消涨带及三峡水库消涨带植被重建

重建三峡水库消涨带植被对于恢复消涨带功能、维持三峡工程安全和修复长江流域退化生态系统具有十分重要的意义。消涨带可分为自然消涨带和人工消涨带,自然消涨带及其植被是流域生态系统的组成部分,具有重要的生态、社会和经济价值。人为控制水位涨落而形成的人工消涨带很少有植被覆盖,属于退化的生态系统。三峡消涨带包括三峡自然消涨带和三峡水库消涨带,三峡工程的建设将淹没三峡自然消涨带及其植被并产生没有植被覆盖的三峡水库消涨带。作者认为开发利用三峡水库消涨带土地资源,发展库区经济将导致库区生态环境恶化、危及三峡工程安全且不利于长江流域生态系统的健康。解决三峡水库消涨带问题的关键是重建消涨带植被,并恢复其功能。该文从水利建设与环境保护的关系、三峡水库管理与库区景观建设的需要、消涨带功能恢复与流域生态系统康复和促进水库消涨带研究的深入阐述了开展三峡水库消涨带植被重建的必要性。     

湖滨带退化生态系统的恢复与重建

湖滨带是水陆生态交错带的一种类型,在湖泊流域生态系统中发挥着重要作用,具有较高的生态、社会和经济价值.湖滨带的功能包括:缓冲带功能、保持生物多样性及生境保护功能、护岸功能和经济美学价值.湖滨带退化的原因主要是人为因素引起的生物群落结构的逆向演替及生态功能下降,退化湖滨带生态恢复与重建的理论基础是恢复生态学,其生态恢复技术可划分为三大类:湖滨带生境恢复与重建技术、湖滨带生物恢复与重建技术、湖滨带生态系统结构与功能恢复技术.云南洱海湖滨带近3年的生态恢复与重建试验的生态调查结果表明,试验区水生植被得到恢复,水质净化作用明显,藻类得到抑制,浮游动物的构成和数量发生变化,湖滨带湿地生态系统的生物多样性和稳定性增加.     

水体消落带国内外研究综述

消落带区域是生态环境敏感脆弱地带,其严峻的生态环境安全问题成为国内外专家学者关注的焦点。如何减缓和阻止消落带自然植被的退化和萎缩,恢复和重建受损的消落带生态系统成为国内外研究热点。论文结合国内外消落带研究成果,概述了消落带的分类和功能,并从消落带存在的生态环境问题、植被生态修复与治理以及消落带的开发利用和管理等方面全面概述消落带国内外研究现状,在此基础上指出现有研究存在的不足,提出了今后消落带的重点研究方向。     

沙漠前沿不同植被恢复模式的生态服务功能差异

沙漠是具有生态脆弱性和生态功能特殊性的生态系统,其生态系统的恢复与重建,更多的是考虑其防风固沙、生物多样性的产生与维持、气候调节、土壤保护等非实物型生态服务功能的发挥。根据植被样地调查、土壤分析和风因子监测等相关数据,开展了新疆奇台县沙漠前沿不同植被恢复模式的生态服务功能差异研究。结果表明:人工植被恢复模式较天然植被恢复模式对风速和风动能的消抵作用明显,人工植被恢复区比天然植被恢复区多58.8 d/a无风天;年均降低风速0.88 m/s,消抵65.2%的风动能,人工植被恢复对北向和西北向风的消抵作用最显著,对西南向风的消抵作用最弱;不同植被恢复模式的生物多样性保育功能差异较大,天然植被恢复的植物群落较之人工植被恢复的植物群落,物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数更高,Pielou指数则相对较低,天然恢复的植物群落的稳定性更高,其维持、繁衍和保持植物多样性的能力更强;不同植被恢复模式对土壤部分化学性质的影响有明显差异,人工植被恢复模式能够通过植物的生理代谢,降低沙漠前沿土壤的含盐量和pH值,但对土壤有机质含量影响不显著。上述研究结果可以为高效的沙漠前沿植被恢复模式的筛选提供必要的理论支撑。     

广西桂林漓江河岸带植被配置类型与退化机制研究

河岸带植被结构与组成等配置状况直接影响其稳定河岸、净化水质、生物多样性、生物栖息地以及旅游景观等重要功能。查明漓江河岸带主要植被配置类型及其各自退化表现、原因与恢复途径, 是开展河岸带退化植被恢复的基础与前提。该研究通过野外实地调查与测量, 对漓江桂林-阳朔河段 51 个河岸带断面的地形、土壤、植被等进行了系统调查, 分析了河岸带植被退化的主要表现、主导干扰因素, 并通过流域与河岸带尺度综合的角度 , 提出了漓江河岸带植被恢复的思路。从岸坡地形与植被组合出发, 按照自然、近自然、人工等干扰程度 , 广西漓江河岸带可划分为江心洲宽滩地疏林灌草自然型、丘陵陡坡林灌草自然型、平原农田缓坡灌草近自然型、平原滩地林草近自然型、聚落阶地疏灌林草人工-自然混合型、城镇岸坡林草人工型等 6 种典型植被配置模式。漓江河岸带植被退化主要表现为多样性差、景观破碎、生态功能弱 , 而城镇、交通、旅游等不合理开发建设是主导性的干扰因素。从生态稳定和景观美观的角度 , 提出了漓江河岸带植被恢复与优化的思路, 以期为广西漓江河岸带生态修复提供科学依据。     

三峡水库消落带植被现状、适生策略及生态修复研究进展

三峡水库消落带是由于周期性水位涨落在长江干支流形成的大面积“冬水夏陆”区域，周期性的水淹胁迫导致消落带植被群落发生剧烈变化，对三峡大坝的正常运行和库区生态安全造成严重影响。研究三峡库区消落带植物适应水淹的机制，对库区消落带植被群落恢复和保护具有重要意义。文章通过对比蓄水前后消落带的植被群落变化，总结了库区一年生和多年生植物耐水淹机制。一年生草本植物主要依靠种子休眠的方式来度过漫长的水淹期，而多年生草本植物则可能采取“静止”策略，减缓能量消耗，待水退后迅速恢复生长。此外，对于高高程区域的多年生木本植物，在不完全水淹的情况下，可能通过产生大量不定根缓解根部缺氧胁迫，降低水淹胁迫的伤害。最后，文章总结了消落带植被恢复的现状，并针对现有的问题探讨了重建消落带植被群落的可能途径，以期为三峡水库消落带植被生态修复提供参考。     

长江流域生态系统水文调节服务空间特征及影响因素:基于子流域尺度分析

水文调节服务是流域生态系统所提供的重要服务之一,认识流域生态系统水文调节服务空间变异规律及其驱动力,对于流域生态系统保护与恢复、合理开发利用水资源具有重要意义。以洪涝灾害频发的长江流域为对象,运用变异系数法和多元统计方法,在子流域尺度上研究了长江流域生态系统水文调节服务空间特征及影响因素。结果表明,长江流域子流域生态系统水文调节服务呈现出明显的空间异质性,水利工程密集、自然植被覆盖率高达71%的金沙江和汉江水系各子流域水文调节服务最强,降雨与径流变异系数差为0.477;农田和人口密集的嘉陵江水系各子流域水文调节服务最弱,降雨与径流变异系数差为-0.474,其他子流域水文调节服务作用不明显。影响水文调节服务的主要因素是:水库库容、自然植被面积比例、农田面积比例、单位面积人口数,其中:水库库容和自然植被面积比例对水文调节服务具有正向促进作用,农田面积比例和单位面积人口对水文调节服务的作用正好相反。水库库容对子流域生态系统水文调节服务空间异质性的贡献最大(58.85%)。上述结果有助于科学认识长江流域生态系统水文调节服务空间分异规律,可为制定不同子流域生态保护与恢复措施、提升子流域生态系统水文调节服务提供科学依据。     

小良热带植被生态恢复过程土壤保持的经济价值动态特征

以热带植被退化生态系统恢复过程中的长期连续的动态监测资料为基础,应用时空互代法、机会成本法、市场价值法和影子工程法等方法,对小良极度退化生态系统的热带植被恢复中的土壤保持生态经济动态特征进行研究。结果表明：（1）退化森林生态系统恢复到30a林龄时土壤保持量已趋于饱和。边际效用递减到0时土壤保持总效用达到最高,土壤侵蚀基本控制。（2）土壤保持的经济价值具有时效依赖性。退化生态系统植被在20a林龄前恢复经济价值呈快速增长;20a林龄后增长趋势放缓,人工植被对水土的保持能力基本接近天然混交林;（3）土壤保持的经济价值同生态效应具有一致性。小良退化生态系统恢复到20a林龄,林木林冠较茂密,郁密度达到85%左右,土壤肥力增加,土壤侵蚀基本得到控制,同时植物多样性和生物多样性指数增高,其经济价值呈快速上升趋势,到20a林龄后土壤保持经济价值增长趋势平缓。（4）恢复的森林生态系统在不同林龄时的土壤保持经济价值与一些区域自然森林生态系统具有一致性。     

半干旱黄土小流域不同恢复方式对生态系统多功能性的影响

在黄土高原大规模退耕还林（草）背景下，植被恢复对生态系统功能会产生极大影响。以往研究多为比较不同恢复方式或植被类型的单一生态系统功能，对生态系统多功能性的研究亟待加强。因此，基于甘肃定西龙滩流域3种恢复方式（天然荒草、自然恢复、人工恢复）6种植被类型（长芒草草地、赖草草地、苜蓿草地、柠条灌丛、油松林、山杏林）38个样地调查数据，选取与土壤养分储存与循环、水源涵养、初级生产力、多样性维持等相关的23个功能指标利用平均值法量化生态系统多功能性。研究结果显示，（1）除营养物转化与循环功能外，其余土壤相关的生态系统功能在不同恢复方式与植被类型间均具有显著性差异（P<0.05）。人工恢复植被的土壤肥力显著高于自然恢复植被；人工恢复植被中土壤肥力从高到低依次为柠条灌丛、苜蓿草地、山杏林、油松林。自然恢复植被的水源涵养功能显著高于人工恢复植被。（2）除植物生长策略外，其余植物相关的生态系统功能在不同恢复方式与植被类型间均具有显著性差异（P<0.05）。人工恢复植被中地上初级生产力从高到低依次为山杏林、油松林、柠条灌丛、苜蓿草地，并显著高于自然恢复植被。人工恢复植被中植物养分吸收能力从高到低依次为苜蓿草地、柠条灌丛、油松林、山杏林，并显著高于自然恢复植被。自然恢复植被的物种多样性显著高于人工恢复植被。（3）生态系统多功能性在不同恢复方式与植被类型间均具有显著性差异（P<0.05）。生态系统多功能性表现为人工恢复植被高于自然恢复植被，但人工恢复植被的水源涵养功能与物种多样性均低于自然恢复植被，不利于生态系统的可持续发展。研究认为，在植被恢复具体实践中，应针对不同的恢复目标，根据各植被类型的功能特征，制定因地制宜的植被恢复战略。     

荒漠草原生态恢复与重建：人工植被推动下水分介导的系统响应、生态阈值与互馈作用

荒漠草原(生态区)横贯我国西北地区东部,生态地位十分重要。近二十年来,通过封育禁牧、退耕还林(草),植被覆盖显著改善,但是生态系统质量和稳定性依然不高。由于长期将荒漠草原单纯视作草原的一部分,对其生态系统过渡性、脆弱性和复杂性本质特征认识不足,造成了荒漠草原生态学研究与区域生态建设实践之间不同程度的脱节。在分析荒漠草原生态区未来在我国生态安全格局中突出的但是被一定程度上忽视的地位的基础上,进一步归纳了荒漠草原生态系统的一般特征,指出了生态恢复与重建研究中存在的主要问题。进而以人工植被引入荒漠草原生态工程为案例,分析了人工植被驱动荒漠草原生态恢复与重建的过程与机制,归纳了“植被-水文-土壤”互馈作用驱动生态系统层级响应模式,并展望了今后的发展趋势与研究方向。     

三峡消落带生态系统研究文献计量分析

三峡消落带生态系统是一条特殊的生态脆弱带,其生态环境的特殊性及其对整个三峡库区的影响使得这一生态过渡区逐渐成为地学、环境科学、生态学等学科的研究热点。以CNKI和Web of science数据库为数据源,检索1989—2013年国内外发表的有关三峡消落带研究的论文,通过文献计量学方法,从多个角度分析了三峡消落带研究现状、进展及发展趋势,内容包括论文数量及发表年代分布、研究机构、发表期刊和重要主题等。1989—2013年间,国内外总共发表三峡消落带研究的论文478篇,其中中文论文436篇,英文论文42篇;文章数量逐年递增,特别是2009年以后,增长速率明显加快;消落带的研究机构主要分布在重庆、湖北和北京,重庆大学、西南大学和中国科学院武汉植物园发表论文数量在研究机构中名列前三;《生态学报》、《长江流域资源与环境》和《环境科学》3种期刊的载文数量最多,《生态学报》主要报道消落带植物研究成果,《长江流域资源与环境》关注的领域较为宽泛,《环境科学》主要报道土壤和环境问题的研究;研究地点主要分布在长江支流上,其中澎溪河流域的消落带面积比例最大,以该区域为研究对象的论文相对更多;生态是消落带研究最大的主题,土壤和植被是消落带研究的主要生态要素,磷、氮和重金属在土壤的循环过程是目前研究的主要生物地球化学过程;如何生态重建消落带生态系统是目前遇到最大的挑战之一。以后,需要加强三峡消落带的长时间序列的监测,及加强特殊水位脉动下物质在消落带内部、水生与陆生生态系统迁移过程的研究。     

Riparian vegetation’s responses to the new hydrological regimes from the Three Gorges Project: Clues to revegetation in reservoir water-level-fluctuation zone

The new hydrological regime brought about by the Three Gorges Project is the absolute opposite of the natural flood rhythms of the Yangtze River. Flooding timing, duration, frequency, rate of change and magnitude in the Three Gorges Reservoir (TGR), as important factors in affecting riparian vegetation, are completely different from the natural Yangtze Rivers’. The riparian vegetation plays important roles in stabilizing riverbanks, maintaining local biodiversity and improving water quality. Pre-dam and postdam riparian vegetations along the Yangtze River basin in the Three Gorges Reservoir Area (TGRA) were investigated in 2001 and 2009, respectively. The investigation of pre-dam riparian vegetation in 2001 showed that about 405 vascular plant species belonging to 240 genera of 83 families were distributed in the natural water-level-fluctuation zone (WLFZ) of the Yangtze River. However, only 231 vascular plant species belonging to 169 genera of 61 families were found in the WFLZ of the TGR in 2009. The changes in riparian vegetation resulted in the formation of a bald WLFZ with a 30 m magnitude in the TGRA. Although certain perennial species could be repeatedly detected in both field surveys, these are unsuitable for revegetation in the WFLZ of the TGR. This unsuitability is due to their survival via seed germination, and death in subsequent winter flooding. We propose a list of local plants that may be used to recover and re-establish riparian vegetation in the WFLZ of the TGR. We suggest that numerous physiological experiments be performed to assess how the adaptable mechanisms of riparian plants from the TGRA will respond to winter flooding. Endangered wetland shrub species such as Rhamnus tzekweiensis and Buxus ichangensis, which are confined to the riverbanks of the Yangtze River in the TGRA, should be conserved.     

三峡水库秭归段消落带植物群落特征及其与环境因子的关系

消落带植被群落特征及物种多样性的研究一直是植物生态学和恢复生态学研究的热点。三峡水库的运行对消落带生态系统造成了极大的影响,如引起绝大部分河岸带土著植物消失、生物多样性降低以及土壤侵蚀严重等一系列生态学问题。研究消落带植物群落特征及其影响机制,旨在丰富消落带新生湿地生态学研究内容,为消落带植被的恢复、湿地保护和管理提供科学依据。通过对三峡水库秭归段香溪河与童庄河陡坡消落带植物群落及其环境因子的实地调查,并结合双向聚类分析及典范对应分析(CCA),研究了三峡水库消落带植物群落特征、物种多样性及其与环境因子之间的关系。结果表明:(1)在三峡水库秭归段消落带共发现维管植物34种,隶属于15科32属,其中菊科(Compositae)和禾本科(Gramineae)种类数较多,为优势物种,植物群落组成以草本植物为主,一年生和多年生草本植物为23种和11种,分别占67.65%和32.35%,一年生植物占绝对优势;(2)随海拔升高,物种数、Shannon多样性指数、Pielou均匀度从低海拔到高海拔随着海拔的增加而升高,而Simpson优势度指数指数从低海拔到高海拔呈下降趋势;(3)双向聚类显示消落带...     

长期深淹对三峡库区三种草本植物的恢复生长及光合特性的影响

硬秆子草（Capillipedium assimile）、双穗雀稗（Paspalum distichum）和狗牙根（Cynodon dactylon）在经受与三峡水库水位运行节律基本一致的水淹时间和水淹持续时期,但淹水深度（0、5、15和25m）不同的处理后,对其进行了恢复生长和光合特性研究。结果表明：（1）3种草本植物之间相比,狗牙根的存活率最高,所有处理植株存活率达到了100％;硬秆子草和双穗雀稗随着水淹深度的增加,存活率呈降低趋势,5in深处理存活率达到了100％,15in和25m深处理存活率在80％以上。（2）3种草本植物恢复生长后的叶片净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、水分利用效率WUE和表观CO2利用效率CUEapp与未淹对照相比没有显著差异;不同物种相同水淹处理之间比较,狗牙根的各光合指标显著高于硬秆子草和双穗雀稗。（3）结合三峡库区消落带植被恢复物种筛选的基本条件和本试验不同处理植株的恢复生长及其光合特性的研究,结果表明,硬秆子草、双穗雀稗和狗牙根是能够忍耐长期深淹胁迫的、适宜于三峡库区消落带植被恢复与重建的优良物种。三者之间的耐淹能力从大到小依次为：狗牙根〉硬秆子草〉双穗雀稗。     

Comparisons in water relations of plants between newly formed riparian and non-riparian habitats along the bank of Three Gorges Reservoir,China

The water table in the Three Gorges Reservoir (TGR) rose significantly since the construction of the Three Gorges Dam across the Yangtze River. Little is known about how such a change in local hydrological condition will affect the ecophysiology of plants along the bank of the world’s largest reservoir. In this study, water relations of the dominant plants were investigated over an entire year period by comparing stable isotope compositions of xylem water, leaf water potentials and foliar carbon isotope ratios at a newly-formed riparian site near the river bank and two non-riparian sites at higher elevations. The isotopic compositions of xylem water indicated that the plants in the newly-formed riparian zone acquired water mainly from the soil previously infiltrated by local rain rather than the Yangtze River water. Predawn and midday water potentials of the riparian trees were also similar to those at the non-riparian sites. Leaf δ¹³C values of plants across the three sites also showed no difference, even though there was a significant difference among species. Our results indicate that plants at the newly formed transient riparian area along the bank of TGR do not depend on the Yangtze River water for their water sources and that rising water levels in this reservoir may not lead to immediate changes in water relations of the plants along the bank. Communicated by K. Winter.     

Unnatural flooding alters the functional diversity of riparian vegetation of the Three Gorges Reservoir

1. The response of riparian vegetation to flow regulation has been a research focus for decades. Several studies have shed light on the effects of flow stabilisation on riparian woody species, but other life forms exposed to intensified inundation have been overlooked. Furthermore, studies from a functional perspective are scarce.
2. We evaluated the functional response of riparian vegetation along the shores of the Three Gorges Reservoir on the Yangtze River in China to unnaturally long annual flooding (>7 months) after the first year of filling. We aimed to answer the following: (1) can we derive well-defined flow-response guilds from the riparian zones of the Yangtze River? and (2) which plant traits and guilds are favoured or disfavoured by the unnaturally long flooding environment?
3. Woody and herbaceous species were inventoried in 12 reaches along the shorelines of the Three Gorges Reservoir and another 12 reaches along the free-flowing Yangtze River. We performed a cluster analysis to derive riparian guilds using abundance data (projective coverage) from 40 riparian plant species and 13 responsive traits. Structural composition and functional diversity of the unnaturally and naturally flooded riparian vegetation were compared.
4. Unnaturally long flooding substantially reduced species richness, but it did not change the riparian vegetation cover. This novel flooding reduced functional diversity, mostly owing to the loss of stress-tolerant woody species and competitive perennial herbs. However, competitive annual herbs and flood-tolerant riparian herbs, as the most abundant functional guilds, were favoured even under such long-term hypoxic conditions.
5. These guilds under regulation revealed a high functional resilience to prolonged flooding along the upstream reaches of the Yangtze River. Flooding tolerance and the capacity to synchronise germination and growth with short-exposure periods underlie the plant species changes. Our findings are useful for anticipating the effects of long-lasting inundation on riparian areas triggered by flow regulation or warmer climates. The functional perspective lends confidence that our conclusions can be generalised to other geographical regions despite not sharing the same species pool. Finally, the plant species that showed a high flooding tolerance should be considered for the restoration of riparian areas affected by the Three Gorges Reservoir.

     

基于GIS的长江三峡水库消落带生态类型划分及其特征

利用GIS技术,以水位高程变化、库岸坡度和小尺度地形地貌特征为依据,在数字地形图上,制作水位高程-坡度图和小尺度地形地貌图,通过图形叠加分析,对长江三峡水库消落带进行生态类型划分。结果表明:三峡水库消落带生态类型可划分为经常性水淹型(缓坡型、陡坡型)、半淹半露型(缓坡型、陡坡型)、经常性出露型(缓坡型、陡坡型)、岛屿型(常淹型、出露型)、湖盆-河口-库湾-库尾型(湖盆型、河口型、库湾型、库尾型)、峡谷型等6大类12个亚类;半淹半露型、经常性出露型和湖盆-河口-库湾-库尾型,占消落带总面积的82.2%,应以人工生态修复为主、自然恢复为辅;而经常性水淹型、岛屿型和峡谷型占17.8%,应以自然恢复为主、人工生态修复为辅。     

河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建

河岸带是指水陆交界处的两边,直至河水影响消失为止的地带。河岸带是湿地的重要组成部分,在流域生态系统中发挥着重要的作用,具有较大的生态、社会、经济和旅游价值。河岸带研究以生态学、水文学和地貌学炎基础,涉及多种学科和技术方法。由于自然和人为因素的影响,退化河岸带的生态恢复与重建较为复杂,通过安徽潜山县潜水退化河岸带滩地近6a的生态恢复与重建试验,研究结果表明：恢复与重建后的河岸带滩地生态系统的生物多样性和稳定性增加;土训结构和养分条件得到改善,其中,小于0.002mm的粘粒含量的平均值由恢复前的4.53％,上升到恢复后的11.71％,土壤容重由恢复前的1.455g/cm^2下降到恢复后的1.2g/cm^2,土壤有机质的平均值由恢复前的1.25g/kg上升到恢复后的9.44g/kg;河滩地泥沙淤积量增加;植物抗风浪作用增强,有效地保护了河岸,改善了河岸带地区的小气候。河岸带研究在我国起步较晚,因此,今后应加强河岸带的管理和对退化河岸带生态系统的恢复与重建工作,使河岸带生态系统可持续地为人类提供丰富多样的生产、生活和观光旅游产品。     

长江三角洲生态环境脆弱带生态修复技术研究进展

我国长江三角洲作为中国第一大经济区，综合实力最强的经济中心，其城市化和工业化发展迅速，但在人类活动的高强度影响和干预下，该地区的资源环境问题日益突出：生态环境脆弱性程度的增高，脆弱性发展趋势的加快等等一系列问题严重影响着长江三角洲的可持续发展，该区域生态环境呈现出的脆弱性特征已成为我国新的生态环境脆弱带。基于长江三角洲自然、经济、社会和环境状况的数据基础，及国内外脆弱性综合评价指标(自然因素和人为因素),对长江三角洲进行生态环境评估发现该区域具体的生态环境问题主要为土壤污染、城区大气污染、水环境污染，以及地面沉降等。通过剖析长江三角洲4类生态环境问题(土壤污染、大气污染、水环境污染、地面沉降)的现状、形成的具体原因及带来的影响，结合国内外生态修复技术的研究成果，详细论述了该区域4类生态环境问题的生态修复技术类型(物理方法、化学方法、生物方法、生态方法)、基本原理及各自的优缺点，同时评估了不同生态修复技术在污染治理过程中的可行性、安全性、经济性，旨在以上述理论研究为参照标准评估该区域环境污染治理过程中生态修复技术的修复潜力，为长江三角洲生态环境问题的治理修复提供方案及理论参考。长江三角洲...