外来入侵植物喜旱莲子草在三峡水库水淹逆境中耐淹策略选择的环境诱导研究

Three Gorges dam construction leads to the formation of riparian water-level-fluctuating-zone (WLFZ) within the reservoir with a waterlevel fluctuation of 30 meters. When submerged upon impoundment, water column of WLFZ at different elevation differs greatly in water pressure, light intensity, light quality, and dissolved oxygen content. Alternanthera philoxeroides is an alien invasive plant species growing extensively in WLFZ of Three Gorges reservoir, the A. philoxeroides plants growing in deeply submerged WLFZ of lower elevation adopt “quiescense strategy” (no growth) to withstand submergence, and A. philoxeroides plants growing in shallowly submerged WLFZ of higher elevation adopt “escape strategy” (fast elongation growth) to overcome submergence. In this project, the growth, morphological plasticity, carbohydrates storage and consumption of A. philoxeroides plants submerged in water column with different water pressure, light intensity, light quality, and dissolved oxygen content will be investigated, so as to unravel the determinant factors which induce the selection of submergence-tolerance strategy in submerged A. philoxeroides plants.

三峡水库建成后形成水位落差达30米的库岸消落区，三峡水库蓄水淹没时消落区不同高程区域水体具有的水压、光照强度、光质、溶氧含量有很大差异。喜旱莲子草是一种在三峡水库消落区大量生长的外来入侵植物，水库蓄水淹没时位于水淹深度大的消落区低高程区域的喜旱莲子草采取不进行生长的“静默”策略应对水淹逆境，而位于水淹深度小的消落区高高程区域的喜旱莲子草却采取强烈伸长生长的“逃避”策略应对水淹。本项目拟对不同水压、光照强度、光质、溶氧含量水淹环境中喜旱莲子草的生长、形态变化、营养储备及消耗进行研究，以揭示三峡水库水淹环境中喜旱莲子草不同水淹耐受策略的选择是由光照、溶氧、水压这三个环境因子中的哪个因子诱导的，并明确决定水淹逆境中喜旱莲子草耐淹策略选择的主要环境因子。

三峡水库建成后形成水位落差达30米的库岸消落区，三峡水库蓄水淹没时消落区不同高程区域水体具有的水压、光照、溶氧含量有很大差异。喜旱莲子草是一种在三峡水库消落区大量生长的外来入侵植物，水库蓄水淹没时位于水淹深度大的消落区低高程区域的喜旱莲子草采取不进行生长的“静默”策略应对水淹逆境，而位于水淹深度小的消落区高高程区域的喜旱莲子草却采取强烈伸长生长的“逃避”策略应对水淹。本项目对不同水压、光照、溶氧含量水淹环境中喜旱莲子草的生长、形态变化、营养储备及消耗进行研究，以揭示三峡水库水淹环境中喜旱莲子草不同水淹耐受策略的选择是由光照、溶氧、水压这三个环境因子中的哪个因子诱导的，并明确决定水淹逆境中喜旱莲子草耐淹策略选择的主要环境因子。研究发现：（1）低溶氧水平下完全淹没的喜旱莲子草生长减弱、碳水化合物消耗加快、耐淹能力下降、死亡率增大；（2）有光情况下完全淹没的喜旱莲子草比无光全淹的喜旱莲子草具有更高的生长速率、更低的叶凋落速率和更好的耐淹能力；（3）水压增大抑制了受完全淹没的喜旱莲子草的伸长生长，并改变了喜旱莲子草组织和器官形态，增大了碳水化合物消耗速率，降低了喜旱莲子草耐淹能力；（4）在水淹环境中喜旱莲子草产生的不定根可以从水体中直接吸收溶解氧并把吸收的氧运输到植株其他器官和组织中以缓解植株的缺氧状况，具有不定根的受淹喜旱莲子草比无不定根的受淹喜旱莲子草具有更强的水淹耐受能力；（5）低水温会降低受淹喜旱莲子草的碳水化合物消耗，减弱喜旱莲子草的生长，提高喜旱莲子草耐淹能力和延长在水淹逆境中的存活时间；（6）水压是决定喜旱莲子草选择“静默”策略还是“逃逸”策略的重要环境因子；光照和溶氧对喜旱莲子草耐淹策略的选择影响不强烈，但可以通过影响喜旱莲子草的碳水化合物生产和消耗在一定程度上会影响喜旱莲子草的耐淹能力和“逃逸”强度。