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引种植物水桦对三峡库区消落带的适应性及安全性初探

引种植物水桦对三峡库区消落带的适应性及安全性初探

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作者：袁贵琼西南大学

学位级别：硕士

三峡库区消落带是典型的生态脆弱区,其地质灾害与气象灾害频发、生物多样性减少、面源污染严重、河道泥沙沉积加剧、河面漂浮物增多,严重影响了周边居民的生活与经济。近年来,植被恢复与重建因其成本低、可持续性及生态环境改善能力强... 详细信息

三峡库区消落带是典型的生态脆弱区,其地质灾害与气象灾害频发、生物多样性减少、面源污染严重、河道泥沙沉积加剧、河面漂浮物增多,严重影响了周边居民的生活与经济。近年来,植被恢复与重建因其成本低、可持续性及生态环境改善能力强等特点而被广泛用于消落区治理。植物虽可改善消落区环境,但其是否真正适应该地环境及对当地植物是否产生威胁尚待研究。本文以170m和175m高程生长的水桦(Betula nigra)为研究对象,(1)以时间为变量因素,于2015年7月、2016年7月及2017年7月调查水桦林下不同土层土壤理化性质、水桦自身生长特征,于2014年7月、2015年7月及2016年7月调查水桦叶片光合特性来研究水桦对三峡库区消落带的响应,探讨研究水桦对三峡库区消落带的适应性;(2)于2017年5月调查水桦林下植物多样性,同时以水桦根叶为研究材料,以黑麦草、百喜草及白三叶等三峡库区消落带常见草本为受体植物,研究不同浓度水桦根叶浸提液对黑麦草、百喜草及白三叶生长的影响,以此来研究引种植物水桦是否具有生态入侵风险。论文的主要研究结论如下:1、水桦对三峡库区消落带具有较好的适应性。(1)水桦林下土壤容重随年际变化表现为2015>2016>2017,而持水量和孔隙度则表现为20152016>2015,且时间间隔越大,林下土壤各化学性质差距越大,2高程水桦林0-10cm、10-20cm及20-30cm土壤p H值、有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷及速效钾变化幅度分别为2.54%2.55%、8.26%4.47%、14.90%7.92%、12.98%9.51%、-0.97%19.92%、42.89%7.30%、47.07%1.00%。(2)水桦株高、胸径、冠幅长及宽等各项数据随年份均呈现为增长趋势。株高增长幅度为25.1%30.5%,胸径增长幅度为5.6%5.1%,冠幅长和宽增长幅度分别为30.8%1.1%和21.2%30.5%,且2高程在2015-2017年均自然挂果。高程170m和175m水桦叶片净光合速率随年份表现为20142015>2016,蒸腾速率及气孔限制值则无明显规律,叶绿素含量随时间均表现为2014性质,且在三峡库区生长正常且其光合作用随树龄增大而逐渐增强,说明水桦对三峡库区具有较好的适应性。2、引种植物水桦不具备生态入侵性。(1)2高程水桦林下共统计到草本植物29种,其中高程170m为15种,高程175m为14种,且水桦林林下暂未发现水桦小苗。高程170m的水桦林林下优势种为臭独行菜和灯芯草,两者重要值总和达38.32%,高程175m的水桦林下优势种为臭独行菜和小巢菜,两者重要值总和达50.08%。2高程水桦林下植物Shannon-Wiener多样性指数(H′)分别为2.414、2.120,Pielou均匀度指数(Jw)分别为0.871、0.783,Alatalo优势度指数(Ea)分别为0.749、0.527。由植物物种多样性阈值的分级评价标准可知,高程为170m的水桦林属于III级,该林地林下植物多样性较好,高程为175m的水桦林属于II级,该林地林下植物多样性丰富。(2)浓度为0.075的水桦叶浸提液使黑麦草发芽数和株高分别增加1.18%、6.87%,其余浓度叶浸提液则降低了黑麦草发芽数、株高、根长和生物量,最大降低幅度分别为42.35%、32.78%、65.64%及67.65%。水桦根浸提液使发芽数、株高和根长降低,使生物量表现为促进作用。与对照相比,0.075、0.100、0.150、0.250处理浓度的根浸提液分别使发芽数降低47.35%、48.82%、48.82%、47.35%,株高降低6.60%、5.87%、1.04%、11.48%,根长降低0.17%、19.43%、38.49%、79.07%,生物量增加3.82%、14.12%、6.76%、2.35%。水桦根叶浸提液对黑麦草的化感综合效应(ASE)为负值,处理浓度越大,AS

关键词：三峡库区消落带水桦适应性生态入侵性

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