洞庭湖湿地典型优势物种的芽库动态及其调控机理研究

芽库是植物繁殖体库的重要组成部分，对多年生草本植物的种群结构和动态起重要作用。当前，有关湿地植物繁殖体库的研究主要集中在种子库方面，对芽库的研究还停留在描述阶段，缺乏机理性认识。本项目拟以我国典型的淡水湖泊湿地-洞庭湖湿地典型优势植物为对象，通过野外调查和取样探明芽库动态及其与地上种群的动态关系；通过不同高程梯度下优势物种芽库的野外调查取样和室内水位控制实验，揭示水位对优势物种芽库动态的影响及其调控机理；通过构建不同密度的人工种群，揭示优势物种芽库动态对竞争的响应及其机制。最后，综合各项研究结果，以期揭示洞庭湖湿地优势物种的芽库动态及其在地上种群更新中的作用，阐明生物和非生物环境对芽库动态的影响及其机制。本项目对于湿地植物资源的保护与利用以及植物繁殖体库理论的充实和完善等方面具有重要意义。

本项目以洞庭湖湿地典型优势植物为对象，通过野外调查和室内实验相结合的方法，阐明了洞庭湖湿地典型优势植物芽库的季节动态及生物和非生物因子对芽库动态的影响，较好的完成了项目设计内容和考核指标。取得的主要结果如下：.（1）芽库具有明显的季节变化规律，与洪水和温度的节律变化具有较好的一致性。洞庭湖四个典型优势种群中，虉草芽库密度最大，其次为苔草和辣蓼，荻的最低。四种种群的芽库密度随分布海拔的增加而降低。四种植被芽库密度的季节变化规律较为一致，冬季（一月）最高，洪水来临前（五月）最低。同时，四种植物返青季（三月）新萌发植株数与冬季芽库数量呈显著正相关，说明地上种群更新的主要来源为冬季的地下芽库。.（2）芽库格局沿海拔梯度呈现出规律性变化。通过对野外不同海拔梯度下短尖苔草的生长进行定点观测后表明：低海拔时植株密度和生物量较高，而在中、高海拔时，植株密度和生物量相对较低。植物可通过芽库组成的变化采取不同的克隆生长策略以适应不同海拔下的水分环境。低海拔下的土壤含水量高，此时植物芽库中长根茎芽的比例较低，表明植物主要采取“集团型”策略来占据生境；在中、高海拔下，土壤含水量较低，芽库中长根茎芽的比例增加，说明植物可能是通过“游击型”策略来逃避相对干旱的生境。.（3）芽库的产生可能受到体内非结构性糖类（可溶性糖和淀粉）的影响。室内水位控制实验表明，在完全淹水条件下（20 cm和40 cm水位），植株的高度及生物量积累明显降低，且几乎无芽体产生；在生理上主要表现为植物叶片的质膜透性显著增加，乙醇脱氢酶（ADH）活性和丙二醛（MDA）含量显著升高，体内的可溶性糖和淀粉含量显著下降，说明植物主要以消耗体内的能量物质来维持生存，植物对芽库的分配可能受到了能量的限制。在中等程度干旱下（-20 cm水位），MDA含量升高，但植物生长未受影响，且体内可溶性糖和淀粉含量升高，植物长根茎芽比例显著增加。然而，在高强度干旱条件下（-40 cm水位），植物高度、生物量和芽数明显下降， MDA含量达到最高值，说明严重的干旱胁迫限制了植物的生长和克隆繁殖。