三峡库区消落带水淹初期土壤种子库月份动态

干湿交替往往导致土壤种子库产生剧烈变化,严重影响着地上植被的自然恢复和生长。采用垂直空间梯度代替水淹时间梯度,研究了消落带水淹初期土壤种子库月份动态变化。结果表明：消落带内不同土地环境类型土壤种子库具有不同的月份变化趋势,分别是采伐迹地土壤种子库密度逐渐增加,弃耕地则逐渐降低。随着垂直空间梯度的升高,5、7、9月份消落带土壤种子库密度都表现为逐渐增加,说明水淹时间越长越不利于土壤种子的储存。不同月份共同出现的优势物种包括地果、黄鹌菜、具芒碎米莎草、毛马唐、婆婆纳、匍茎通泉草、鼠曲草、水田碎米荠、雾水葛、细穗腹水草、香附子、一年蓬、知风草、苎麻,这些物种构成了消落带土壤种子库的主要组成部分。各月份土壤种子库的物种生活型非常接近,主要以一年生草本和多年生草本为主,相对缺少乔灌木,且生活型百分比例在不同海拔梯度存在差异。结合土壤种子库物种水分生态功能,将其划分为湿生植物、湿中生植物、中生植物、旱中生植物,发现其主要以中生植物为主,高海拔区段旱中生植物比例相对较高,低海拔区段湿中生植物比例相对较高,而湿生植物比例则变化较小,水淹导致种子库植物呈现向中生和湿中生植物类型的变化趋势。消落带土壤种子库植物具有较高的生物多样性,但不同海拔区段植物变异性较高,没有形成绝对优势的物种,植被群落明显处于演替早期。研究认为,消落带水淹初期,土壤生境、物种组成以及种子储量都发生着剧烈的变化,仅依靠土壤种子库进行消落带植被恢复与重建是不现实的,必须要给予更多的人为干预。     

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。     

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。     

神木地区耐旱灌木和草本豆科植物根瘤菌遗传多样性

豆科植物具有抗逆性强、耐瘠薄的特性,许多豆科植物是荒漠地区的先锋植物,在生态环境保护中起重要作用.以神木地区主要的灌木和草本豆科植物-根瘤菌共生体系为材料,采用16S rRNA PCR-RFLP和序列分析等方法,对分离得到的55株菌进行多样性分析,其中,30株菌分离自灌木豆科植物紫穗槐和柠条,25株菌分离自草本豆科植物斜茎黄芪、苜蓿、草木樨黄芪等.结果表明: 这些菌株共有11种16S rRNA PCR-RFLP遗传图谱类型,分离自草本豆科植物的菌株主要归属于中慢生根瘤菌属、剑菌属、根瘤菌属、叶瘤杆菌属和土壤杆菌属5个属,分别与华癸中慢生根瘤菌、地中海中慢生根瘤菌、刺槐中慢生根瘤菌、费氏剑菌、草木樨剑菌、木兰根瘤菌、放射根瘤菌、突尼斯叶杆菌和根癌土壤杆菌系统发育关系最近.分离自灌木豆科植物的菌株仅归属于中慢生根瘤菌属,分别与华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌系统发育关系最近.华癸中慢生根瘤菌和地中海中慢生根瘤菌是两类豆科植物的共生菌种,表明在干旱地区,根瘤菌对两种类型豆科植物的选择共生存在差异,这与豆科植物种类有关,还可能与其所处生态环境有关.     

黄河分洪对乌兰布和沙漠局地种子库特征影响

乌兰布和沙漠东北缘固定-半固定-流动沙地被黄河分洪区划分为:消落带水淹区段和未淹区段以及原生植被(对照)样带,通过萌发法对3个区段实地采样的土壤种子库物种组成、数量和分布特征进行分析,以探讨黄河分洪区消落带内土壤种子库对地上植被形成的保障能力和未来植物群落结构演替趋势,为黄河分洪区地表植被的恢复与重建提供理论依据。结果表明:(1)3个区段土壤种子库储量存在显著差异,种子库密度未淹区段(733粒·m~(-2))对照样带(609粒·m~(-2))水淹区段(176粒·m~(-2))。(2)随着土层深度的增加,土壤种子库密度呈现下降趋势;随着水淹干扰强度、水淹时间和水淹频率的增加,表层0～5cm土壤种子库密度呈减小的趋势。(3)水淹区段土壤种子库物种分属4科10属10种,未淹区段分属5科14属14种,对照样带分属5科15属15种;其中藜科、禾本科为优势科,且3个区段土壤种子库均以一年生、多年生草本植物为主,表明种子库对地表植物群落的灌木层片的繁衍、更新和演替的贡献率很小。(4)与对照样带相比,水淹区段土壤种子库的Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均显著降低,但未淹区段表现出了升高的趋势,且水淹区段和未淹区段相似性指数最大。     

三峡库区消落带野生狗牙根对水淹适生性的转录组分析

为探究狗牙根对水淹环境的适生性机制,取长势一致的狗牙根分为未水淹对照组(A1)和30 cm沉水处理组(A2),A2水淹15 d后两组同时采样,提取样本总RNA作转录组测序。A1和A2测序数据经de novo组装分别获得128031和83363条高质量Unigene;A1和A2对比发现28844条差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),其中11858条DEGs上调表达,16986条DEGs下调表达;功能注释显示,这些DEGs主要集中在转录、翻译、碳水化合物代谢和环境适应等途径;信号通路富集显示,包括植物对病原体的防御、物质代谢、光合作用、形态发育和抗氧化等过程的103个信号通路与狗牙根对水淹生境的适生性有关;随机挑选4个DEGs作qRT-PCR分析,荧光定量结果与测序数据基本一致,说明基于转录组分析DEGs的表达情况较为可靠。该工作或可为进一步挖掘与狗牙根水淹适生性相关的调控基因和功能基因提供基础。     

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。     

三峡库区岸坡消落带草地、弃耕地和耕地土壤微生物及酶活性特征

为研究不同用地方式对三峡库区消落带土壤性质的影响,选取三峡库区重庆忠县汝溪河流域典型消落带为研究区域,研究不同用地类型(草地、弃耕地、耕地)、不同土层间(0—10 cm、10—20 cm)土壤微生物、土壤酶活性和土壤化学性质的各自特征及其相互关系,旨在为该地区消落带生态恢复实践提供理论依据。研究发现:除蛋白酶活性、全磷含量、碱解氮含量外,不同用地类型对土壤各生化特性均产生了显著影响;与之不同,土层仅对细菌数量、放线菌数量、真菌数量、蔗糖酶活性、脲酶活性以及土壤有机质含量产生显著影响,但对其他生化性质影响不显著;用地类型与土层两者的交互作用仅对蔗糖酶活性影响显著。同时,弃耕地土壤的细菌数量在3种用地类型中最高;真菌、放线菌数量在草地中最高,耕地次之,弃耕地最低。弃耕地中的过氧化氢酶、蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性与其他两种用地类型相比较高,而耕地中磷酸酶活性则显著高于弃耕地和草地土壤。草地土壤全氮、有效磷以及速效钾含量均显著低于耕地,而草地0—20 cm土层的有机质含量却显著高于弃耕地和耕地;3种用地类型的全磷、全钾、碱解氮含量差异均不显著,弃耕地的pH值显著高于另外两种用地类型。另一方面,三峡库区消落带土壤的各生化指标间存在一定的相关性。pH值和微生物数量及酶活性间的关系最为密切,土壤真菌和放线菌数量与土壤有机质含量呈极显著正相关。研究结果表明,与弃耕地和耕地相比,草地在稳定消落带土壤环境、固持土壤营养元素、提高土壤肥力方面作用更为显著;相对而言,耕地的土壤微生态环境较差,故在消落带实施退耕还草、恢复草本植被等具有重要意义。     

松嫩草地水淹干扰后的土壤种子库特征及其与植被关系

研究了松嫩平原羊草草地不同强度水淹干扰对土壤种子库种类组成、物种多样性及其与植被物种组成的相似性关系等的影响。结果表明：（1）随着水淹强度的加重或水淹持续时间的延长,相应地段的土壤种子库物种数目和种子存量都呈减小趋势;（2）土壤种子库的种类成分在干扰样带和对照样带间差异明显,而受水淹干扰的样带之间种子库的种类组成差异不大,表明洪水漂移行使了繁殖体传播和散布的功能;（3）随水淹干扰强度增加,种子库物种多样性指数减小;（4）种子库与地上植被物种组成相似性普遍较低,其原因是主要靠营养繁殖以更新种群的多年生根茎植物经常在植被中出现而不在种子库中出现;（5）种子库与地上植被物种组成相似性随水淹干扰强度增加而下降,表明了水淹干扰对种子库与地上植被物种组成相似性有一定程度的影响。     

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...     

三峡库区175 m蓄水对小江回水区主要经济鱼类能量来源的影响

2010年三峡大坝首次成功蓄水到175 m.为了探讨175 m蓄水对库区支流鱼类食物网能量来源的影响,采用稳定性同位素方法并结合多源线性混合模型(IsoSource模型)对小江回水区鲫、鲤、蒙古鲌、鲇、大鳍鳠、瓦氏黄颡鱼、光泽黄颡鱼等7种主要经济鱼类能量来源进行了分析.结果表明:蓄水前(2010年7月),微型藻类是7种主要经济鱼类能量的主要来源;蓄水后(2010年12月),微型藻类对7种主要经济鱼类能量来源的贡献比例略有下降,而陆生C4植物的相对贡献比例明显增加,特别是对杂食性鲫和肉食性鲇的贡献率分别达到了38％ ～54％和32％ ～ 50％.蓄水后,鲫和鲇至少有30％的能量来自陆生C4植物.说明三峡大坝的蓄水过程增加了外源性C4植物对鱼类能量的贡献比例.     

三峡库区（重庆段）土壤侵蚀敏感性评价及其空间分异特征

三峡库区(重庆段)具有重要的生态地理位置.土壤侵蚀是这一地区最为严重的生态环境问题.以通用水土流失方程为基础,运用GIS技术,分别分析了土壤可蚀性、降水、地形、植被覆盖因子对研究区土壤侵蚀敏感性的影响程度,并生成单要素敏感性评价图.在此基础上,基于ArcGIS的空间叠加分析,完成单要素的叠加运算,实现研究区土壤侵蚀敏感性的综合评价.探讨了三峡库区(重庆段)这一特殊生态地理区域土壤侵蚀敏感性的高低分布规律及其在不同主导因子作用下的土壤侵蚀的空间分异特征.结果表明:研究区土壤侵蚀敏感性以高度敏感、中度敏感和极敏感为主,轻度敏感和不敏感比例相对较小.空间分布具有水平地域特征,东北部最为敏感、西部最不敏感.研究区土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性分布总体上是一致的,表明降雨、地形起伏、土壤可蚀性以及自然植被状况等自然因素是土壤侵蚀发生、发展的潜在条件,而人类活动是土壤侵蚀发生、发展或减弱的主导因素.植被覆盖受人类活动影响最大.因此,转变不合理的土地利用方式,加强植被的保育和植被生态系统的重建是防治土壤侵蚀的关键环节.     

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。