海三棱藨草不同种群种子的萌发及其克隆生长对盐度和温度的生态响应

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长江口滨海湿地的盐沼植物在调节气候、净化水质、提供栖息地、维护海岸线稳定和保护生物多样性等方面发挥着重要的生态作用。海三棱藨草(Scirpus mariqueter)作为长江口滨海湿地典型的先锋植物,生态价值重要而独特。对于海三棱藨草而言,环境因素(特别是所处生境的温度和土壤盐度等因素)直接影响其种子萌发和克隆生长。土壤盐度是滨海湿地限制植物生长的重要环境因子之一,对盐沼植物的存活、生长和分布都有着重要影响。而研究低温环境对植物造成的不同伤害以及植物响应和适应低温环境产生的抗寒生理机制,可为植物抗寒锻炼、育种和生态恢复提供重要参考。因此,系统研究海三棱藨草种群的种子的萌发及其后续克隆生长对盐度和温度及其交互作用的响应,具有十分重要的生态学理论意义和实践应用价值,以此可以为海三棱藨草种群的保育和恢复提供技术支撑。本研究选取海三棱藨草不同种群的种子,通过室内实验,探究种子储存温度、储存盐度、储存时长、萌发盐度及其交互作用下,对不同种群的海三棱藨草种子的萌发及其克隆生长的影响。研究得出的主要结论如下:1)来自两个野外种群的海三棱藨草的种子萌发能力及其克隆生长能力大小顺序为:堤内种群>堤外种群。来自不同海三棱藨草种群的种子对储存盐度的耐受程度不同。在低温储存时,储存盐度抑制了堤内种群的种子活力,但一定的储存盐度(12‰)能提高堤外种群的种子活力。种子萌发时的盐度抑制了海三棱藨草种子萌发,堤外种群的种子可以承受轻微盐胁迫,且堤外种群的种子在较高的萌发盐度下的相对耐盐能力要好于堤内种群。2)来自不同海三棱藨草种群的种子最适储存温度和储存时长不同。堤内种群的种子在储存温度0℃时,活力最高;堤外种群的种子在储存温度-5℃时,活力最高;堤内种群的种子最适储存时长为4个月甚至更长;堤外种群的种子最适储存时长为3个月。3)种子储存温度和萌发时盐度对海三棱藨草堤内、外种群的种子萌发有显著的交互作用。在种子储存温度-5℃时,随着萌发盐度的增加,堤内种群的种子活力达到高盐度时才显著降低,堤外种群的种子活力先升高再降低;在种子储存温度为0℃时,堤内种群的种子活力没有显著变化,堤外种群的种子活力达到高盐度时,才显著降低;在种子储存温度为5℃时,堤内种群的种子活力显著降低,堤外种群的种子活力达到高盐度时,才显著降低。4)种子储存盐度和萌发盐度总体上抑制了来自海三棱藨草堤内、外种群的种子所产生的新种群的生长。随着土壤盐度的增加,植株高度下降,叶面积减少,生物量降低。但在种子储存温度较高时,轻微的储存盐度能促进堤内、外种群的种子所产生的新种群的叶面积增加。在储存温度较低的处理中,轻微的萌发盐度能促进株高增加。5)种子储存盐度和萌发时盐度总体上抑制了来自海三棱藨草堤内、外种群的种子所产生的新种群的克隆繁殖。随着土壤盐度增加,分株数减少、分株高度降低、根状茎长度降低、球茎数下降。6)种子储存盐度和萌发时盐度改变了海三棱藨草堤内种群种子产生的新种群对储存温度变化的响应方式。在低盐度时,随着种子储存温度的降低,由种子所产生的新种群的营养生长、克隆繁殖及生物量均降低,且生物量分配重心向地下部分转移;在高盐度时,随着种子储存温度的降低,由种子所产生的新种群的营养生长、克隆繁殖及生物量均增加,生物量分配重心先向地下部分转移,后向地上部分转移。
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