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。     

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。     

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。     

三峡水库消落区植物群落结构及其季节性变化规律

为揭示三峡水库消落区出露期间植物群落结构特征的季节性变化规律，于2017年4、6和98月，设置了15个调查样地，并根据高程将消落区分为145~155 m、156~165 m和166~175 m等3个区域，并设置未水淹区域（高程176~-185 m）为对照。结果表明，消落区出露时间显著影响着植物群落的组成，随着出露时间的延长，消落区植物群落优势种及其优势度变化规律因植物的生活型不同呈现出相反的变化规律。从4月至8月，优势植物狗牙根、牛鞭草、喜旱莲子草等多年生草本植物优势度下降，鬼针草、苍耳、醴肠、水蓼、野胡萝卜、狗尾草等一年生草本植物优势度增加。而未水淹区植物优势种及其优势度变化规律不会因生活型不同而表现出不同的规律，不同地点的植物群落优势种差异较大，相对来说艾蒿较为优势，其次为小飞蓬。高程也是影响植物群落特征的主要因子，消落区植物群落Shannon-Wiener指数、Margalef指数、Simpson指数、植物高度均值显著低于未水淹区域，随着高程的增加，Shannon-Wiener指数、Margalef指数、Simpson指数生物多样性指数及、植物高度均值呈增加趋势。三峡水库消落区之所以呈现出目前的植物群落分布特征，植物内在的适应机制包括植物本身的冬季耐水淹能力、夏季抗旱能力、抗病虫害能力以及植物的及其繁殖对策、种源扩散对策等是主因，而外界环境条件，包括消落区土层厚度、地形坡度、土壤基质氮磷等营养盐，以及受水淹持续时间、水淹深度、高程、消落区出露时间等是其主要驱动因子。     

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。     

三峡库区万州段消落带植被及土壤理化特征分析

水文节律是河岸带植物群落演替的主要驱动因子,受水文节律影响的土壤理化特性也有可能逐渐改变周边植被,为了探究周期性淹没对三峡水库消落带植物群落及其生境状况的影响,2015年8-9月,以三峡水库腹地万州段消落带为研究区域,调查分析了8个样地、24个样带、96个样方的消落带植被及土壤理化特征。结果表明,在三峡库区万州段消落带共调查到维管植物22科、47属、51种,其中禾本科、菊科、蓼科和莎草科的种类数较多;植物群落组成以草本植物为主,一年生和多年生草本植物分别占58.8%和27.5%。高程不同,群落优势种有差异,145~155 m及156~165 m区域优势度较高的物种相近,为狗牙根(Cynodon dactylon)、光头稗(Echinochloa crusgalli var.mitis)和醴肠(Eclipta prostrata);高程166~175 m区域优势度较高的物种为鬼针草(Bidens pilosa)和狗尾草(Setaria viridis)和狗牙根;高程156~166 m区域植物鲜重均值最高,为(2199.1±863.9)g/m2;高程166~175 m区域Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数的均值最高,分别为(2.00±0.30)和(0.85±0.06)。随着坡度等级增加,植物鲜重和盖度呈递减趋势,物种数在坡度6~15°区域最高。长江左岸消落带植物鲜重、高度、Shannon-Wiener和Pielou指数高于右岸。消落带土壤理化性质具有较高的空间异质性,土壤容重、p H、有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷均值分别为(1.34±0.09)g/cm3、(7.60±0.47)、(6.02±2.94)g/kg、(1.21±0.16)g/kg、(53.42±9.67)mg/kg、(0.42±0.14)g/kg、(6.55±2.82)mg/kg,其中有机质的变异系数最大,其次为有效磷和全磷。左岸消落带土壤p H、有机质、全氮和有效氮含量均值低于右岸,但左岸土壤全磷和有效磷含量高于右岸。淹没时间和土壤有效磷含量对消落带植物重要值影响较大。     

三峡水库小江流域消落区的植物多样性研究

为了解三峡水库运行初期消落区的植被状况,2009年5月、7月和9月对小江流域消落区高程150、160和170m处植物的种类组成、生物量和多样性等特征进行了调查与分析。结果表明,小江流域消落区维管束植物共有140种,隶属于38科113属,以草本植物或旱生植物为主。群落优势种主要有香附、苍耳、小白酒草、狗牙根等18种。生物量均值999.9g/m2,变幅140.7～2055.6g/m2;烘干重均值310.7g/m2,变幅为26.5～932.6g/m2。植物多样性Margalef指数、Shannon-Wiener     

三峡水库小江流域消落区植物多样性研究

为了解三峡水库运行初期消落区的植被状况,2009年5月、7月和9月对小江流域消落区高程150、160和170m处植物的种类组成、生物量和多样性等特征进行了调查与分析。结果表明,小江流域消落区维管束植物共有140种,隶属于38科113属,以草本植物或旱生植物为主。群落优势种主要有香附、苍耳、小白酒草、狗牙根等18种。生物量均值999.9g/m2,变幅140.7～2055.6g/m2;烘干重均值310.7g/m2,变幅为26.5～932.6g/m2。植物多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数等均在5月最小,7月最大,9月略下降,在高程150m处最小,160m处最大,170m处次之。并对小江流域消落区植物的演替趋势、生态恢复、影响因素和利用前景进行了初步探讨。     

考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度研究

针对如何表征枯水期季节性特征、优化分期消落水位来指导水库群消落调度的科学问题，该研究提出了考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度模型。以金沙江中下游6座水库与三峡水库为研究对象，综合运用多种数理统计方法划分了流域枯水期；采用逐月滑动计算法推求了梯级水库分期消落水位；以生态和发电效益最大为目标函数，利用NSGA-Ⅱ算法求解了调度模型，得到了不同来水情景下梯级水库枯水期消落调度方案。研究结果表明：不同来水情景下，相较于常规调度方案，选定的优化调度方案可增加梯级水库发电量30.20~52.27亿kW·h（2.3%~5.0%）和供水量83.15~87.14亿m3（5.8%~7.4%），并提高河道生态流量保证率2.6%~22.9%。研究成果为协调梯级水库生态和发电调度提供了技术支撑。     

水位变化驱导的泛滥平原典型生境鱼类beta多样性动态

泛滥平原生态系统由流水和静水两类典型生境组成,鱼类群落在不同水文周期和水位波动驱导下经历剧烈的beta多样性变动。为解析此生态系统过程,分别度量了周期性水位变化下泛滥平原流水和静水生境鱼类的总beta多样性（TBI）、beta增加（Dgain）和beta丧失（Dloss）的时间变化,可为流域鱼类资源保护提供理论支撑;通过进一步计算各物种对beta多样性格局的贡献（SCBD）,甄别出流水和静水生境中响应水位变化的关键鱼类。结果表明,随水位下降,静水和流水生境鱼类群落总beta多样性的时间变化主要受物种丧失过程的影响,且流水生境的Dloss显著高于Dgain（P<0.05）,反映了随洪泛退散流水生境中鱼类群落资源的急剧减退。随着水位下降,驱导beta多样性变动的关键物种如黄颡鱼（Tachysurus fulvidraco）、长须拟鲿（Tachysurus longibarbus）、光唇蛇鮈（Saurogobio gymnocheilus）等河流型鱼类的SCBD在流水和静水生境均表现出降低的趋势;而翘嘴鲌（Culter alburnus）、团头鲂（Megalobrama amblycephala）、花?（Hemibarbus maculatus）、鱵（Hyporhamphus intermedius）和鲫（Carassius auratus）等湖泊广布型物种的SCBD随水位的降低均明显升高。静水和流水生境中的物种SCBD指数变化（ΔSCBD）与多度变化呈显著正相关（P<0.001）,表明水位变化导致的群落结构差异以及各物种资源量变动均为造成鱼类群落beta多样性格局变迁的影响因素。     

天鹅洲湿地退化区土壤种子库与地面植被的关系初探

2015年1-7月在湖北石首天鹅洲麋鹿国家级自然保护区湿地退化区内选取30个样点，研究土壤种子库特征，并比较种子库与地表植被在物种组成上的差异。采用幼苗萌发法确定种子库物种组成和种子数量，通过样方法进行地面植被调查。结果显示，种子库萌发次序依次为禾本科（Gramineae）、苍耳（Xanthium sibiricum）和葎草（Humulus scandens）；在生长速率方面，葎草（0.4-1.2 cm/d）> 苍耳（0.2-1.0 cm/d）> 禾本科（0.1-0.4 cm/d）。退化区内种子库物种由18科、33属、34种组成，平均种子密度为6 153粒/m2，生活型以一年生草本植物为主（23种）；地面植被由21科、32属、32种组成，以多年生草本植物为主（21种）。种子库与地面植被兼有物种数为20种，物种相似性较高（Jaccard相似性系数和S?renson相似性系数分别为0.435和0.606），但地面植被的物种多样性和均匀度均高于种子库（Shannon-Wiener多样性指数2.488>1.886，Simpson多样性指数0.889>0.672，Pielou均匀度指数0.783>0.539）；种子库优势种为狗尾巴草(Setaria viridis)和早熟禾(Poa annua)，地面植被优势种为乌蔹莓(Cayratia japonica)、鸡矢藤(Paederia scandens)、接骨草(Sambucus javanica)。研究结果初步揭示了天鹅洲湿地退化区土壤种子库与地面植被的关系，可为退化湿地生态恢复提供理论指导和科学依据。     

三峡水库小江流域消落区土壤的理化性状

2009年5月、7月和9月对小江流域上游至下游消落区的5个断面的土壤理化性状进行监测。结果表明,土壤容重、孔隙度、pH、有机质、全氮和全磷的总体平均值分别为1.47g/cm3、45%、7.33、16.42g/kg、0.79g/kg和0.59g/kg,变化范围分别为1.15～1.68g/cm3、37.0%～61.0%、4.04～8.72、6.64～35.69g/kg、0.40～1.42g/kg和0.36～0.94g/kg。高程150m处的土壤容重均值在7月下降、9月增加,160m处的土壤容重均值在7月增加较多,9月变化不大;不同高程处的孔隙度均值变化与土壤容重变化呈相反的变化趋势;高程160m处土壤有机质在7月有所下降,9月变化不大;各高程土壤全氮和全磷总体呈7月升高、9月下降趋势。并对消落区土壤理化性状变化的影响因素进行了初步分析。     

新津河网系统河岸带植物种类组成与多样性研究

河岸带水-陆生态系统具有较高的生物多样性,是区域生物多样性保护和恢复的重要节点,选择成都市近郊的新津县为代表区域,沿其境内的西河、南河、羊马河、杨柳河、金马河及岷江河岸带设置15个样地,对其境内主要河网河岸带系统的植物组成、区系特点、群落类型及多样性特征进行调查分析。结果表明,新津县河岸带维管束植物共有64科、159属、212种,受生境异质性及人类活动干扰的影响,河岸带之间植物群落丰度及物种组成差异较大,尤其仅出现在某一条河流河岸带的物种达75种;从系统整体性看,由不同河流组成的河网河岸带系统能够支持更高的物种丰度,且湿生植物比例更大,对维持区域生物多样性更有价值;河岸带系统的植物区系成分复杂,以热带、温带及世界广布性成分为主,表明区域河网河岸带生境条件的复杂性;基于TWINSPAN分析将区域河岸带网植物群落分为12个优势类型,其中金马河段和羊马河群落类型有7~8个,西河、南河和杨柳河有3~4个,受人类活动干扰最强的岷江干流仅1个;金马河、西河河段植物的物种多样性指数较高,南河和羊马河次之,杨柳河和岷江段较低。不同河流之间群落相似性较低,对维持河网系统物种多样性具有重要意义。     

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。     

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。