓度(对应的土壤石油浓度为24.6%)对狗尾草、蒙古蒿和盐地碱蓬植株的根长、叶长、叶片数、鲜重和干重油抑制作用;对根冠比和干鲜比有促进作用。石油的疏水性质和生物毒性是限制植株生长的主要原因。3个物种间的种间关系和蒙古蒿自身的柴油耐受能力,导致了蒙古蒿相关物种组合的植被恢复效果相对较好。蒙古蒿可作为黄河三角洲石油污染湿地植被修复物种搭配的关键物种。根据本研究的结果,对黄河三角洲湿地的植被恢复材料(不同群落种子库与物种)的应用场景进行了讨论和总结。种子库的恢复能力较强且应用范围较广,推荐用于更严峻的修复条件。