泥沙掩埋和干旱对三峡库区消落带狗牙根生长恢复的影响

三峡库区消落带植物恢复不仅面临长期淹水逆境,还面临泥沙、干旱等环境因素的胁迫。蓄水期后引种三峡库区消落带狗牙根,掩埋于不同粒径和埋深的沉降泥沙,探讨泥沙掩埋、干旱对反季节淹水后狗牙根出苗和生长恢复的影响。结果表明:在埋深≥8cm和粒径1.25 mm条件下消落带狗牙根萌发苗不能穿透覆盖层出苗。泥沙掩埋导致狗牙根出苗率显著降低,随着埋深增加狗牙根出苗率迅速下降;并且在埋深相同的条件下随着粒径减小狗牙根出苗速率呈增大趋势。随着埋深增加和粒径减小处理组株高、叶长的增长显著被抑制,处理组的株高、叶片数、叶长显著低于对照组。随着干旱、泥沙掩埋复合胁迫时间延长狗牙根分株株高、叶片数、叶长、叶宽的生长发育显著被抑制,且随着泥沙粒径减小和埋深增加其光合电子传递速率呈显著降低趋势,热耗散量显著增大。同时,干旱、泥沙掩埋复合胁迫导致处理组分株光合电子传递速率和热耗散能力显著低于对照组,光合作用能力显著降低,易受到夏季高光伤害。因此,三峡库区周年淹水导致狗牙根对泥沙掩埋以及干旱复合胁迫的耐受能力显著降低,在泥沙掩埋以及干旱复合胁迫下消落带狗牙根的生长恢复能力随粒径减小和埋深增加呈显著降低趋势,会导致库区消落带狗牙根种群衰退演替加快。     

三峡库区狗牙根对深淹胁迫的生理响应

选取三峡库区自然消落带野生狗牙根(XC)和非消落带野生狗牙根(FC)为研究对象,采用三重复裂区设计试验,主区为两品种,副区为6个不同深度水淹处理(0,1,2,5,10m和15m),分析了各处理植株几种酶活性和碳水化合物含量的变化情况.结果显示:①不同生境狗牙根受深淹胁迫后,丙二醛(MDA)都呈递增趋势,表明狗牙根在深淹胁迫下受到了不同程度的膜脂过氧化伤害,且随胁迫程度的增加受伤害增大.②超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和醇脱氢酶(ADH)活性较对照都有所增加;XC处理POD和SOD的最大值出现在5m深水淹处理,而FC出现在2m深处理,且XC 5米深淹处理GR值较对照和其他处理明显大;各受淹处理地下茎可溶性糖含量和淀粉含量都保持在较高水平.③从抗氧化酶活性和ADH活性的变化规律,以及淹水胁迫下植株的能量代谢情况,初步得出XC与FC都具有一定的耐淹性,且XC较FC具更耐深淹的能力,表明狗牙根作为禾本科植物遗传上具有一定的耐淹性,自然消落带狗牙根因长期生长于水淹胁迫环境,耐淹能力得到了进一步强化.从狗牙根对深淹胁迫的生理响应上,证明狗牙根是宜用于三峡水库消落带植被恢复的物种.     

三峡库区消落带水淹结束后狗牙根的光合生理生态特性

淹水后植物在陆生环境合成和储存碳水化合物的能力及对水淹的耐受机理,是消落带植被恢复和重建中植物材料选择的重要理论依据。狗牙根为三峡库区消落带适生植物之一。本文按照海拔,将消落带分为深水淹没、浅水淹没和未淹3个区段,并分期测定各区段狗牙根的光合特性,研究三峡库区消落带水淹结束后狗牙根的光合生理生态特性。结果表明:(1)生长在深水(22~27 m)和浅水(2~7 m)淹没区段狗牙根的净光合速率显著高于未淹区段,且浅水淹没区段深水淹没区段未淹对照区段。(2)随着狗牙根在陆生环境中生活时间的延长,净光合速率、表观光能利用效率、表观CO2利用效率等增加,表明狗牙根在淹水后碳水化合物的合成能力增强。(3)深水淹没区段和浅水淹没区段狗牙根的最大光合速率、表观量子利用效率均高于未淹区段,而光补偿点显著降低,反映出在淹水后狗牙根对弱光的利用能力得以提高。(4)狗牙根的净光合速率受气孔因素和非气孔因素共同影响,淹水对狗牙根光合潜力的发挥具有一定的激发作用。淹水和干旱胁迫后积极的自我调节能力和光合补偿机制,可能是狗牙根适生于三峡库区消落带水陆变化生境的重要原因。     

蓄水后洪水胁迫对三峡库区消落带狗牙根幼苗生长的影响

为了进一步评估蓄水期后三峡库区消落带狗牙根的水淹耐受能力, 于蓄水期后引种库区消落带狗牙根植株, 模拟洪水发生时水下无光、淹水逆境, 探讨洪水复合胁迫持续时间对其后期生长恢复的影响。结果表明: 洪水胁迫显著抑制狗牙根分株的生长发育, 随着胁迫时间的延长其分株数、分株茎长、分株总茎长、分株茎宽、分株叶片数、分株总叶片数均显著低于对照, 仅短期(20 d)胁迫促进了分株叶片的伸长; 短期(20 d)胁迫促进了分枝数、分枝直径和分枝茎节长的生长, 分别比对照增加 20.0%(P<0.05)、15.0%(P<0.05)、18.2%(P<0.05), 但是随着洪水胁迫时间的延长, 狗牙根的分枝数、分枝长、总分枝长、分枝直径、分枝茎节长、分枝茎节数、分枝总茎节数均呈降低趋势; 随着洪水胁迫时间的延长植株叶片光合作用能力也呈降低趋势, 原初光化学效率、实际光化学效率、电子传递速率、光化学淬灭系数显著低于对照, 而非光化学淬灭系数则相反, 表明能量更多的以热的形式被耗散掉, 参与 CO2 固定的电子数显著减少, 光合产物显著降低。因此, 三峡库区消落带狗牙根幼苗对洪水复合胁迫的耐受能力较强, 胁迫时间≥40 d 后其耐受能力呈显著降低趋势, 会导致库区消落带(特别是低水位消落带)狗牙根种群衰退演替加快。     

三峡库区兰陵溪消落带土壤磷分布特征及生物可利用性评价

库区消落带在反复淹水条件下,会引起土壤磷含量和形态发生改变。本研究以三峡库区兰陵溪小流域消落带为研究对象,分析了不同高程消落带土壤总磷和不同形态磷的变化。结果表明,兰陵溪消落带总磷平均含量为508.48 mg·kg-1,低于背景区,表明淹水导致消落带土壤磷含量总体降低。不同形态的磷表现出碎屑磷灰石闭蓄态磷铁结合态磷铝结合态磷有机磷钙结合态磷弱吸附态磷的特征,碎屑磷灰石和闭蓄态磷是兰陵溪消落带主要形态的磷。生物可利用磷平均含量为204.12 mg·kg-1;当水位上升,土壤淹没水面之下时,消落带土壤具有一定的磷释放潜力。     

三峡库区消落区几种两栖植物的适生性评价

根据三峡库区消落区的环境特征,两年间通过在库区消落区山地实验基地的种植及实地淹没试验,对几种备选用于生态修复的两栖植物进行适生性评价筛选研究.结果表明:狗牙根(Cynodon dactylon)、野地瓜藤(Ficus tikoua)、尼泊尔蓼(Polygonum nepalense )、水花生( Alternanthera philoxeroides)、百喜草(Paspalum Notatum )、香根草(Vetiveria zizanioides)、苏丹草(Sorghum sudanense)在100～150d的低水位出露期内均可完成生长、发育成熟过程,可作为消落区生态恢复的备选物种.其中,苏丹草可作为速生物种,能迅速恢复水位下降后消落区的植被覆盖率;复合群落在生长期间比单一种群提前5～10d完成对地表的覆盖,群落的稳定性、耐淤积性及抗干扰性较强,次年的萌发也更好,有利于构建稳定的生态系统;狗牙根、尼泊尔蓼和野地瓜藤根系生长良好,其中狗牙根在一个生长季内根系最长可达75cm, 有利于消落区控制水土流失;在自然水淹最深为15m,淹没时间6d的情况下,复合群落组植物、尼泊尔蓼、野地瓜藤、狗牙根和苏丹草的植物均能短期耐水淹和淤泥,水花生则是在水淹较深处能够生长良好;180d水下1.0～1.5m的连续淹水实验结果表明,狗牙根和野地瓜藤的耐淹性较强,经过长达半年的淹水过程能够成活,并在次年自然萌发;同时5～25m的深部淹水实验表明,随着深度增加,狗牙根的落叶率逐步提高,在180d的淹没后能够成活,并在次年自然萌发,可作为构建消落区生态系统的两栖植物物种.     

三峡消落带优势植物狗牙根在水库落干期的叶性状变化

为研究三峡消落带植物叶片功能性状在落干期的变化，于2014年6月和8月，在湿- 干- 湿循环的落干阶段，分别在176、170、164、158 m(不同淹水强度)调查消落带优势草本植物狗牙根(Cynodon dactylon (L.) Pers)的8个叶片功能性状，包括：最大净光合速率(A_area、A_mass)、比叶面积(SLA)、气孔导度(G_s)、叶片氮含量(N_area、N_mass)、叶片磷含量(P_area、P_mass)。结果显示：(1)生长时长(6月和8月)对A_area、A_mass、G_s、SLA和P_mass的变异性贡献率与淹水强度相近甚至高于后者，而生长时长对N_area、N_mass和P_area变异性的贡献率较低；(2)在8个性状的两两耦合关系中，有5对(A_area vs. G_s，A_mass vs. G_s，SLA vs. G_s，A_area vs. N_area，P_mass vs. N_mass)受到了生长时长的显著影响；(3)A_mass、N_mass和P_mass在各淹水强度之间无明显变化规律。无论在6月还是8月，158 m的A_area均大于未淹水的176 m；消落带的SLA显著小于未淹水对照带；N_area的大小依次为：158 m > 164 m > 176 m > 170 m；P_area均表现出消落带高于对照带。研究结果表明，在三峡水库消落带，年内生长时长差异会导致狗牙根的光合能力、比叶面积等多个性状发生显著变化，且对功能性状间的耦合关系影响显著；较少受到生长时长影响的稳定性状N_area和P_area可能更具群落与环境梯度之间关系的指示作用。     

三峡水库消落区不同生活史类型植物群落的空间分布格局

为探究三峡水库消落区不同生活史植物群落随海拔梯度及水库干流沿程的空间分布规律,于2017年8月至2017年9月对三峡水库干流消落区植被进行了调查。研究结果表明:(1)三峡水库消落区植被的植物物种丰富度随距大坝里程距离的缩短而呈现逐渐减小的趋势。(2)三峡水库消落区不同生活史类型植被群落盖度对水淹梯度胁迫的响应呈现相反的变化规律:随着消落区高程的升高,一年生植物对消落区植被覆盖度的贡献逐渐增加,而多年生植物对植被群落覆盖度的贡献逐渐降低。但是,在消落区的任一高程区域,多年生植物物种盖度均要大于一年生植物物种盖度。(3)采用TWINSPAN植被分类方法可对9个样地607个样方的三峡水库消落区植被划分为25个组,其中苍耳+狗牙根群落Ass.Xanthiumsibiricum+Cynodon dactylon(含213个样方)、狗牙根群落Ass.Cynodon dactylon(包含137个样方)、狗牙根+香附子群落Ass.Cynodon dactylon+Cyperus rotundus(含55个样方)、狗牙根+酸模叶蓼群落Ass.Cynodon dactylon+Polygonum lapathifolium(40个样方)、苍耳+藿香蓟群落Ass.Xanthiumsibiricum+Ageratum conyzoides(38个样方)等为消落区的优势植物群落,群落特征明显表现出对水位涨落及小生境差异的适应。     

三峡库区多年高水位运行对消落带狗牙根生长恢复的影响

为深入了解三峡库区多年高水位运行对消落带优势植物生长恢复的影响,分别于2008年和2017年定量调研了库区长寿段消落带狗牙根(Cynodon dactylon)种群的变化,探讨了库区高水位运行对消落带狗牙根萌发、生长和物质分配的影响。结果表明,多年的高水位运行导致不定芽形成和萌发显著被促进,形成更多的分株;高水位运行导致狗牙根分株的株高、茎宽和叶片数被显著抑制,而叶长和种群的总叶片数被显著促进,且随着消落带水位的降低叶长呈降低趋势,而叶宽和总叶片数呈增加趋势;高水位运行导致狗牙根种群匍匐茎和地下茎的茎长、茎节数和总茎长均被显著促进,且随着消落带水位降低匍匐茎茎长和茎节数呈显著的降低趋势,而地下茎茎长和茎节数呈增加趋势;高水位运行导致狗牙根地下茎储存的干质量呈增加趋势,而分株和匍匐茎的干质量呈降低趋势,而且在种群物质分配中地下茎所占的比例呈增大趋势,低水位狗牙根种群的分株和高水位种群的匍匐茎所占的比例也呈增加趋势。因此,狗牙根不仅具有很强的耐淹和生长恢复能力,也具有很强的拓殖能力,可以作为库区中低位消落带恢复和重建的主要原生物种。     

三峡消落带不同坡度狗牙根及实生土壤生态化学计量特征

三峡库区消落带反季节水位波动驱使下植物的养分适应策略和内稳态特征研究对消落带植被恢复及生态功能调控有重要意义。然而,三峡消落带范围广、地形复杂,不同生境下植物适应特征仍存在不确定性。本研究以三峡消落带广泛分布的优势植物狗牙根为研究对象,选取28个地形差异较大的样地进行采样分析,重点探讨不同坡度（0-5°、5-10°、10-15°、15-20°、>20°）狗牙根及其实生土壤生态化学计量特征的变异关系,揭示坡度对狗牙根养分适应及内稳态的影响机制。结果表明：（1）坡度对狗牙根实生土壤的养分及化学计量特征具有显著影响,土壤有机碳（SOC）、全氮（STN）、速效氮（SAN）、全磷（STP）、速效磷（SAP）含量均随坡度增加而降低,<10°的缓坡消落带土壤养分显著高于10°以上的样地;土壤碳氮比（C ∶ N）、碳磷比（C ∶ P）均随坡度增加而降低,而氮磷比（N ∶ P）比相对稳定,表明坡度增大,土壤营养物的流失具有同步性,且流失速度较有机碳慢;（2）随坡度增加,狗牙根各营养器官C含量呈增加趋势,而氮（N）、磷（P）则呈降低趋势,且坡度变化改变了狗牙根各营养器官间的养分分配;植物根、茎C ∶ N、C ∶ P随坡度增加而增加,N ∶ P随坡度增加而降低,而叶片均没有明显变化,表明在坡度改变了土壤养分供应水平的情况下,狗牙根优先稳定其叶片化学计量比以提高适应能力;（3）坡度与土壤中SOC、STN、SAN含量呈现显著负相关,而土壤STN与狗牙根植物养分及化学计量特征均有显著相关关系,由此可见,坡度变化导致土壤氮素流失增加是影响狗牙根生态化学计量特征分异的主要机制;（4）狗牙根与实生土壤的碳氮磷元素内稳性整体表现为C>P>N,化学计量比内稳性表现为C ∶ P>C ∶ N>N ∶ P,随着坡度增加,狗牙根N、P的内稳性呈增强趋势,而C ∶ N、N ∶ P呈显著降低,表明坡度变化导致狗牙根形成了不同的适生策略。研究表明,在三峡库区复杂的地形条件下,狗牙根能有效维持体内化学计量平衡以响应不同的坡度条件,并且内稳性较好,是三峡库区消落带植被恢复与保护的优势植物物种。     

三峡水库消落带植被高程梯度分异及其对生境胁迫的响应

三峡水库蓄水运行形成的极端生境胁迫深刻改变了消落带植被结构和功能。在消落带横向断面高程梯度上,植被生境具有典型的空间异质性。选取三峡水库典型自然恢复消落带,通过野外调查和室内分析,揭示了消落带自然演替植被的群落构成、物种多样性和生物量随高程梯度的分异特征,系统分析了极端淹水、侵蚀-沉积、土壤环境等生境胁迫类型对消落带植被高程梯度分异的影响。结果表明：①研究消落带适生植被以草本为主,共有15科25种23属,其中禾本科种类较多,但单属单种、单优群落现象明显;一年生和多年生草本分别占52%和48%,且一年生草本多在消落带上部定居,多年生草本主要在消落带下部聚集。②物种多样性指数与高程呈正相关趋势,在145-150m范围内较低,在160-170m范围内较高。③植被生物量为199.68-1211.2g/m²,总体呈现随高程增加而显著增加的趋势;受多种生境因子的复合胁迫影响,生物量随高程存在局部波动。④水库水位变动形成淹水时长、出露时令、淹水强度等是影响消落带植被生物量高程梯度分异的主导因子;侵蚀/沉积过程改变土层厚度、根层土壤持水能力和肥力条件,对植被生长产生重要影响;土壤水分和氮是植被生长的限制性因子。因此,优势生境适宜性物种选育、土壤基质保育和植被格局功能优化是三峡水库消落带植被恢复和生态功能重建的重要任务。     

三峡库区消落带典型植物根际土壤磷形态特征

三峡库区消落带生态系统演变对水库安全具有重要影响,其中植物群落演变与土壤氮磷形态转化及释放等广受关注。然而,消落带植物根际效应与土壤磷形态关系及潜在影响并不清楚。选择三峡库区澎溪河消落带为研究对象,分别在冲积潮土、紫色土和水稻土分布的消落区采集典型草本植物(狗牙根、香附子、苍耳)和农作物(玉米)根际、非根际土壤,分析无机磷和有机磷的形态特征,探讨了消落带典型植物生长对土壤磷形态的根际效应及潜在影响。结果表明,土壤类型对土壤磷含量及磷赋存形态具有显著影响,紫色土磷含量最高,且活性磷含量低于冲积潮土和水稻土,表现出磷库稳定性较高;4种植物根际土壤全磷、有效磷及不同形态无机、有机磷(弱吸附态磷WA-P、潜在活性磷PA-P、铁铝结合态磷Fe/Al-P、钙结合态磷Ca-P、残渣态磷R-P)含量均高于非根际,表现出明显的根际富集效应;不同植物根际土壤全磷和有效磷表现为狗牙根苍耳香附子玉米,但磷形态在不同植物根际富集水平不同:活性较高的WA-P、PA-P含量在玉米和苍耳覆盖区均高于狗牙根和香附子,而较稳定Ca-P_i、R-P_i、Fe/Al-P_o、Ca-P_o含量在狗牙根和香附子覆盖区更高,表明玉米和苍耳生长有利于稳定性磷的活化,提高消落带土壤磷流失风险。不同植物根际对不同形态磷富集率差异明显,且玉米根际对活性磷形态的富集率最高,表明农业活动可能加速土壤稳定性磷的活化。pH、土壤有机质、土壤容重与无机磷的赋存形态关系密切,而有机磷赋存形态受pH影响显著,植物根际有机质积累和有机酸分泌等是影响土壤磷形态变化的主要因素。消落带植物群落演变及恢复对土壤磷形态转化具有重要影响。     

三峡库区泥、沙沉降对低位狗牙根种群的影响

三峡库区消落带植物恢复不仅面临长期淹水逆境,还面临泥沙、干旱等环境因素的胁迫.2009年实验、调查研究了三峡库区长寿段低位消落带的狗牙根(Cynodon dactylon L.)种群,探讨了泥、沙沉降对狗牙根种群的影响.结果表明,泥沉降和沙沉降均显著促进了狗牙根芽的萌发,而抑制了狗牙根的芽形成和萌发苗的生长,且前者的抑制作用显著大于后者.泥沉降导致总芽数、萌发苗的茎长和茎宽分别比对照低65.4%(P＜0.05)、97.0%(P＜0.05)、31.2%(P＜0.05),而沙沉降导致前述参数分别比对照低17.1%(P＜0.05)、21.2%(P＜0.05)、1.0%(P>0.05).分别将被沉降泥掩埋的狗牙根移植、掩埋于12cm厚的泥和沙中,40d后对照和S'd组(覆盖沙)狗牙根芽萌发后均能在地面上形成正常的分株,而S'1组(覆盖泥)的萌发芽无法穿透覆盖层,形成分株.S'1组狗牙根芽的萌发率显著高于对照和S'd组,但其萌发苗的茎长和茎节数均显著低于对照,分别为对照的30.3%(P＜0.05)、80.4%(P＜0.05);而S'd组分株的茎长、茎节数、叶片数、叶长和叶宽均显著高于对照组,分别比后者高87.9%(P＜0.05)、53.0%(P＜0.05)、24.2%(P＜0.05)、23.4%(P＜0.05)和24.1%(P＜0.05).S'1组萌发苗的鲜质量、干质量和干鲜质量比分别比对照组低83.3%(P＜0.05)、86.2%(P＜0.05)、15.8%(P＜0.05);而S'd组萌发苗的鲜质量、干质量和干鲜质量比分别比对照组高76.8%(P＜0.05)、110.1%(P＜0.05)、20.0%(P＜0.05).表明,低位消落带的狗牙根对沙沉降具有较强的适应能力,而对泥沉降的适应能力较低,泥沉降是库区低位消落带狗牙根种群恢复的主要影响因素之一.     

刈割与水淹对三峡库区消落带优势物种狗牙根存活及恢复生长的影响

三峡库区消落带蓄水期间植物腐烂分解释放的养分会增加库区的富营养化风险,水淹前刈割是消减水体污染风险的有效方式之一,但刈割对库区消落带适生植物恢复生长的影响尚不清楚。为探究三峡库区消落带适生植物对水淹和刈割胁迫的耐受情况,选取消落带适生植物狗牙根为研究对象,设置对照(CK)、浅淹(SF)、浅淹-对照(SFK)、全淹(TF)、全淹-对照(TFK)5种水淹处理和不刈割(NC)、留茬30 cm(S30)、留茬20 cm(S20)、留茬10 cm(S10)4个刈割强度,研究不同水淹和刈割处理对狗牙根存活、生长和光合特征的影响。结果表明：(1)狗牙根在不同水淹和刈割处理下整体可保持较高的存活率(≥83.3%)。(2)刈割和水淹处理对狗牙根的形态生长和生物量分配均存在显著影响。与对照相比,SF组狗牙根的根长、基径和生物量显著降低,TF组狗牙根的株高、基径、根长和生物量显著降低,但是SFK和TFK处理(脱离水淹胁迫)相比SF和TF组却显著增长。(3)刈割和水淹处理对狗牙根的光合速率影响显著,其中SF组狗牙根的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Ci)显著降低,TF处理叶片全部凋落无光合作用...     

三峡水库运行对淹没区及消落带植物多样性的影响

三峡水库采取"冬蓄夏泄"(冬季水位175 m,夏季145 m)的运行方式,自2007年水库试验性蓄水以来,淹没区(348 km2)原陆域植物及其群落大量消失,形成永久性水域和逐渐适应消落带环境的植物群落。本文分析了三峡水库运行对淹没区及消落带植物多样性的影响,结果表明:(1)蓄水前,三峡水库淹没区共有维管束植物769种(隶属121科400属),优势植物生活型为一年生草本、多年生草本和灌木;蓄水后维管束植物下降到约300种,其中一年生草本所占比例由蓄水前的26.42%上升为45.46%,多年生草本由蓄水前的44.43%下降为32.47%,木本植物(乔木和灌木)由蓄水前的23.71%下降到15.15%,灌木已不再是优势植物生活型;(2)消落带形成初期(2008-2010年),植物种类连续3年呈下降趋势,一些物种如狗牙根(Cynodon dactylon)、苍耳(Xanthium sibiricum),在连续几次高强度的淹水后竞争优势表现明显;(3)消落带物种多样性随着高程的升高而增加,其中物种丰富度指数呈指数上升趋势,低高程区158 m处为8,中高程区164 m处为10,高高程区170 m处则达到13,而Shannon指数则呈S形增长趋势,其两个拐点分别出现在150和171 m处。由于三峡水库消落带刚形成8年,这种时空变化趋势及其原因还有待于进一步研究。     

近35年官厅水库消落带消涨特征及分区

水库消落带作为重要的生态交错带,是深入分析生态要素内在作用机制的特殊区域。以华北内陆大型水库——官厅水库为研究对象,选择1979—2013年Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像作为数据源,分析35年来官厅水库消落带的消涨特征、时空分布差异及其变化趋势,在此基础上进行消落带淹水时长和淹水频次的分区研究,揭示消落带生态结构的形成过程。研究结论如下:(1)近35年来,官厅水库水位落差较大,达8.19m,水位变化分为3个特征时期:1979—1996年,涨落周期约为4—5a的间歇涨落期;1996—2007年,水位持续下降达7.12m的持续萎缩期;2007—2013年,涨落周期为2 a,且年际变化差稳定在0.75m的频繁涨落期。(2)35年来,官厅水库水位消涨形成118.31km~2的消落带,对应3个特征时期形成消落带的面积依次为80.20km~2,76.81 km~2和19.89km~2。间歇涨落期形成的消落带主要分布在永定河河口及平坦的康西草原一带;持续萎缩期的消落带有明显向西北河岸带扩张的趋势;频繁涨落期的消落带以库心区域水位回升为主,面积仅19.89 km~2。(3)1979—2013年,基于淹水累计时长的分区中,消落带整体上表现为淹水累计时长随边岸向库区中心逐渐递增的趋势,25.85%的消落带淹水时长不足5a,71.77%的消落带淹水时长大于16 a,但随着淹水时长减少,消落带区域植物旱化现象突出,同时植被群落盖度和多样性降低。淹水频次分区中,相同淹水频次的区域在空间上离散分布,一次淹水区面积为32.79km~2,在消落带中所占比例优势明显,但累计淹水时长差异同样显著,分别为2 a和26 a,淹水最为频繁的消落带共经历了9次淹水过程;分区中的土壤有机质含量差异表明,淹水频次越高越有利于土壤有机质的积淀。     

三峡水库消落区模拟水淹对4种草本植物生长的影响

通过对狗牙根(Cynodon dactylon)、香附子(Cyperus rotundus)、芦苇(Phragmites australis)和羊茅(Festuca ovina)等4种草本植物在长江实际水域进行模拟水淹试验,水淹深度为5 m、10 m、15 m、20 m和25 m,水淹时间为180 d,出水恢复时间为50 d,观测其水淹期间以及出水后盖度的变化,揭示不同水淹条件对4种试验植物生长的影响,从而进一步探讨每种植物在三峡水库消落区植被修复过程中适宜种植的高程。结果表明:水淹导致植株盖度下降,水淹深度越低盖度下降越显著;出水后,除香附子和芦苇在深度为25 m的处理组不能进行恢复生长外,其余皆能恢复生长,但随着水淹深度的加深,越难恢复至淹前水平;各适生植物在消落区的适宜生存范围和最适生存范围:狗牙根和羊茅,175 m～150 m和175 m～155 m;芦苇,175 m～155 m和175 m～160 m;香附子,175 m～155 m和175 m～165 m。     

杭州西湖北里湖沉积物氮磷内源静态释放的季节变化及通量估算

通过采集北里湖不同季节的柱状芯样,在实验室静态模拟沉积物氨氮(NH+4-N)和可溶解性磷酸盐(PO3-4-P)的释放,同时研究了沉积物间隙水中NH+4-N及PO3-4-P的垂直分布特征.结果表明,沉积物间隙水NH+4-N随深度的增加有上升的趋势,PO3-4-P随深度的增加呈先升后降的趋势.氮、磷营养盐在沉积物—水界面均存在浓度梯度,表明存在自间隙水向上覆水扩散的趋势.沉积物NH+4-N在春季、夏季、秋季、冬季的释放速率分别为0.074 mg·m-2· d-1、0.340mg· m-2· d-1、0.087 mg· m-2· d-1、0.0004 mg·m-2·d-1,pO3-4-P的释放速率则分别为0.340 mg·m-2·d-1、0.518 mg·m-2·d-1、0.094 mg·m-2·d-1、-0.037 mg· m-2·d-1.不同采样点表现出明显的季节和空间差异性,释放速率表现为夏季＞春季、秋季＞冬季.根据静态模拟出的不同季节下内源氮、磷释放速率计算,全湖内源氮、磷营养盐的贡献分别为0.0037、0.0057t/a.该研究可为北里湖富营养化及内源污染的治理提供基础数据.     

广西北海竹林三种海草种群生物量和生产力研究

采用收获法和改进的Zieman标记法,测定了2007年11月广西北海竹林海草床二药藻(Halodule uninervis)、矮人叶藻(Zostera japonica)和喜盐草(Halophila ovalis)三个种群的生物量和叶片生产力.结果表明:(1)总生物量是二药藻(198.99±22.19 g DW m-2)>矮大叶藻(184.89±21.24gDW m-2)>喜盐草(110.71 ±12.23 g DW m-2);(2)二药藻、矮大叶藻、喜盐草地下部分生物量占各自总生物量的比例分别为69.68%,47.59%,56.33%;(3)幼叶、成熟叶、衰老叶的生物量分别是矮大叶藻9.99 ±0.33 g DW m-2,26.24 ±2.34g DW m-2,38.02±1.94g DW m-2;喜盐草7.31±1.50g DW m-2,21.19±6.25 g DW m-2,19.85±3.05 g DW m-2:(4)矮大叶藻的叶片生产力(2.05±0.15 g DW m-2·d-1)大于二药藻(0.34±0.37 g DW m2·d-1).提出了根据幼叶和衰老叶生物量比值预测种群消长的建议.     

若尔盖高寒湿地土壤全氮空间分布特征

选取若尔盖高寒湿地(红原县和若尔盖县)作为研究区域,运用野外调查采样、室内分析与地理信息系统的空间分析方法,对土壤1 m深全氮的空间分布特征进行研究,以期为全球变化背景下高寒湿地氮循环研究提供支撑。结果表明,土壤全氮含量和密度具有垂直分异现象,呈现随土层深度的增加而降低的趋势,较高值出现在0~0.3 m土层,且显著高于0.3~1.0 m土层。水平分布上,土壤全氮密度具有较强的空间异质性。在0~1.0 m土层,研究区内土壤全氮总储量为62.6 Tg,平均全氮密度为3.8 kg·m-3。常年淹水湿地0~1.0 m土层土壤平均全氮密度为4.0 kg·m-3,全氮储量为29.2 Tg,约占研究区内土壤全氮总储量的46.7%。