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。     

三峡水库峡谷地貌区消落带优势植物种群生态位

采用相邻格子法布设样方,对三峡水库峡谷地貌区海拔155~181 m的植被进行调查。以植物重要值为指标筛选消落带优势植物,并计测消落带优势植物和非消落带同种植物的生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠值。通过消落带与非消落带比较,研究消落带优势植物种群的生态位特征及形成机制,为消落带植被恢复和重建中适生植物筛选及植物种的科学配置等提供理论依据。结果表明:(1)经历多次水库水位涨落后,消落带出现了10种优势植物,这些植物生态位宽度的大小排序是:鳢肠、毛马唐、鬼针草、狗尾草、稗、金色狗尾草、苍耳、狗牙根、香附子、水蓼;消落带上生态位相似性比例较大的种对是:毛马唐-稗、鳢肠-苍耳、鬼针草-水蓼;生态位重叠值较大的种对是:鬼针草-水蓼、鳢肠-苍耳、狗牙根-香附子、毛马唐-稗。生态位宽度大的植物种,与其他植物种的生态位相似性比例和生态位重叠值也大。(2)消落带优势植物生态位相似性比例大于0.5的占51%,非消落带的同种植物仅占31%;消落带优势植物种间生态位重叠值大于0.5的占67%,非消落带的同种植物仅占44%。消落带大多数优势植物的生态位宽度、生态位相似性比例以及生态位重叠值较高,反映出消落带优势植物间的生态位分化程度较低,种间竞争较为激烈,群落的稳定性较差。(3)不同植物的生物学特性以及对水陆交替变化环境的适应能力和生境的稳定程度,是导致消落带优势植物和非消落带同种植物生态位特征出现差异的主要原因。     

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...     

金沙江下游典型库区消落带植被恢复模式

消落带植被分布、生活型、多样性的调查研究显著促进了消落带植被恢复技术的进步,然而相邻两梯级库区消落带植被分布的差异以及植被群落特征的年际变化并不明确。此外,金沙江下游部分区域表现出一定的干热特征,其影响下的消落带植被群落特征有待深入了解。基于2019年和2021年向家坝和溪洛渡库区消落带植被调查结果,分析表明：(1)金沙江下游消落带按照下垫面特性主要分为硬岩型、软岩型、松软堆积型3种类型,坡度平缓的松软堆积型消落带是植被恢复的主要类型;(2)整体上,消落带优势植被类型是一年生和多年生草本,单优势种、少优势种群落较为普遍,两个库区消落带优势种重要值差异显著,植被生活型较少;(3)向家坝、溪洛渡库区消落带在分别经历6次和8次周期性水淹后,消落带植被分布与群落物种多样性特征变化不显著,表明消落带植被群落结构相对稳定。综上说明向家坝、溪洛渡两个相邻的梯级库区消落带植被恢复需要以灌草为主,且具有不同的潜在恢复模式,因此需要对应采取不同的恢复策略。研究对于科学指导金沙江下游梯级水电站库区消落带植被恢复具有重要意义。     

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。     

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.     

三种水库消落带草本植物对完全水淹的适应机制研究

为了解虉草(Phalaris arundinacea)、牛鞭草(Hemarthria altissima)和狗牙根(Cynodon dactylon)3种水库消落带草本植物在完全水淹条件下的生理生态适应机制,对这3种植物的生态指标(枝条、叶和生物量)和生理指标(可溶性糖、淀粉和根系活力)的动态变化特征进行了研究。结果表明：在完全水淹条件下,虉草、牛鞭草和狗牙根都不产生新的枝条,它们通过减少总叶数、总叶长和生物量的方式来适应水淹环境。虉草和狗牙根通过减缓枝条生长速率来适应水淹环境,而牛鞭草则是通过先加快生长后抑制生长来保存活力。虉草、牛鞭草和狗牙根均以少量的碳水化合物(可溶性糖和淀粉)消耗,降低根系活力等方式来适应长期的水淹环境。3种草本植物的水淹耐受能力由大到小依次为狗牙根、虉草、牛鞭草。     

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...     

云雾山自然保护区环境因素对土壤水分空间分布的影响

选取黄土高原云雾山自然保护区天然草地,研究分析了地形因素、植被类型、降雨和封育措施对土壤水分的影响,研究结果表明:在0～100 cm土壤,单点季节平均土壤含水量的空间变化主要受坡向、坡位、群落类型和封育措施的影响;在深层土壤100～300cm,相对海拔、坡位、坡向、群落类型和封育措施在控制土壤水分的再分布中具有重要作用.不同的环境因素对土壤水分空间分布影响的季节变化存在明显差异,坡度、相对海拔、坡位与土壤湿度的关系依赖于前期降雨量,土壤湿度和坡度、海拔、坡位和封育措施的相关性一般随前期降雨的增加而增大.群落类型对土壤湿度的影响与群落盖度和蒸腾速率有关,在植被盖度差异较大的5月份和蒸腾速率差异较大的7月份影响显著.坡向对土壤湿度的影响依赖于太阳辐射的变化,在太阳辐射较强烈的7月份差异显著.由于长期自然封育,草地覆盖度不断增加,其蓄水保水能力增强,对土壤水分的调节能力得到提高,从而能在一定程度上改善土壤水分条件.     

塔里木河中下游地区不同地下水位对植被的影响

 根据近几年塔里木河中下游地区的大量监测结果,分析了不同地下水位对植被的影响。结果显示：1)在塔里木河中下游,地下水位与植被盖度和植物种类的回归模型分别可以表示为：Y=159.32e-0.314 8X,R2=0.819 3,　p<0.01;Y=9.113e-0.162 3X,R2=0.606 7, p<0.01。2)地下水位对植被的影响在很大程度上是通过改变土壤含水率来实现的,当地下水位在1～4 m时,其回归模型为：Y=64.898e-0.515X,R2=0.727,p<0.01;当地下水位在4～12 m时,Y=21.147e-0.178X,R2=0.658,p<0.01。当地下水位在3.5～4.0 m时,土壤含水率出现明显变化,因此认为3.5 m是塔里木河中下游地区草本植被生态恢复的最低水位。3)通过胡杨叶脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)在不同水位条件下的含量变化,可以认为引起胡杨水分胁迫的地下水位出现在5.0 m。其后随着水位的降低,胡杨脱落酸的积累更加明显,地下水位与胡杨叶脱落酸含量可以表示为：Y=0.703 5e0.408X,R2=0.830 4, p<0.01。4)通过塔里木河下游输水后的植被调查,当地下水位出现明显升高后,植被的地表生态响应非常明显,乔灌草植被在水位升高至不同水位后均出现相应的变化,说明以上的分析是符合实际的。     

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。     

黄河三角洲植被指数与地形要素的多尺度分析

结合地理信息系统和遥感技术, 研究了黄河三角洲植被指数NDVI与一系列地形要素间的尺度依赖关系, 从而检验在较大尺度上滨海生态系统植被分布格局是否存在水分再分配的调控作用。结果表明: 1)NDVI值在4种主要群落类型间差异显著, 这种显著差异是由滨海盐生植物的生境特点决定的; 2)地表高程在所有的10个粒度尺度上均与NDVI相关关系显著, 这种显著关系在小尺度上与地下水埋深有关, 而在大尺度上可能参与水分再分配过程; 3)在750 m粒度尺度附近存在水分再分配的调控作用, 在该尺度附近地形湿润度指数(TWI)和坡度与NDVI相关达到极显著, 而且其Moran’sI指数突然增大。黄河三角洲的植被地形关系表现为不同尺度上对土壤水分和盐分的调控, 在小尺度上地形因素通过土壤表面蒸发过程影响土壤水分与盐分, 而在大尺度上地形因素主要通过地表径流对土壤水分与盐分进行再分配。     

三峡水库生态渔业发展策略与关键技术研究分析

针对三峡水库蓄水后水体资源丰富、水生态系统发育尚不完善、支流库湾藻类水华问题较严重、鱼类群落结构有待调控、水生生物资源未有效利用和转化的现状, 阐述了三峡水库生态渔业作为生态系统保护途径和绿色产业的必要性与重要性, 提出了三峡水库生态渔业发展的总体目标与基本原则, 认为三峡水库发展生态渔业应以生态安全保障和水质养护为首要任务, 严格控制外来物种的引种移植, 以土著鱼类自然繁殖保护和捕捞管理为主, 动态调控放流增殖的鱼类种类和数量为辅, 建立以鱼类群落合理配置和食物网结构优化为手段的水库生态系统调控技术体系, 促进高效的物质循环和能量流动, 实现环境保护和渔业增效的双赢。作者围绕渔业放流增殖、野生鱼类资源保护、捕捞管理、局部库区渔业调控、渔业生物控藻、社区渔业协调管理、生态渔业总体规划等方面, 分析了现阶段三峡水库生态渔业的重点研究任务与关键技术,同时建议加强相关生态学理论与方法研究、技术示范和成果应用, 为三峡水库以渔养水、渔-水和谐的综合管理提供决策依据。       

冬虫夏草生境选择主导因子

采用样方法对冬虫夏草生境的海拔、坡度、植被和土壤等环境因子进行了探索研究。结果表明:(1)冬虫夏草主要分布在海拔4000～4500m、坡度为15°～30°的上坡位高山草甸中。(2)PCA分析表明:植被和地形是影响冬虫夏草分布的主导因子。(3)不同深度土壤养分含量统计分析表明:在不同深度层次的土壤中,水分、pH值、全氮和全磷的差异不显著,有机质、有机碳、水解氮和有效磷的差异极显著。(4)对土壤养分含量判别分析表明:5cm土壤中,吸湿水、有机碳、有机质和水解氮显著影响冬虫夏草种群分布;15cm土壤中,全氮显著影响冬虫夏草种群分布;25cm土壤中,吸湿水、有机碳和有机质显著影响冬虫夏草种群分布;而自由水、pH值、全磷和有效磷对冬虫夏草种群分布的影响不显著。(5)植物盖度、植物数量和坡度直接影响冬虫夏草种群分布,而土壤则通过影响植物和土壤温湿度来间接影响冬虫夏草种群分布。     

东洞庭湖丁字堤苔草群落特征及其影响因子

近20年来,洞庭湖湿地的湖草面积大幅度减少,退化严重.为寻求湖草的恢复途径,本文以位于洞庭湖丁字堤的短尖苔草为对象,依高程差划分成7条样带,调查了63个样方的植被特征(株高、盖度、密度、生物量、多样性指数)和土壤理化特征(土壤有机碳、全氮、全磷、土壤容重、土壤含水量).结果表明: 除多样性指数先下降后升高外,其余生物学指标均随高程增加呈现倒“U”型分布,即靠近水域(低海拔区)和堤岸(高海拔区)的苔草长势较差,而位于中间的苔草长势较好;土壤容重随高程增加而增加,土壤含水量的变化则相反,土壤有机碳和全氮含量均呈中海拔区高、低和高海拔区低的分布规律.主成分分析表明,影响苔草生物量的关键因子依次为土壤有机碳含量、氮含量、含水量和土壤容重.可见,提高土壤肥力和保持适当的土壤含水量可能是短尖苔草恢复的有效途径.     

Advancing Analysis of Spatio-Temporal Variations of Soil Nutrients in the Water Level Fluctuation Zone of China’s Three Gorges Reservoir Using Self-Organizing Map

The ~350 km² water level fluctuation zone (WLFZ) in the Three Gorges Reservoir (TGR) of China, situated at the intersection of terrestrial and aquatic ecosystems, experiences a great hydrological change with prolonged winter inundation. Soil samples were collected in 12 sites pre- (September 2008) and post submergence (June 2009) in the WLFZ and analyzed for soil nutrients. Self-organizing map (SOM) and statistical analysis including multi-way ANOVA, paired-T test, and stepwise least squares multiple regression were employed to determine the spatio-temporal variations of soil nutrients in relation to submergence, and their correlations with soil physical characteristics. Results showed significant spatial variability in nutrients along ~600 km long shoreline of the TGR before and after submergence. There were higher contents of organic matter, total nitrogen (TN), and nitrate (NO3-) in the lower reach and total phosphorus (TP) in the upper reach that were primarily due to the spatial variations in soil particle size composition and anthropogenic activities. Submergence enhanced soil available potassium (K), while significantly decreased soil N, possibly due to the alterations of soil particle size composition and increase in soil pH. In addition, SOM analysis determined important roles of soil pH value, bulk density, soil particle size (i.e., silt and sand) and nutrients (TP, TK, and AK) on the spatial and temporal variations in soil quality. Our results suggest that urban sewage and agricultural runoffs are primary pollutants that affect soil nutrients in the WLFZ of TGR.