红树植物的沿河分布格局及其对咸淡水交替环境的适应机制

摘要

为什么真红树植物只生长在盐生环境中?目前有两种假说来解释这一现象。其一，真红树植物是生态需盐；其二，真红树植物是生理需盐。目前大多数学者都认同前一种假说，认为真红树植物的生长不需要盐。支持这一假说的主要证据是：在一些河流红树植物可以沿河深入分布到离入海口很远的地方，这些地方的河水往往是淡水而真红树植物在这里生长良好。为了验证这一假说我们对有类似现象的黄竹江进行了详细的调查研究。本研究调查了黄竹江红树植物的沿河分布格局，跟踪了河流水体盐度日变化和季节变化，测定了不同地点真红树植物桐花树(Aegiceras corniculatum)叶片的光合特性和主要无机渗透调节物质(Na、K、Ca、Cl)的季节变化，分析了盐度的季节变化对桐花树光合生理的影响，并探讨了盐度对真红树植物的作用及真红树植物对季节性淡水环境的适应机制。主要结果如下： 1、从上游到下游黄竹江河水盐度逐渐升高，在旱季时河水盐度与到入海口距离线性负相关。同时黄竹江是一条受淡水支配的河流，河水盐度表现出明显的日变化及季节变化。湿季时降水充沛，黄竹江径流量大，河水盐度普遍较低。上游、中游和下游河水盐度的日波动范围分别是：0～0.4 ppt，0.1～4.8 ppt和4.6～24.5 ppt。旱季时降水稀少，黄竹江径流量小，河水盐度普遍较高。上游、中游和下游河水盐度的日波动范围分别是：6.1～17.0 ppt、12.5～23.5 ppt和29.9～31.2 ppt。 2、真红树植物和半红树植物的沿河分布格局存在差异。对真红树植物来说：盐度适中地区(中游)的物种多样性高于高盐度地区(下游)，而湿季时盐度极低地区(上游)的物种多样性最低。对半红树植物来说：盐度适中地区(中游)的物种多样性高于湿季时盐度极低地区(上游)，而高盐度地区(下游)的物种多样性最低。 3、潮汐能够到达的上限决定了真红树植物沿河分布的上限。真红树植物不能分布到一直是淡水的环境中。 4、黄竹江各样点桐花树光合特性表现出明显的空间变化和季节变化。下游桐花树的实际光合量子效率(ΦPSⅡ)和光合电子传递速率(ETR)终年低于上游和中游。湿季时，中游ΦPSⅡ和ETR明显高于上游和下游，而上游和下游之间没有显著差异。旱季时，上游和中游的ΦPSII和ETR明显高于下游，而上游和中游之间没有显著差异。淬灭分析表明，下游桐花树有较高水平的光抑制发生，而湿季时上游的桐花树并没有发生光抑制而只是光合的保护性下调。 5、土壤中的主要元素(Na、K、Ca、Cl)含量都表现出明显的季节变化。湿季时土壤中各元素都远远低于旱季，但桐花树叶片中各元素含量仍维持在一个较高的水平。特别是在上游，湿季时土壤中元素含量极低，但桐花树叶片中的Na、K和Cl的含量都和旱季时没有显著差异。各样点桐花树叶片中Ca含量在湿季时都明显高于旱季。湿季时各元素的富集系数都高于旱季。 以上结果不支持“真红树植物的生长不需要盐”这一假说。本研究认为真红树植物不仅仅是生态需盐还是生理需盐。盐对真红树植物是一种必需的资源，它的正常生长需要一定的盐分，过高和过低的盐度都会抑制真红树植物的生长。真红树植物体内存在一个“盐分银行”，当环境盐度较高时(旱季)它将盐离子储存在体内，而当环境盐度过低时(湿季时淡水环境)它把储存在体内的盐离子用于维持生长。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1生态需盐和生理需盐

2红树植物分布格局与沿河分布

3盐对红树植物生理生态的影响

4本研究的目的意义及主要内容

第二章红树植物沿河分布格局及其控制因子

1材料与方法

1.1样地概况

1.2调查方法及盐度的跟踪

1.3数据分析

2结果

2.1盐度的变化

2.2红树植物的沿河分布情况

3讨论

3.1河水盐度和离入海口距离间的关系

3.2控制红树植物沿河分布的因素

3.3红树植物是否需要盐?

4小结

第三章随季节变化的盐度对桐花树光合生理的影响

1材料与方法

1.1样地概况及调查方法

1.2河水盐度的跟踪

1.3样品采集

1.4叶绿素含量的测定

1.5叶绿素荧光的测定

1.6叶片元素测定

1.7土壤颗粒组成的测定

1.8土壤盐度和元素的测定

1.9数据分析

2结果

2.1土壤颗粒组成

2.2盐度的变化

2.3叶绿素含量

2.4叶绿素荧光

2.5元素含量

3讨论

3.1土壤颗粒组成

3.2盐度的变化

3.3叶绿素含量

3.4叶绿素荧光

3.5红树植物如何在湿季时的淡水环境中存活

4小结

第四章结论与展望

1结论

1.1黄竹江红树植物的沿河分布格局及其控制因素

1.2随季节变化的盐度对桐花树光合生理的影响

2展望

参考文献

致谢