三峡库区消落带不同水位高程植被和土壤特征差异

植被和土壤是消落带生态系统的重要组成部分.本研究选择三峡库区腹地忠县境内的3个地质地貌和土地利用历史相似的近自然消落带,对不同水位高程(160 m和170 m)植被群落和土壤特征进行研究,结果表明:一年生草本在消落带植物物种数中比例高达72.4%,而多年生草本仅为27.6%;不同水位高程植被物种组成完全相同,且盖度、生物量、生物多样性指数均没有显著差异;随着水位高程变化,群落优势物种存在一定差异,即160 m高程优势种为多年生狗牙根(Cynodon dactylon),而170 m高程为一年生白酒草(Conyza japonica);土壤容重、含水量、pH、有机质、总氮、总磷在160 m和170 m水位高程间均没有显著差异.因此,160 m和170 m水位高程在淹水时间和深度上的差异造成群落优势种的不同,而对当前植被和土壤特征并没有显著影响.     

热带水库消落区植物群落物种组成与结构特征——以海南松涛水库为例

消落区是河流、湖泊和水库因阶段性或长期性的水位涨落而反复淹没或出露而形成的一种特殊的季节性湿地.消落区植被在维持水陆生态系统的动态平衡、生物多样性、生态安全及生态服务功能等方面发挥着重要作用.通过样方法调查分析了海南松涛水库消落区植物组成、区系特点以及群落分布特征.结果显示：松涛水库消落区共有维管植物40科101属115种,其中被子植物36科97属111种,蕨类植物4科4属4种.植物区系以热带性为主,外来入侵种较多,且既耐水淹又耐干旱植物众多;群落以草本、灌木植物为主,乔木较少且大多以幼苗形式存在.主要群落类型为以铺地黍（Panicum repens）为优势种的复合群落,个别区域零散分布有美洲蟛蜞菊（Wedelia trilobata）、光荚含羞草（Mimosa sepiaria）、猪屎豆（Crotalaria pallida）、马松子（Melochia corchorifolia）、假臭草（Praxelis clematidea）和铺地黍等单优群落.消落区不同海拔区间群落分布存在明显差异,物种多样性从高到低呈显著递减趋势.研究结果可为松涛水库消落区植被恢复工作提供科学指导.     

金沙江流域水库消落带优势植物生态位及种间关系

近年来水库消落带植被恢复愈发引起关注,消落带植被在固岸护坡、水土保持和截污过滤等方面发挥着重要作用。然而金沙江流域作为我国最大的水电基地,由于地处偏远,现有研究较少,因而对其水库消落带适生植物及其种间关系尚未明确。通过结合生态位理论和种间关系分析方法,包括生态位测定、方差比率法、χ²检验、联结强度系数AC、种间关联指数OI、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验等,揭示金沙江水库消落带优势植物的生态适应性、种间内在联系以及群落演替现状,并在此基础上,将优势植物划分了3种生态种组,为本区域消落带适生植物的筛选及其科学配置提供参考。结果表明：1)金沙江流域水库消落带共记录植物19科36属37种,频度≥20%的优势物种为狗牙根(Cynodon dactylon)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、钻叶紫菀(Symphyotrichum subulatum)、牛筋草(Eleusine indica)、莲子草(Alternanthera sessilis)、苘麻(Abutilon theophrasti)、土荆芥(Chenopodium...     

金沙江观音岩水库消落带绝对优势植物的表型可塑性与适应策略

金沙江是长江上游梯级大库富集之地,在金沙江地区选择典型水库开展植物表型可塑性和适应策略研究对该区一众水库生态治理具有重要的参考价值。本文以金沙江观音岩水库消落带为研究区,定量比较了经多年周期性水淹干扰后,绝对优势植物根茎叶性状的表型可塑性,分析了绝对优势植物应对主导因子的关键性状及其协同响应特征和权衡策略。结果表明:1)调查共记录了植物种类11科21属21种,优势度大于0.1的仅有狗牙根和苍耳,为绝对优势种。2)淹水对狗牙根和苍耳功能性状具有极显著影响,是二者功能性状变异的主导因子。3)狗牙根的株高、主茎长、分茎数量、主茎宽、叶片数量和叶面积,以及苍耳的分茎数量、叶片数量、根冠比和比叶面积的表型可塑性指数均超过0.6,是应对淹水的敏感性状。但是,狗牙根的叶片数量、叶面积以及苍耳的比叶面积对淹水的可塑性响应表现出短期时效性,为非适应性可塑性。4)淹水深度调控狗牙根在“逃避”策略和“静默”策略之间的权衡选择,并通过不同的性状组合以及地上和地下部分资源分配以协同响应。5)淹水导致狗牙根和苍耳的生态对策趋同,均采取S/SR策略。此外,相比于狗牙根为水库消落带的普遍推荐种,苍耳因其存在水质污染风险而褒贬不一,但苍耳具有重要的药用价值,能否在每次淹水来临前进行刈割值得进一步探讨。     

澜沧江流域糯扎渡水库消落带植被的物种组成、空间分布特征及地形解释

澜沧江最大梯级水库——糯扎渡水库运行之后,消落带许多原有植被物种被淹消亡,造成大面积次生裸地以及严重水土流失现象.消落带植被亟待生态修复,但缺乏基本数据支撑和参考.2020年7月,基于轻型无人机支持下的3S技术,结合现场调研,采用神经网络模型、空间叠加分析、景观格局指数以及典型相关性分析等方法,提取了糯扎渡水库典型消落带植被分类图及地形数据,定量分析了研究区本土物种组成、面积、覆盖率、分布特征、景观空间格局及地形解释.结果显示,研究区消落带植被覆盖率达74.13%,涵盖18种植物,物种数量仅占蓄水前的18.9%,原生植物仅剩飞机草（Chromolaena odorata）存活,物种组成趋于简单,以一年生草本和多年生草本为主,分别占比55.56%、33.33%,菊科占据优势,苍耳（Xanthium sibiricum）、狗牙根（Cynodon dactylon）、牛筋草（Eleusine indica）和藿香蓟（Ageratum conyzoides）为主要优势物种,分别占比47.41%、29.39%、9.37%和4.56%,可作为生态修复备选物种.地形因子对消落带植被影响大小：高程>地表起伏度>水体距离>坡度>地形湿度指数>坡向.研究区优势植物均呈聚集分布,消落带中下部、上部分别以苍耳和狗牙根斑块为主导,苍耳和狗牙根在斑块优势度、连通性以及形状复杂性方面均远大于牛筋草和藿香蓟,表现出了较强的生存潜力.苍耳在地表起伏度0~1.26 m区段覆盖良好,狗牙根、牛筋草在地表起伏度0.78~2.07 m区段覆盖良好,当地表起伏度>2.07 m,植被生长困难.植被景观格局的破碎化程度、斑块形状复杂性分别与地表起伏度呈正相关、负相关,即地表起伏度越大导致植被景观格局越破碎和斑块形状越简单,进而导致种群生存力减弱.     

三峡水库消落区植物群落演变趋势及优势植物适应策略

三峡水库周期性蓄水显著改变了消落区植物群落组成及多样性,植物群落的演变过程能反映和影响整个消落区生态系统的变化,但目前还缺乏长期连续的观测数据记录,因而本研究基于2009—2021年6月的固定样方长时间序列监测数据和优势植物叶片功能性状数据,分析了消落区3个高程(145～155、155～165和165～175m)区域植物群落多样性和优势植物重要值的变化趋势,通过冗余分析和蒙特卡罗检验揭示了水库运行特征参数和气象因子对消落区植物特征的影响。研究发现:1)消落区3个高程区域,优势植物差异明显,145～155和155～165 m区域以狗牙根、香附子和苍耳等为主,165～175 m区域以狗牙根、野胡萝卜和鬼针草等为主。145～155 m区域植物群落Shannon-Wiener多样性指数(1.47±0.47)和Pielou均匀度指数(0.67±0.07)显著低于165～175 m区域。2)2009—2021年期间,高程145～155和155～165 m区域Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数呈波动下降趋势,优势植物狗牙根和香附子的重要值呈增加趋势。3) RDA分析表明,...     

三峡水库不同间距高程消落带草本植物群落物种多样性与结构特征

植物群落结构特征与其生境具有重要关系.三峡水库消落带独特的水文状况和不同地区地理条件的差异导致其不同区域不同水位高程的植被群落结构差异.为研究三峡水库消落带典型区域植被群落结构特征,调查分析了位于三峡水库腹地的消落带上、中、下部3个不同间距高程(145~155、155~170、170~175 m)的草本植物群落物种组成、生物多样性和结构特征.结果表明:共发现49种草本植物,上、中、下部分3个高程物种数分别为4、18、45种,随高程的增加物种数呈较为显著的增加;3个高程草本植物平均盖度、平均密度和平均高度范围分别为(2.58%±1.29%)74.83%±2.57%、(43.58±85.93)466.08±48.04株/m²和(4.89±0.56)77.02±9.31cm.综合分析表明,三峡水库腹地小范围流域消落带草本植物物种组成和结构趋于简单化,由于受水淹胁迫影响及不同高程微生境的差异,不同高程消落带植物多样性有所差异,呈现出的群落特征也有所不同,因此应充分考虑不同水位高程物种组成和结构的差异性特征,分类(区)配置物种搭配、优化种间关系可促进消落带草本植物多样性以及群落结构的改善.     

三峡库区消落带土壤有机质和全氮含量分布特征

在三峡库区消落带落干期间(2010年4月),对库区巫山-重庆主城区段消落带土壤有机质(OM)和全氮(TN)含量分布及与土壤理化性质的相关性进行了调查研究.结果表明该区域消落带土壤OM和TN含量均较低,分别为10.70±4.03和0.84±0.39 mg/g,且服从正态分布.消落带土壤碳氮比(C/N)较低,推测消落带土壤无机氮在淹水期间存在向上覆水体释放的可能性.在与其它关于土壤OM和TN含量研究的比较中,研究区域内土壤OM和TN含量处于偏低的水平;而在与对照带样品的比较分析中发现,消落带样品的OM和TN含量变异系数均偏低,因此消落带干湿交替可减小不同区域消落带之间土壤OM和TN含量差异.相关性分析表明,消落带土壤pH、ORP、TN与OM之间呈显著正相关,可见研究范围内消落带土壤氮形态可能主要以有机氮的形式存在于有机质中,而C/N与TN呈负相关,与OM相关性不显著,表明C/N的大小主要取决于TN含量.     

三峡消落带土壤-植物-微生物作用下的氮循环关键过程研究进展

流域氮污染问题是世界面临的共同难题,大型水利水电工程极大地改变了流域氮循环过程。三峡水库作为我国重要的优质淡水资源库,却面临着支流水华频繁暴发的水安全问题。如何有效削减氮污染并维持水库消落带生态系统的稳定性,是三峡水库生态安全运行中亟待解决的实际问题。水库消落带作为邻近水体的“生物地球化学循环热区”,在营养元素循环、面源污染截留、温室气体排放等过程中扮演着重要角色。随着生物信息学、分子生物学等新型研究手段在环境研究中广泛应用,氮循环过程与机理得到了更微观的诠释,氮循环功能微生物的多样性和生态位分化等方面的研究也取得了突出成果。本文基于对三峡水库消落带土壤-植物-微生物作用下的氮循环关键过程所开展的最新研究,结合消落带水陆交错的特殊环境条件,综述水库消落带中氮循环的关键过程和机理,分析水库消落带对流域水环境和温室气体排放的潜在影响,并对未来消落带亟待解决的问题做了进一步展望,以期为大型水库消落带生态系统的综合管理提供科学支撑。     

湖南沅水五强溪水库鱼类资源现状及其历史变化

水电工程对鱼类生境和资源多样性具有重大的影响.于2012年4月-2014年3月,对湖南省沅水五强溪水库鱼类资源进行调查,以了解五强溪水库建成20年后鱼类资源的现状及多样性变化.结果表明,在五强溪水库共采集鉴定鱼类86种(包括引进种5种),隶属7目18科58属.种类组成以鲤形目种类数最多,占总种类数的66.28%.在五强溪水库库尾、库区和坝下江段,鱼类物种数分别为54、67和52,其中,库区与坝下江段之间鱼类群落为中等相似,库区与库尾、库尾与坝下江段之间鱼类群落为中等不相似.在生态类型上,水库鱼类呈现多样化特征,以湖泊定居性、杂食性和底栖性鱼类居多,分别占总种类数的68.60%、55.81%和41.86%.各江段渔获物组成存在一定差异,但黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)、鲤(Cyprinuscarpio)、鲫(Carassius auratus)、蒙古鲌(Culter mongolicus)等在各江段均占有较高比例.渔获物产量和规格以库区较高,库尾、坝下江段偏低,鱼类小型化现象明显.与五强溪水库建成前相比,本次调查水库库区江段鱼类种类减少46种,降幅为40.71%,一些常见经济鱼类如鳤(Ochetobius elongatus)、白甲鱼(Onychostoma sima)、瓣结鱼(Brevifilis brevifilis)、长吻鮠(Leiocassis longirostris)等没有发现.     

三峡库区浮游植物群落结构特征及水生态评价

2020年是长江禁渔开局之年,三峡库区作为长江的重要生态屏障,其水生态环境健康对长江大保护的实施具有重要意义。本文于2020年8月、11月及2021年1月、4月在三峡库区干支流共设置19个断面探究浮游植物群落结构特征,并利用生物量、多样性指数、综合营养状态指数和浮游植物Q指数等多种评价方法评价三峡库区水生态健康并分析其影响因素。结果表明:(1)三峡库区共鉴定出浮游植物8门105属266种,年平均丰度为6.4×10⁴ cells/L,年平均生物量为0.038 mg/L。不同季节优势种组成不同,变异直链藻(Melosira varians Agardh)、骨条藻(Sheletonema spp.)、脆杆藻(Fragilaria spp.)为全年优势种。(2)三峡库区共划分24个功能群,B、D、MP、S1、P、Y为优势功能群。RDA分析表明,电导率、总氮、化学需氧量、总磷、pH、总溶解性固体与三峡库区四季功能群呈现显著关系。(3)相较于丰度、生物量和多样性水质评价结果,浮游植物Q指数更适用于三峡库区水生态评价,显示三峡库区干流水生态环境总体较好,但春、夏两季支流浮游植物...     

三峡水库156m蓄水前后澎溪河回水区藻类多样性变化特征

为了解156 m蓄水前后三峡水库次级河流藻类多样性变化特征,对2007年7月至2008年1月澎溪河回水区的藻类种群结构的变化进行连续监测.基于三峡水库水位调度特点,将监测期划分为蓄水前、中、后三个时段,即7-9月、10月、11月至翌年1月,应用Shannon-Weaver多样性指数H’对藻类多样性进行评价,通过Connell中度扰动假说理论结合优势藻种探讨蓄水过程水动力变化及藻类多样性的变化特征.结果表明:2007年7-9月蓄水前H’均值为3.466±0.317,10月蓄水期则降为3.246±0.338,而11月蓄水后高水位阶段H’均值上升为3.431±0.352.蓄水前澎溪河回水区具有河流型特征,流量与降雨作为主要的物理扰动因子影响水体扰动强度,进而引起多样性变化.10月蓄水期间水位突升、流量骤降导致水体扰动强度加剧,较蓄水前藻类多样性下降.自11月蓄水后的高水位阶段,降雨较小、流量趋于稳定,水体扰动降低,多样性回升并维持在相对稳定的状态.     

The vertical heterogeneity of soil detachment by overland flow on the water-level fluctuation zone slope in the Three Gorges Reservoir,China

Periodic submersion and exposure due to the operation of the Three Gorges Reservoir (TGR) alter the soil properties and plant characteristics at different elevations within the water level fluctuation zone (WLFZ), possibly influencing the soil detachment capacity (D_c), but the vertical heterogeneity of this effect is uncertain. Soil samples were taken from 6 elevation segments (5 m per segment) along a slope profile in the WLFZ of the TGR to clarify the vertical heterogeneity of D_c. Scouring experiments were conducted at 5 slope gradients (17.6%, 26.8%, 36.4%, 46.6%, and 57.7%) and 5 flow rates (10, 15, 20, 25, and 30 L min⁻¹) to determine D_c. The results indicate that the soil properties and biomass parameters of the WLFZ exhibit strongly vertical heterogeneity. D_c fluctuates with increasing elevation, with maximum and minimum average values at elevations of 145–150 m and 165–170 m, respectively. Linear equations accurately describe the relationships between D_c and hydrodynamic parameters, for which the shear stress (τ), stream power (ω), and unit energy of water-carrying section (E) perform much better than the unit stream power (U). Furthermore, a clear improvement is achieved when using a general index of flow intensity to estimate D_c. Furthermore, D_c is significantly and negatively correlated with the mean weight diameter (MWD, p < 0.05) and organic matter content (p < 0.01) but not significantly correlated with other soil properties (p > 0.05). The rill erodibility at elevations of 145–150 m and 170–175 m is greater than that at other elevations. The critical hydraulic parameters were highest in the 165–170 m segments. Both the rill erodibility and the critical parameters fluctuate vertically along the sloping surface. This research highlights the vertical heterogeneity of D_c and is helpful for better understanding the mechanisms responsible for soil detachment in the WLFZ of the TGR.