三峡库区消落带初期土壤养分特征

对三峡库区消落带回水区内2种主要植被类型土壤养分特征进行了研究。结果表明,除有效磷外,次生灌丛土壤养分含量均高于弃耕地,且其他养分指标变异系数在50%左右,而有效磷的变异系数达到91%。随海拔的升高,土壤养分未表现出明显差异性。与对照样带相比较,消落带内全磷、全钾、有效磷、速效钾含量增加,表明水淹和清库等人为活动对土壤母质风化影响严重,导致消落带内土壤磷和钾含量增高,而速效钾在水淹后则大量流失;随着土壤层次的加深,除了有效磷外,其他养分都表现出逐渐降低的趋势。消落带处于幼年时期,尚未形成明显的水分梯度,其养分和水分没有显著的相关性。     

生物入侵研究国际进展与中国现状——基于CiteSpace的文献计量分析

生物入侵是造成全球生物多样性降低和生境变化的重要因素,并在世界各地造成巨大的经济损失与生态灾害,然而系统研究生物入侵的研究进展与趋势的文章却较少。基于Web of Science核心库、Scopus以及中国知网,运用CiteSpace知识图谱可视化软件,分析生物入侵的国内外研究进展。结果表明：（1）美国对生物入侵的研究起步最早（1970年）,国外的文章数量在1990年后呈指数增长。国外研究机构及作者间合作强度大,形成以美国各大高校为中心的合作网络。国外注重生物入侵的驱动因素、压力及入侵状态的研究。近年来国外研究热点涉及入侵物种的种群动态、扩散机制、生态模型、岛屿入侵、风险评估、气候变化及国际贸易等,并越来越重视气候变化与多元驱动因素相互作用下的生物入侵,但对外来微生物和无脊椎动物的研究较少。（2）我国相关研究始于20世纪90年代,文章数量在2000-2010年间增长迅速。但国内研究机构及作者间合作强度较低,呈现多核心的分散合作关系。国内注重生物入侵的危害及缓解措施研究。研究热点有入侵途径、机制、危害、防治策略、全球贸易、气候变化与风险评估等,并越来越关注"一带一路"下的生物入侵及人工智能等科学防治手段。但是近十年,不同聚类的关注度和热度都在降低,对入侵驱动机制及预警监测的研究较为薄弱。（3）未来我国应当突出研究重点,与国际研究保持同步,强化全球贸易、气候变化与多元驱动因素相互作用下的生物入侵研究,构建生物入侵的驱动-压力-状态-响应的综合评估体系。基于对生物入侵研究进展的系统认知,可为我国科学防治生物入侵提供理论支撑。     

三峡库区消落带农作区镉污染特征研究

为了研究三峡库区消落带农作区重金属镉的污染状况,对三峡库区典型支流-苎溪河消落带农作区耕作情况及镉污染状况进行了调查。结果表明:苎溪河消落带农作区土壤镉含量普遍偏高,均超过了国家土壤环境质量三级标准,远高于四川省土壤环境背景值,并存在中等程度变异,说明镉污染存在普遍性。相应地上作物不同部位对镉均有一定程度富集,叶的富集能力最大,而果实的富集能力相对较小。作物可食部分镉富集能力顺序为:蕹菜>香菜>花生>豇豆>绿豆。其中,香菜和蕹菜的风险商HQ值>1,暴露风险高,对三峡库区生态安全存在一定潜在健康风险。     

中山杉功能性状适应三峡库区消落带研究

植物功能性状研究是生态学的热点,它能够很好地解释植被对环境变化的适应机制。中山杉（Taxodium ‘Zhongshanshan’）能够在三峡库区不同水位高度的消落带上生长,但对它在消落带上的适应性研究较少。按水位高度不同,将消落带171-175 m划分为浅水区（SS）、168-171 m为中度水淹区（MS）、165-168 m为深度水淹区（DS）3个样带及对照组（LS）,每个样带内随机选取25-30株中山杉,通过测定树高、叶表宽度、叶厚度、非结构型碳水化合物含量、有机酸含量等功能性状,研究中山杉功能性状特征及变化规律。结果表明,深度水淹区（DS）叶片表现出旱生性状,气孔孔径变小,栅栏组织变厚。消落带171 m以上中山杉的生长状况显著优于171 m以下。中度水淹区（MS）根系中的非结构型碳水化合物、可溶性糖、淀粉、酒石酸、苹果酸及柠檬酸含量高,而深度水淹区（DS）却相反,但草酸含量最高。从功能性状比较看,浅水区（SS）,水淹期恰好是中山杉生长缓慢的时期,中山杉的生长周期未受到影响,与对照组相比,功能性状差异不显著。中度水淹区（MS）,中山杉代谢活跃,水淹胁迫引发的功能性水平上的变化和反应是可逆的,中山杉能够自我恢复,胁迫在中山杉的自身调节能力极限范围内,植株能保持正常的生长发育,具有较强的生活力。与浅水区（SS）相比,中度水淹区（MS）的植株生长状况明显劣于浅水区,但它们的存活率相似,都较高。而深度水淹区（DS）水淹期6个月,高温期2-3个月,胁迫已造成植株受到慢性或不可逆地伤害,退水后,根系不能较快恢复正常代谢,植株生长周期短,生命力变脆弱,随着水淹次数增加,植株易死亡。植株的高度和大小与中度水淹区（MS）差异不显著,但植株存活率低。     

水位变化对三峡库区消落带落羽杉营养特征的影响

三峡大坝建成蓄水后,其独特的水位调度节律对水库消落带植物的生境造成巨大干扰。为了解落羽杉在消落带特殊生境下的生理生态过程,探究其水淹耐受机制,在三峡库区消落带植被修复忠县示范基地建立3 a后,对试验样地内种植于消落带海拔175—165 m范围的落羽杉进行叶片、根系样品采集,并调查其生长情况,测定分析落羽杉营养元素含量及其与植株生长和土壤养分间的关系。结果表明:(1)水位变化对适生树种落羽杉营养元素吸收造成了明显影响。随着淹水深度和淹水时间的延长,落羽杉根系能量代谢受阻,根系功能紊乱,营养元素吸收与运输受到抑制,落羽杉N、P、K、Ca、Zn吸收减少;水淹导致土壤中Fe~(2+)、Mn~(2+)含量升高,落羽杉Fe、Mn吸收增加。(2)相关性分析表明,落羽杉株高与N、K、Mg含量呈极显著正相关关系,与P含量呈显著正相关关系,而与Fe、Cu含量呈极显著负相关关系,与Mn含量呈显著负相关关系;落羽杉冠幅与植株N、P、K、Mg含量呈极显著正相关关系,而与Fe、Cu含量呈极显著负相关关系;落羽杉营养元素含量与土壤元素含量无显著相关性。(3)消落带不同海拔落羽杉营养元素的积累量均不低于植物正常生长水平,未见严重的缺素状况。研究结果表明,落羽杉对三峡库区消落带水位变化具有很好的适应能力,能够对水位变化做出积极的响应,平衡各元素的积累量,维持植株正常生长。     

海拔和植被对三峡库区梨香溪消落带土壤酶活性的影响

消落带土壤生态环境对水库水质及坡岸稳定性具有较大影响,土壤酶活性具有驱动土壤物质循环进而影响生态系统的功能。本文以三峡库区梨香溪消落带土壤为研究对象,研究了四个海拔梯度和五种植被样地的土壤蔗糖转化酶、脲酶、碱性磷酸酶和蛋白酶的活性及相关环境因子。结果表明,在不同海拔样地中,表层土壤的有机质、总氮、总磷和有效磷的含量均高于土壤下层,并且有效磷和总磷含量随海拔高度的增加而增大。四种土壤酶活性随高程的增加均总体呈现出增大的趋势。除脲酶外,167~180 m样地的下层土壤的土壤酶活性均高于165 m样地。在不同植被样地中,苔藓结皮样地的表层土壤中,蔗糖转化酶、碱性磷酸酶和蛋白酶的活性均为最大。有植被覆盖的样地土壤酶活性和土壤有机质、总氮、总磷和有效磷含量均高于裸地,其中虎杖和藻结皮植被对土壤的养分和土壤酶活性影响作用高于狗压根和苔藓结皮。四种土壤酶的酶活性与土壤总氮、总磷、有效磷和有机质含量大体都呈现正相关关系。以上结果表明,消落带土壤酶活性和土壤肥力供给能力受水淹影响,藻类结皮和苔藓结皮对消落带土壤肥力具有促进作用。     

香附子光合生理对三峡库区消落带陆生环境的响应

植物在消落带水淹结束后的陆生环境中能否合成和储存足够的碳水化合物,对其在消落带长期定居、存活和扩散具有重要影响。香附子是能够适应三峡库区消落带生境的少数多年生草本植物之一。该试验通过对消落带水淹结束后生长在深水(22~27m)、浅水(2~7m)和未淹区段香附子光合生理的定期观测,研究其在陆生环境下的光合生理变化及其形成机制。结果表明:(1)生长在深水区段香附子的净光合速率(P_n)显著高于浅水区段与未淹区段。(2)随着香附子在陆生环境中生活时间的延长,其P_n、气孔导度、表观水分利用效率、表观光能利用效率、表观CO_2利用效率增加。(3)与未淹区段相比,浅水淹没区段香附子的光饱和点显著升高,而光补偿点显著降低。研究发现,淹水胁迫后积极的自我调节能力和光合补偿机制是香附子能够适生于三峡库区消落带的重要原因。     

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。     

三峡库区消落带芦苇穗期光合生理特性研究

三峡水库运行时,在库区两岸将形成周期性变化的水陆交错地带即消落区,它是陆地和水生生态系统的交错地带,具有生态脆弱性、生物多样性、水分变化周期性和人类活动的频繁性等特点,它对水、陆生态系统具有重要影响.同时,它也面临着严峻的生态与环境问题.以嘉陵江岸边的常见芦苇Phragmites communis(reed)为研究对象,模拟三峡库区消落带土壤含水量变化特征,设置了T1(淹水超过土壤表而2 cm)、T2(土壤含水量为田间持水量的70%-100%)、T3(土壤含水量为田间持水量的40%-60%)3个不同处理组,用嘉陵江江水灌溉芦苇,研究三峡库区不同消落带带位土壤不同含水量条件下芦苇穗期的光合生理生态响应机理,为消落带植被恢复重建和生态环境保护提供理论依据.实验结果表明:土壤不同含水量显著影响r芦苇穗期的叶片水分含量、表观光量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP),而最大净光合速率(Amax)和光饱和点(LSP)没有受到显著影响.T1、T2和T3的最大净光合速率Amax值分别为17.63、19.13和20.97 μmol CO2/m2·s.T3的表观光量子效率AQY值为0.055 μmol CO＜＜2＞/μmol hotons,且明显(P＜0.05)高于T1(0.042 μmol CO2/μmol Photons)和T2(0.046 μmol CO2/μmol Photons).这表明T3条件下芦苇的光能转化率高,光合能力强,并且T3的水分利用效率(WUE)和光量子利用效率(QVg)最高,自由水/束缚水比值最小,说明芦苇具有较强的抗干旱的能力.光补偿点LCP中T2的值为35.43 μmol/m2·s,该值明显地(P＜0.05)高于T1(14.55 μmol/m2·s)和T3(12.79 μmol/m2·s).T1、T2和T3的光饱和点LSP分别为912.5、803.89和897.22 μmol/m2·s,表明T1条件下芦苇对光的利用范围较宽,并且T1的Ci值最大,光合作用的源物质多,Rd值最小,暗呼吸所消耗的底物少.与其他耐水淹植物相比,T1条件下芦苇具有较高的Amax(17.63 μmol/m2·s),说明芦苇具有较强的耐水淹能力.因此,研究表明芦苇不仅具有耐水湿的特点,还具有耐旱性,芦苇可以作为三峡库区消落带植被恢复重建和生态环境保护的禾本科先锋物种.     

三峡库区消落带水淹初期地上植被与土壤种子库的关系

采用种子萌发法,研究了三峡库区消落带水淹初期所形成的已淹区段、未淹区段以及留存原有植被的对照样带地表植被与土壤种子库之间的关系。结果表明:三峡库区消落带已淹区段地表植被分属47科71属100种,未淹区段84科163属223种,优势科主要为菊科、豆科、禾本科、蔷薇科、莎草科。地上植被的物种生活型,已淹区段以生长周期短、适应性较强的1年生草本为主,灌木和乔木共占19%;未淹区段中1年生草本占20.45%,多年生草本占36.36%,灌木或藤本占28.18%,乔木占15%;对照样带中1年生草本占23.24%,多年生草本占41.32%,灌木及藤本占32.02%,乔木占17.05%。与对照样带相比,已淹区段地表植被物种多样性指数和丰富度指数都明显降低,未淹区段地表植被却表现出明显增加的趋势,只有Pielou均匀度指数都降低;已淹区段、未淹区段土壤种子库分别具有物种79种和108种,分别比对照样带增加了9种和38种;已淹区段种子库密度为(12667±2225.25)粒/m2、未淹区段为(38013±9796.04)粒/m2、对照样带为(18715±8234.77)粒/m2,与对照样带土壤种子库总密度相比,已淹区段降低了32.32%,未淹区段增加了103.12%,都以草本植物占绝大多数比例,且1年生草本所占比例大于多年生草本所占比例。土壤种子库的生物多样性指数、丰富度指数和均匀度指数与地表植被变化相一致,但变化幅度较小。消落带已淹区段、未淹区段、对照样带地表植被和土壤种子库共同出现的物种数分别为9,40和15种,土壤种子库和地表植被间Sorensen相似性系数分别为0.328,0.241,0.186,表明三峡库区消落带水淹初期区域整体相似系数较低,这与消落带形成时间短有很大的关系。     

基于CiteSpace的湿地恢复研究进展

由于人类活动、气候变化等影响,全球湿地退化不断加剧,关于湿地恢复的相关研究也越来越多,但缺乏系统的文献梳理,对研究领域的热点演变特征及发展趋势认识不足。基于文献计量学软件CiteSpace.5.5R2及中国知网(CNKI)和Web of Science核心数据库检索的文献数据,对湿地恢复领域的发文量、作者群、发文机构、文献共被引、高频关键词及突现等进行可视化分析。结果表明：(1)国内外关于湿地恢复研究的发文量总体上均呈现增长趋势,2008年之后发文量均显著提升,国内研究较国外晚了近10年,但发展迅速,国际影响力提升较快;(2)国外主要研究机构包括United States Geological Survey、Louisiana State University、University Florida、University Wisconsin等,均为美国机构,形成了以William JM-John WD、Zedler JB、Jos TA Verhoeven-Leon P M Lamers、Jeffrey WM等核心研究团队;国内以中国科学院、北京师范大学、中国林业科学研究院为主,形成了崔保...     

水位节律差异对三峡水库消落区不同物候类型1年生植物物种构成的影响

三峡水库蓄水后改变了原有长江自然的水位波动节律,并在三峡库区内形成了两种类型的消落区:蓄水前未经历过水淹的完全水库消落区,其水位节律夏低冬高;以及蓄水前属于自然消落区目前受蓄水和洪汛双重影响的消落区,其水位在冬季和夏季都存在高水位。这与自然消落区冬低夏高的水位节律均存在差别。1年生植物根据萌发结实特性可分为春萌秋实、冬萌夏实型植物和广适性植物3类。在不同消落区选取5个样地划分样带设置固定样方,涨水前和退水后调查发现:各消落区均存在3种1年生植物,但3种类型物种的比例和和优势度存在显著差异。只受夏季洪汛影响的自然消落区共发现1年生植物73种,冬萌夏实型植物以45种占优;而水位节律与之相反的完全水库消落区,1年生植物物种数为85种,其中春萌秋实型植物以45种以及较大的优势度成为该区域的优势1年生物种;双重影响消落区,1年生植物物种总数未明显下降,但是在蓄水和洪汛的双重影响下其种群大小相对较低。水位节律的巨大变化会引起1年生植物优势类型的显著改变,适合生长的1年生植物主要是因为其生长周期与淹没期不完全重叠而成为优势物种类型。     

Design of the dike-pond system in the littoral zone of a tributary in the Three Gorges Reservoir, China

The Three Gorges Dam is the greatest water control project in the world with the largest fresh water littoral zone. Emergence of the littoral zone during the growing season provides some plants with the opportunity to complete their growth cycle, but the fluctuating water level also brings about some environmental problems, such as soil erosion, water pollution, and biodiversity reduction. A series of cascading terraced ponds located in the littoral zone of a secondary branch of the Yangtze River at Laotudi Bay was designed to be a dike-pond system for resolving the environmental problems of this special littoral zone while also making use of resources in an eco-friendly manner. The design of the dike-pond system is described in detail in this article, and some monitoring protocols are recommended for evaluating the environmental benefits of the system. The economic value of the dike-ponds was estimated to be about ¥125,986. Due to the ecological management mode adopted, 14 species of wild aquatic plants and 6 species of wading birds were found in the dike-pond system, in contrast to 9 species of wild aquatic plants and 3 species of wading birds in a comparable conventional farming area. It is hoped that dike-pond ecological engineering will be instrumental in reducing water pollution and increasing biodiversity in the littoral zone of the Three Gorges Reservoir.     

三峡水库消落带外来植物组成及分布特征

[目的]探究三峡水库消落带外来植物的物种组成及分布特征,为库区外来植物管理防控、生物多样性保护和生态安全管理提供理论支持和数据参考。[方法]通过对库区消落带外来植物的实地调查,结合文献资料,研究外来植物的物种组成、原产地、引入途径、生活型及消落带外来植物的分布现状。[结果]三峡水库消落带存在66种外来植物,隶属于22个科50属,其中菊科、豆科、茄科和苋科是三峡水库消落带外来植物的优势科,共有40种,占总种数约60.6%,菊科的数目最多,达到21种;外来植物中来源于美洲的物种最多,达到66.7%;生活型以一年生草本植物居多;花果期多集中于5—10月份;外来植物中分布最为广泛的物种是大狼杷草、喜旱莲子草、鬼针草、钻叶紫菀、小蓬草和土荆芥;三峡水库内库首和库中区域消落带分布的外来植物较多。[结论]三峡水库消落带外来植物种类较多,分布广泛,在常年回水区外来植物入侵态势较为严重,入侵植物防控的形势不容乐观。建议结合消落带管理方法和消落带植物群落特征建立外来植物防治机制,积极采取相关措施,加强消落带外来植物扩散机制及其对本地生态系统影响的研究。     

三峡库区消落带两种草本植被土壤细菌群落多样性

在三峡库区消落带植被重建区域,选取两种人工草本植被—牛鞭草与狗牙根(处理组),并以裸地土壤为对照,研究植被修复与重建对土壤细菌群落多样性的影响。采用分子生物学T-RFLP技术,分别于2012年7月(T1)、2013年7月(T2)及2014年7月(T3)进行原位取样,对消落带人工植被牛鞭草、狗牙根及裸地土壤细菌群落多样性进行了研究。结果表明:(1)除HhaⅠ酶切结果中,物种因素对消落带土壤细菌Shannon-Wiener指数(H)、时间因素对土壤细菌Simpson指数(D)无显著影响外,采用两种酶切之后(HhaⅠ酶、MspⅠ),物种、时间、以及两者的交互作用均对三峡库区消落带土壤细菌群落多样性指数产生显著影响;(2)HhaⅠ酶切后人工植被土壤丰度与裸地相比显著升高,此外,两种酶切结果均表明,人工植被土壤细菌群落多样性指数与裸地相比更加稳定。(3)植被类型、取样时间不同,土壤中的优势片段种类与丰度均不相同;(4)CCA分析结果表明三峡库区消落带土壤细菌群落多样性与化学性质关系密切。研究表明牛鞭草与狗牙根栽植后土壤细菌群落多样性指数的更加稳定,三峡库区进行植被恢复与重建值得肯定。     

三峡水库涪陵-奉节段消落带优势草本植物生态位与种间联结性研究

参照相邻格子法对三峡水库中段(重庆市涪陵—奉节段消落带)地上植被进行调查,并运用生态位宽度、生态位重叠度、χ~2检验等手段对优势草本植物生态位与种间联结性进行分析,能在一定程度上揭示三峡水库消落带优势草本植物的生态学特性、进而推测植被群落的演替趋势,以期为三峡水库消落带植被生态修复提供理论基础或参考建议。结果表明：(1)本次调查发现共有优势植物57种、隶属22科44属,其中狗牙根的生态位宽度最大、占绝对竞争优势。(2)在105个种对中,生态位相似比(C_ih)≥0.50的种对有4个,生态位重叠值(L_ih)≥0.50的种对有7个,种间相似性较小、竞争关系较弱。(3)χ~2检验结果显示,优势植物种间正负联结比为1.33,正联结优势不明显;而Pearson与Spearman秩相关检验结果显示,种间正负联结比分别为0.54、0.75,负联结占优势。三种检验方式均表明,优势植物种间联结性较弱、稳定性相对较差、独立性相对较强。(4)种间联结系数(AC)≥0.60的种对数为7种,共同出现百分率(PC)≥0.7的种对数仅为1种。种间总体正联结性不强,物种趋于独...     

森林碳汇研究热点与趋势——基于知识图谱分析

森林在全球碳循环中发挥着重要作用,森林碳汇是陆地碳汇的重要组成部分,其研究的知识领域在国际社会中已较为成熟。以Web of Science中1990-2021年4973篇相关的文献为研究对象,运用文献计量工具CiteSpace绘制文献共被引和关键词共现网络知识图谱,以此清楚分析森林碳汇研究的发展趋势。研究发现：（1）森林碳汇研究的发文量持续增长,文献数量的变化趋势证明森林碳汇仍是国内外的研究热点。（2）森林碳汇研究主线变化从运用大量方法测量森林碳平衡,到对森林碳汇稳定区域估计的理论归纳,再到将理论用于实践并全面实现对全球碳汇规模的监控。阶段的热点问题从森林是否为碳汇到森林碳汇的形成机制,再到实现监控管理下的可持续森林碳汇。（3）国内森林碳汇研究主线变化从研究测量碳储量的方法,到运用大量方法测量中国森林碳平衡,再到中国森林碳汇稳定区域估计的理论归纳。阶段的热点问题从中国森林碳储量的变化,转变为中国森林是否为碳汇,最后聚焦到中国森林碳汇的形成机制。如今国内研究趋势逐渐与国际接轨,中国在国际森林碳汇研究领域中的学术地位日益提升。在未来,中国需要增加对森林生态系统调查和监测强度,构建"天-空-地"一体化的碳汇计算体系,进而实现对碳汇规模的准确监控。并且需要准确且全面评估森林碳汇对我国实现"碳中和"目标的贡献,推动我国"碳中和"目标的实现。