乔木种植位置对岸坡深层锚固作用的影响——以永定河泛区为例

由于植物生态护岸稳定性研究是开展岸坡绿化生态修复的核心,因此本文以永定河泛区中天堂河下游段两岸作为研究区域,探究该区域的不同类型乔木种植位置对岸坡整体锚固作用的影响,旨在确定坡地区域与坡顶区域最佳的乔木种植方案,以解决洪泛区湿陷性粉质粘土岸坡坡脚处易失稳的安全隐患。本研究采用拓扑根系描绘法、最大摩擦锚固力计算法、经验公式模型法以及ABAQUS有限元模拟法,分别对根系的形态、根系的固土性能、根系力学特性以及锚固岸坡整体稳定性进行分析。研究结果表明：（1）由于紫荆根系具有较为发达的须根,因而紫荆具有较强的锚固性能,相较于紫荆,榆叶梅锚固性能相对较差,在同一深度的埋置条件下,二者的锚固性能相差幅度为5%~25%;（2）当坡地区域的紫荆位于坡脚处,且坡顶区域的榆叶梅位于距离坡肩1.8m处的种植位置时,岸坡的安全系数达到2.153,岸坡的抗滑锚固效果可达到最佳。本研究认为坡顶区域与坡地区域的乔木种植位置可对粉质粘土坡体稳定产生双重耦合的影响,当坡地区域植株的种植位置处于坡脚处时,坡顶处任何区域的乔木根际土体均可与之形成有效的土拱效应,以遏制岸坡失稳。     

南水北调北京段大宁水库消落带植被分布特征及多样性

为探究南水北调中线北京段大宁水库消落带植被的分布特征及多样性,2019年6月对水库消落带典型区域(水位高程46～61 m)开展植被调查,并基于重要值、多样性指数和线性拟合统计方法,探讨消落带植被物种的组成、分布特征及生活型。结果显示:(1)研究区内共发现植被19科、37属、45种,以菊科、蓼科、藜科、莎草科、萝藦科和禾本科的种类较多,绝大部分是单属单种植物;出现频率35%以上的植物仅有2种,为灰绿藜(Chenopodium glaucum)和小飞蓬(Conyza canadensis),占植物总数53%的植被出现频率低于5%;(2)聚类分析表明,大宁水库消落带群落可划分为绵毛酸模叶蓼+小飞蓬、芦苇+朝天委陵菜、狗尾草+假还阳参共计3个群落类型,46～50 m、50～55 m、55～61 m水位区段的主要群落分别为绵毛酸模叶蓼+酸模叶蓼、苘麻+艾蒿、狗尾草+葎草+茵陈蒿;(3)消落带植被的平均株高、总盖度及物种多样性指数(丰富度、Shannon-Wiener多样性、Pielou均匀度、Simpson优势度)均表现为随水位梯度升高而增加;(4)按照3级植物生活型的分类方式,将库区消落带植被分为9种生活型,涵盖3种1级生活型(木本、半木本、草本)和6种2级生活型(乔木、灌木、半灌木、一年生草本、多年生草本、水生植物),草本类(89.19%)木本类(5.41%)半木本类(4.05%),说明草本类是消落带植被群落的主要建群种,且一年生草本(58.1%)是主要优势生活型。     

南水北调中线北京段大宁水库消落带植被分布特征及多样性研究

为探究南水北调中线北京段大宁水库消落带植被的分布特征及多样性,2019年6月对水库消落带典型区域（水位高程46~61 m）开展植被调查,并基于重要值、多样性指数和线性拟合统计方法,探讨消落带植被物种的组成、分布特征及生活型。结果显示：（1）研究区内共发现植被19科、37属、45种,以菊科、蓼科、藜科、莎草科、萝藦科和禾本科的种类较多,绝大部分是单属单种植物;出现频率35%以上的植物仅有2种,为灰绿藜（Chenopodium glaucum）和小飞蓬（Conyza canadensis）,占植物总数53%的植被出现频率低于5%;（2）聚类分析表明,大宁水库消落带群落可划分为绵毛酸模叶蓼+小飞蓬、芦苇+朝天委陵菜、狗尾草+假还阳参共3个群落类型,46~50 m、50~55 m、55~61 m水位区段的主要群落分别为绵毛酸模叶蓼+酸模叶蓼、苘麻+艾蒿、狗尾草+葎草+茵陈蒿;（3）消落带植被的平均株高、总盖度及物种多样性指数（丰富度、Shannon-Wiener多样性、Pielou均匀度、Simpson优势度）均表现为随水位梯度升高而增加;（4）按照3级植物生活型的分类方式,将库区消落带植被分为9种生活型,涵盖3种1级生活型（木本、半木本、草本）和6种2级生活型（乔木、灌木、半灌木、一年生草本、多年生草本、水生植物）,草本类（89.19%）>木本类（5.41%）>半木本类（4.05%）,说明草本类是消落带植被群落的主要建群种,且一年生草本（58.1%）是主要优势生活型。本研究对大宁水库消落带植被物种多样性保护、修复与重建具有重要意义。     

再生水补水的北京典型河流滨岸带植被分布特征及多样性研究

为探讨再生水补水河流滨岸带植物分布特征及多样性,2019年7月对永定河和潮白河自然河水和再生水补水滨岸带的典型区域开展植被调查,并基于重要值、多样性指数和聚类分析等统计方法对自然滨岸带植物物种的组成、分布特征、多样性指数及生活型进行深入探讨。结果表明：（1）研究区内共发现34科73属90种植物,其中永定河自然段为19科40属47种、永定河再生水补水段19科34属37种、潮白河自然段为24科43属49种、潮白河再生水补水段为20科36属44种,均以菊科、禾本科和莎草科的物种数较多,并且芦苇和香蒲为再生水补水滨岸带常见植物,芦苇、葎草和狗尾草为自然河滨岸带常见植物;（2）聚类分析表明四组调查区内的群落可划分为9种类型：芦苇+葎草+香蒲群落、葎草+芦苇群落、芦苇+香蒲+三叶鬼针草群落、香蒲+芦苇群落、芦苇+狗尾草群落、香附子+芦苇群落、芦苇+褐穗莎草群落、芦苇+香蒲+香附子群落、芦苇+香蒲群落;（3）再生水补水滨岸带植物物种多样性指数（物种丰富度指数S、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数）均低于自然岸带,但再生水补水滨岸带植物平均株高和总盖度均高于自然岸带,其中永定河和潮白河之间此类参数无显著差别;（4）依照三级植物生活型分类方式将调查区内的植物分成了9种生活型,其中自然滨滨岸带涵盖3种一级生活型（木本、半木本、草本）和5种二级生活型（灌木、半灌木、一年生草本、多年生草本、水生植物）,再生水补水滨岸带涵盖仅1种一级生活型（草本）和3种二级生活型（一年生草本、多年生草本、水生植物）,其中,自然滨岸带植物生活型较再生水补水岸带丰富,但两者均以一年生草本和多年生草本为主要优势生活型。本研究将对再生水补水滨岸带植被恢复与重建、以及物种多样性保护提供一定的数据支持。     

香溪河消落带人工构建与自然恢复植物群落的差异性

三峡工程修建后所形成的大幅度、反季节水位消涨节律使得库区消落带植物群落及其生态功能严重退化,积极开展消落带植物群落的生态恢复有利于改善库区的生态环境。以香溪河消落带为例,通过对人工恢复地和自然恢复地植物群落的野外调查,研究了不同恢复模式下植物群落的物种组成与结构、物种多样性以及群落生物量特征,以客观评价不同模式对植物群落恢复的影响。结果显示:(1)人工与自然恢复模式下的消落带均形成了以1年生和多年生草本为主的植物群落,其中人工恢复样地中共有草本48种、灌木6种,自然恢复样地中有草本42种,无灌乔木分布;(2)人工恢复地植物群落的物种多样性略高于自然恢复地,自然恢复地植物群落的物种多样性随海拔梯度的增加呈先增加、后减少的变化趋势,而人工恢复地因在消落带上引入了灌木物种呈先增加、后减少、再增加的趋势,植物群落组成在不同海拔梯度也呈相应的变化;(3)2种恢复模式下植物群落生物量均随着海拔梯度的增加而逐步增加,但人工恢复地草本植物群落的生物量显著高于自然恢复地,其中总平均生物量高出27.5%,海拔145 m及165 m处的生物量分别高出62.7%和69.4%。实验表明,人工恢复通过引入灌木物种和增播草本植物,在一定程度加快了消落带的恢复进程,增强了植物群落的稳定性。     

黑水河下游岸边带植物群落空间格局与相对水位响应关系

探明河流相对水位与岸边带植物群落分布关系,为黑水河作为支流生境替代河流的后期管理提供理论依据和技术支撑。于2019年12月和2020年7月分别对金沙江一级支流黑水河下游进行植物调查,共设置6个点位108个植物样方,统计分析其植物群落组成、结构以及优势种,结合水文情势分析植物分布和相对水位关系。结果表明,黑水河下游岸边带共有21科45属50种植物,种类组成上以菊科为主,生活型上以多年生草本植物为主,乔木和灌木相对较少。在相对水位0.55~1.25 m分布的岸边带植物主要为一年生草本鬼针草（Bidens?pilosa）和水蓼（Polygonum?hydropiper）,多年生草本芦苇（Phragmites?australis）、白茅（Imperata?cylindrica）和灌木蓖麻（Ricinus?communis）多分布在相对水位1.25~1.80 m的位置,多年生乔木银合欢（Leucaena?leucocephala）则占据相对水位1.80 m以上的生存空间。新生裸露岸边带在水位变化作用下,先锋入侵物种鬼针草被禾本科白茅和芦苇取代,灌木类杭子梢属成为灌木优势物种,合欢属成为乔木类优势物种,分布呈阶梯式,沿河床至高地依次为裸露滩地、草本和灌木优势种以及乔木优势种。本研究为河流岸边带生态系统管理和修复提供了理论依据。     

香根草根系与土壤接触特性及抗拔模型研究

为了探索草本根系与土壤的接触特性,并分析其单根抗拔模型,通过控制根系直径、埋置深度和土壤含水率在不同梯度下,采用施加拔出荷载的方式对香根草(Vetiveria zizanioides)进行单根抗拔实验。结果表明,香根草根系单根抗拔力随根系直径的增大而增大,粘滞强度随根系直径的增大而减小,两者均与根系直径呈幂函数关系;抗拔力随根系埋置深度的增加而增加,粘滞强度随根系埋置深度的增加而减小,两者与根系直径也均呈幂函数关系,但埋置深度的增加对抗拔力和粘滞强度的变化影响较小;根系单根抗拔力和粘滞强度,随土壤含水率的增加呈先增大、后减小的趋势,其中在最佳含水率时,单根抗拔力和粘滞强度均达到最大;通过对粘滞强度与根系直径关系拟合,得出幂函数(R2=0.898)拟合曲线比线性函数(R2=0.854)更优;抗拉力、粘滞强度与埋置深度拟合,随着埋置深度的增加,得出拟合函数分别为Y1=0.937H0.578,Y2=34.59H-0.470;香根草根系的抗拔力整体上随着土壤含水率的增加,呈先增大、后减小的趋势。在土壤含水率小于14%时,抗拔力增长幅度大;土壤含水率达到14%,抗拔力最大;含水率为17%~23%时,根系抗拔力下降幅度小,基本趋于稳定;含水率大于23%时,抗拔力迅速下降;在香根草根系单根抗拔力随埋置深度的拟合曲线中,得到该控制条件下根系临界长度公式:Lcr=582.67D1.7388,在土壤含水率为14%时,香根草单根根系的临界长度随根系直径的变化规律为幂函数增长。     

长江中下游生态护坡坡面植被分布特征

基于防洪、安全、生态等方面的考虑,长江中下游航道整治工程中大多数采用生态护坡结构,达到了稳定航道兼顾生态保护的目的,但工程运行后期的坡面植被并没有呈现出预想状态。为探究施工后的坡面植被分布特征及其成因,于2019年5月（洪水来临前）和10月（洪水淹没后）开展了2次系统调查,设置9个生态护坡样地,每个样地内按坡面高程划分3个高程区域（护坡下缘、中间高程、护坡上缘）。结果表明,坡面植被多呈斑块化,尤其是生态护坡下缘区域。共调查到维管束植物77种,其中禾本科、菊科、豆科植物种类数较多。植物群落以草本植物为主,一年生草本植物和多年生草本植物种类数相近,分别为35种和32种。不同高程区域,生态护坡植被种类差异明显,生态护坡下缘区域,以双穗雀稗、蒌蒿、水蓼等为主,生态护坡上缘区域以芦苇、狗牙根、牛鞭草等为主。洪水淹没前后植物优势度发生了很大变化。洪水淹没后,低高程区域植被覆盖度下降明显,很多样地优势种尤其是一年生草本植物优势度下降或消失。生态护坡工程是否成功,如何筛选植物和滞留土壤是关键。建议优先选用狗牙根、牛鞭草、双穗雀稗和芦苇等既耐水淹且根系发达的植物。与生态护坡砖型护坡相比,钢丝网格型护坡缝隙复杂、数量多、微生境复杂度更高。     

石羊河尾闾青土湖荒漠植物群落种间关联及生态位研究

基于野外样地调查资料,采用方差比率法、χ_²检验、Pearson相关、Spearson秩相关、联结系数Ochiai和生态位量化方法,探究了荒漠植物群落种间关系,以期为石羊河尾闾干涸湖泊植被恢复与重建提供理论支撑。结果表明：青土湖荒漠植物群落包括24个植物种,其中灌木8种,多年生草本8种,一年生草本8种,草本植物占总物种数的66.67%。不同生活型荒漠植物中重要值最大的分别为白刺(Nitraria tangutorum)、芦苇(Phragmites australis)、猪毛菜(Salsola collina)。方差比率分析表明,青土湖荒漠植物群落种间总体上呈现不显著负联结的关系,群落处于波动演替状态。Ochiai系数0~0.3的种对占总对数的72.83%,种对间的相关性较弱。生态位宽度较大的灌木有白刺(21.728)、梭梭Haloxylon ammodendron(10.321)、黑果枸杞Lycium ruthenicum(5.711);多年生草本有芦苇(12.556)、黄花补血草Limonium aureum(4.874)、荒漠黄耆Astragalus grubovii(4.248);一年生草本猪毛菜(9.340)、盐生草(7.822)、虫实(2.330)。生态位重叠较大的种对有灰绿藜和碟果虫实(0.84)、沙蒿和戈壁驼蹄瓣(0.77)、黄花补血草和画眉草(0.77)、砂蓝刺头和红砂(0.75)。群落物种生态位重叠均值为0.12,种间竞争较小。建议在石羊河下游青土湖人工植物群落构建过程中重视种间关系,选择种间竞争小的灌木和多年生草本植物作为生态恢复的植物种。     

三峡库区消落带适生植物固碳释氧能力研究

固碳释氧是植物的一项重要生态功能,三峡库区消落带分布范围广、面积大,对其适生植物的固碳释氧能力进行研究具有重要的意义。以重庆市三峡库区开州区至万州区消落带13种适生植物为研究对象,通过测定其净光合速率和叶面积指数,分析研究其固碳释氧能力。结果表明,13种适生植物的净光合速率日变化曲线主要呈单峰型或双峰型曲线,单峰型曲线植物有桑(Morus alba)、白芒(Miscanthus sinensis)和辣蓼(Polygonum hydropiper),其他10种植物中山杉(Taxodium‘Zhongshanshan’)、竹柳(Salix sp.)、柑橘(Citrus reticulata)、牡荆(Vitex negundo var.cannabifolia)、地桃花(Urena lobata)、苍耳(Xanthium sibiricum)、芦苇(Phragmites australis)、大狼杷草(Bidens frondosa)、鬼针草(Bidens pilosa)、合萌(Aeschynomene indica)的净光合速率日变化曲线均表现为双峰曲线,单位叶面积日净同化量为90.28～410.20 mmol/(m~2·d),固碳量为3.18～14.44 g/(m~2·d),释氧量为2.31～10.50 g/(m~2·d);单位土地面积日固碳量为6.15～65.47 g/(m~2·d),释氧量为4.48～47.62 g/(m~2·d)。单位叶面积固碳释氧能力聚类分析表明,乔木(3种)、灌木(3种)均分为两级,草本(7种)分为三级;单位土地面积固碳释氧能力分析表明,乔木(3种)、灌木(3种)和草本(7种)均分为两级;日固碳释氧能力较强的乔木为竹柳,灌木有地桃花和牡荆,草本有芦苇、辣蓼、鬼针草。本研究为三峡库区消落带生态修复工程中植被的选择应用提供了理论参考,为消落带修复工程示范区生态效益的评价提供了科学依据。     

扎龙湿地植被覆盖度及其分布结构对水文气象要素的响应

扎龙湿地位于乌裕尔河尾闾，是世界上现存最大的芦苇湿地，也是丹顶鹤等珍稀鸟类重要的繁育场所和栖息地。本次研究基于遥感、气象和水文数据，通过像元二分法反演植被覆盖度，分析扎龙湿地核心区2005-2017年植被覆盖度时空分布特征，探究径流、降水和气温3项水文气象要素对湿地不同等级植被覆盖度的影响，为科学开展湿地生态需水核算和芦苇植被保护提供参考。结果表明，湿地中高植被覆盖和高植被覆盖区域主要分布于乌裕尔河来水和人工补水形成的河道及周围地区，2005-2017年，中高植被覆盖和高植被覆盖区域面积总体呈增长趋势，湿地植被生态质量整体改善。乌裕尔河来水及人工补水量对中高植被覆盖和高植被覆盖区域面积的增长起到显著促进作用，并且存在年际滞后性；温度升高有利于湿地核心区内植被覆盖度整体的提高，但促进作用并不明显；降水与湿地核心区植被覆盖无明显影响作用，乌裕尔河来水及人工补水量是影响扎龙湿地核心区植被覆盖度的主要因素。     

水分对湿地生态系统不同植被类型土壤种子库的影响

探讨退化河流湿地生态系统不同植被类型土壤种子库对水分变化的响应机制，了解植物群落的演替规律和退化驱动力，可为退化湿地的保护和生态恢复提供参考。通过水分控制实验（干旱、湿润和积水），在妫水河流域自然湿地生态系统五种不同植被类型的表层土样上开展土壤种子库的萌发实验。结果表明，不同的植被类型对于水分变化的响应模式明显不同。根据其植被特征可分为三类：（1）对于以中旱生植物为主的林下杂类草群落，随着水分的增加其植物种类和数量明显增多。相比较干旱处理，积水处理组植物种类和数量增加的幅度分别为43.8%和249.5%，其中湿生植物明显增多；多样性指数的分析也表明积水处理组其多样性较干旱处理组更高。（2）对于湿生/水生的欧地笋杂类草、芦苇杂类草和芦苇优势种群落，其表现为湿润处理时单位面积物种数和植物密度最低，而干旱和积水处理皆高于湿润处理；多样性水平则呈现随水分增加而降低的趋势。（3）水生的香蒲优势种群落则呈现和林下杂类草群落相反的结果，随水分增加其植物种类明显下降、多样性水平显著降低，但植物数量随水分的增加而呈增加趋势、最大增幅为137.6%。在植物群落组成和相似度方面，本文涉及的五种植被类型皆有其特定的优势植物及结构组成，并和其他植被类型有较高或较低的相似性，并呈现出对于不同水分条件的适应特异性。本研究表明，水分因子在植物群落的发生和演替中起重要作用，是湿地生态系统植被类群演替的重要外在环境因素。     

An evaluation of tropical brush and vegetation park fisheries

Brush and vegetation parks are common features of many tropical river fisheries. Areas of branches of certain tree and bush species combined with floating vegetation are placed in shallow, sheltered water so as to attract fish. They provide cover and spawning areas for many fish species. They are particularly rich trophically because of the abundance of epiphytic organisms, boring insects and molluscs on the submerged surfaces of the wood and the root systems, and because of the enriched bottom mud caused by decay of the woody material. Yields depend on the amount of woody material used and the age of the park. The economics of their operation can be complex and larger structures rely on a high degree of social organization for their installation and fishing. Fish parks are controversial in many areas, being viewed as an extractive method of fishing, a source of siltation and creator of social inequalities. However, when properly managed very high yields per unit area can be obtained and the structures can change from simple fish attracting devices to a form of aquaculture whereby net production from a river or lake can be increased.     

Brown trout fry move inshore at night: a choice of water depth or velocity?

Abstract –  The instream positions of brown trout fry differ between daylight and darkness. According to field and laboratory observations, recently emerged 0+ brown trout use shallow and slow-flowing areas close to the bank at night and tend to move off-shore during daylight. In laboratory channels, we tested whether the use of habitats close to the river bank could be attributed to a choice of either water depth or velocity. In two complementary experiments, emerging brown trout alevins were given the choice of using shallow-slow or deep-swift habitats (experiment 1), and deep-slow or shallow-swift habitats (experiment 2). At night, a persistent preference for the shallow habitats was displayed, regardless of velocity. It was concluded that swim-up brown trout fry respond to shallowness rather than ambient low water velocity when selecting habitats close to the bank at night. The behavioural significance of this result and implications for river management are discussed.     

环境变化对湿地植物根系的影响研究

湿地生态系统具有独特的水文特征和潜育化土壤环境,湿地植物在生长过程中往往表现出独特的环境适应机制。根系作为植物重要的功能器官,是湿地植物群落与周围环境实现物质循环与能量流动的关键纽带,在发挥植物的生态功能及维持生态平衡中具有重要作用。因此,近年来植物根系生理生态研究越来越受到关注。从湿地植物根系在植物生长及湿地生态系统中的作用出发,综合论述环境因子对湿地植物根系的影响及作用机制,着重评述近年来水分条件、土壤盐分、土壤养分、有毒有害物质以及其他因子对湿地植物根系生理生态特征的影响等方面的研究进展和亟待解决的问题,指出湿地植物根系研究将是湿地生态学的重要研究方向。     

Changes in river fish assemblages associated with vegetated and degraded banks, upstream of and within nutrient-enriched zones

Fish assemblages in two reaches of the Hawkesbury–Nepean River were studied to determine the separate and combined effects of modifications to the riparian vegetation and nutrient enrichment on the composition of fish assemblages. Fish were sampled along vegetated and degraded banks where no vegetation was present, and upstream of and within zones of nutrient enrichment, associated with discharge of treated sewage effluent into the river and run-off from nearby urban areas. Although the species composition differed between river reaches, both the number of fish species and total fish abundance were significantly greater in habitats adjacent to vegetated banks. Five species [ Anguilla reinhardtii Steindachner , Macquaria novemaculeata (Steindachner) , Cyprinus carpio L. , Hypseleotris compressa (Krefft) and Myxus petardi (Castelnau)] were significantly ( P < 0.05) affected by riparian degradation, with mean abundances ranging from 3.3 to 13.0 times larger than adjacent to vegetated banks. Species richness, total abundance and abundance of M. novemaculeata and H. compressa were also higher in zones with low levels of nutrient enrichment. Multivariate analyses showed that while eutrophication has a major effect on fish assemblages in the Hawkesbury–Nepean River, even greater effects may result from clearing of riparian vegetation leading to bank degradation.