两种典型水生植物从高海拔引入低海拔地区的生态适应性研究

The ecological protection and restoration of wetlands is one of hot issues in the society. Therefore, constructed wetland has become one of the important approaches to improve water quality in large areas of water, such as lakes and reservoir. However, the oversimplification landscape and malfunction of constructed wetland under cold climates in winter is the biggest problem for its further application. To solve this problem, this study is planning to select wide distributed macrophyte species (e.g. Myriophyllum spicatum and Phragmites australis) in higher altitude regions and transplant them in lower altitude areas, making use of the superior geographic conditions of China and the uniqueness of macrophytes through transplanting ecology methods. Through field positioning cultivation and lab controlling experiments, objects of this proposal studies are to exmine the fitness traits of macrophytes, such as sprouting, colonization, establishment and stabilization, under dramatic elevation changes, and their physiological and ecological changes and adaption mechanism. This study may deepen our understanding of large scale distribution of macrophytes and enrich adaption theories of macrophytes ecology, and thereby provide more species information and landscape for constructed wetland restoration in Southern China and other low elevation areas, and finally promote the long term effective operation and large scale application of constructed wetland.

湿地生态保护与恢复是当前社会关注的热点问题之一。近年来，人工湿地技术的应用已经逐渐成为进行湖泊水库等湿地修复与水质改善的重要途径之一；然而在冬季低温条件下，因湿地植物的枯萎，目前存在湿地景观单一、湿地生态功能失效和难以运行等理论和实际问题。因此，我们试图利用我国地域辽阔，自然生境跨度大的特点，在前期引种试验基础上，将两种典型高寒地区的水生植物广布种（穗状狐尾藻、芦苇），从高海拔的西藏引入长江中下游太湖流域低海拔地区，采用野外定位栽培试验和室内授控试验相结合的方法，研究剧烈海拔梯度变化下两种典型水生植物广布种的萌发、定植、建群和稳定过程中生长繁殖等适合度性状的变化，了解其生态适应性及主要生理生态学机制，探讨利用高海拔区水生植物种源的耐寒特性，解决我国南方低海拔地区冬季湿地景观单一、人工湿地功能失效等问题，为该区域人工湿地生态修复提供更多种质资源以及人工湿地经年长效的运行提供理论依据和技术支撑

湿地生态保护与恢复是当前社会关注的热点问题之一。近年来，人工湿地技术的应用已经逐渐成为进行湖泊水库等湿地修复与水质改善的重要途径之一。基于长江中下游地区人工湿地冬季运行难的现状，合理选择植物种类以适应南方地区冬春季低温条件，对于改善冬季湿地景观，延长人工湿地运行时间和保证其经年长效运行具有重要意义。因此，从常年处于低温的高海拔地区引入湿地植物广布种（抗寒种）或可解决目前长江中下游地区人工湿地冬春季运行的难题。. 本项目以高海拔地区两种典型水生植物广布种：穗状狐尾藻（典型沉水植物）与芦苇（典型挺水植物）为研究对象。主要研究在剧烈海拔梯度变化下穗状狐尾藻、芦苇的萌发、定植、建群和稳定过程中生长繁殖等适合度性状变化。同时研究引入种对当地环境条件的耐受性及其响应机制，测定的主要生理生态指标和定植地段的生态因子的变化。主要基础性研究有基质营养及水位波动下沉水植物穗状狐尾藻的生长繁殖适合度性状变化特征，固着根茎直立分支植物“育床”技术下苦草种子恢复性状变化特征，升温和CO2浓度升高下沉水植物苦草生长繁殖的生理生态机制，以及光照补偿下沉水植物苦草幼苗生长发育及生理生态机制。同时通过对比本地植物群落本底数据，研究结果表明：种群的大小、种群年龄结构、个体性状高低海拔差异较小，而繁殖时间、繁殖方式、有性繁殖特性、无性繁殖特性等参数，高低海拔差异较大，通过数据分析生理适应性指标变化趋势不明显。. 本研究的开展将有助于深化我们对水生植物大尺度分布格局的理解，并为人工湿地生态修复提供更多种质资源和理论依据，有助于解决冬春季低温条件下人工湿地景观单一、湿地功能失效和经年长效运行等实践问题，以实现人工湿地的规模化推广。