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。     

基于文献计量法的三峡库区消落带研究现状及热点分析

分析三峡库区消落带研究的历程、现状和热点,为三峡库区消落带的进一步研究与保护实践提供参考。利用文献计量学相关定律和文献可视化分析软件CiteSpace,对中国知网2000-2019年发表的749篇三峡库区消落带研究论文从文献数量年增长、发文期刊分布、发文机构与地区分布、研究主题等进行文献计量与内容分析。结果表明,国内三峡库区消落带的研究经历了萌芽阶段、累积阶段和快速发展阶段,并呈现良好的发展态势;三峡库区消落带的研究受到广泛关注,逐渐形成了一些核心区期刊、高产研究机构和地区研究中心;消落带土壤、消落带植被、消落带生态环境问题、消落带生态修复等主题是该领域的研究热点。在总结前人研究基础上,指出了现有研究存在的不足,提出了今后三峡库区消落带研究重点的建议。     

水淹-出露对消落带土壤氮形态的影响

研究水淹持续时间、水淹深度对消落带土壤有机氮和无机氮形态及其含量的影响,为准确预测消落带土壤氮形态及其含量的演变趋势提供支撑。在重庆市开州区渠口镇三峡水库消落带,通过原位浮台装置,将盛有消落带土壤的试验组塑料盆悬挂于水深2、5和15 m处,水淹60、180 d,出露180 d,再次水淹180d;对照组塑料盆置于原位浮台上。结果表明:水淹处理的土壤pH高于对照组,土壤氮形态及含量也发生了显著变化;水淹环境会导致消落带土壤不同形态氮之间发生相互转化,对照组土壤全氮、酸解全氮和氨基糖态氮含量均值分别为(1 188.11±83.46)、(702.79±154.81)、(170.78±70.86) mg/kg,水淹处理的土壤全氮含量(1 287.25±15.93) mg/kg、酸解全氮含量(872.04±20.73) mg/kg,氨基糖态氮含量均值(148.13±18.99) mg/kg;随着水淹深度的增加,土壤全氮、酸解全氮含量呈增加趋势,氨基糖态氮、铵态氮和硝态氮含量呈下降趋势;水淹-出露-再水淹会导致消落带土壤碳、氮等营养元素的流失,再次水淹180 d,消落带土壤全碳、全氮、酸解氨态氮、氨基糖态氮、硝态氮含量低于对照组;消落带土壤氮的形态相互转化过程受土壤酶活性及水淹环境(光照和水温等)的影响,土壤脲酶与全氮、氨基酸态氮、酸解氨态氮、硝态氮显著正相关,与非酸解氮显著负相关。硝酸还原酶与全氮、酸解全氮显著负相关;亚硝酸还原酶活性与酸解全氮、氨基酸氮和酸解氨态氮显著正相关,羟胺还原酶活性与硝态氮显著正相关。     

三峡库区小流域土地利用结构对土壤养分流失及水质影响

三峡水库生态屏障区土地利用类型及其结构快速变化,直接影响入库的土壤侵蚀、径流及土壤养分流失输出;研究土地利用结构对地表径流养分输出及地表水质影响,可为控制地表水质和水体富营养化提供基础数据。选取三峡库区低山丘陵区的秭归县兰陵溪小流域集水区,代表以林地(S1)、林地+园地(S2)、园地(S5)为主的典型土地利用结构,自动采集水样,常规监测及典型降雨径流过程连续监测,探究地表径流土壤养分氮磷浓度的动态变化过程。结果显示,雨季集水区间径流的氮素浓度存在较大差异,S5的氮磷输出浓度都显著高于S1和S2(P<0.05);集水区间径流的氮磷浓度变幅差异显著(P<0.05),氮磷输出浓度表现为S1相似文献   

三峡水库小江流域消落区土壤重金属的时空分布

2009年5月、7月和9月对小江流域消落区5个断面土壤重金属的监测结果表明,Cu、Zn、Pb、Cd、Fe和Mn浓度均值分别为28.41、90.54、16.94、1.46、5.053×104和554.04mg/kg。随海拔高程升高,各重金属浓度均值在高程160m处最小、170m处增加;流域沿程在养鹿段减少,高阳和黄石段增加,在双江段又减少;随时间变化,7月增加、9月减少。Zn和Cu、Fe呈极显著正相关性,Pb和Cd、Fe,Cu和Fe、Pb呈较显著正相关性;pH和Mn呈正相关,与其他5种重金属呈负相关,与Fe的相关性显著,与其他重金属的相关性不显著。Cu、Zn、Pb、Cd和Mn地质累积指数分别为1.40、0.86、0.62、10.03和1.07。按照Mull污染分类等级判别,Zn和Pb无污染,Cu和Mn为中度污染,Cd为重度污染。     

三峡水库小江流域消落区土壤重金属的时空分布

2009年5月、7月和9月对小江流域消落区5个断面土壤重金属的监测结果表明,Cu、Zn、Pb、Cd、Fe和Mn浓度均值分别为28.41、90.54、16.94、1.46、5.053×104和554.04mg/kg。随海拔高程升高,各重金属浓度均值在高程160m处最小、170m处增加;流域沿程在养鹿段减少,高阳和黄石段增加,在双江段又减少;随时间变化,7月增加、9月减少。Zn和Cu、Fe呈极显著正相关性,Pb和Cd、Fe,Cu和Fe、Pb呈较显著正相关性;pH和Mn呈正相关,与其他5种重金属呈负相关,与Fe     

南亚热带水库消落带土壤主要金属元素流失及其对沉积物磷释放的影响

磷从陆地向水体迁移以及沉积物内源磷的释放是水体富营养化的主要过程。南亚热带地区土壤富含铁,铁结合态磷是该地区土壤和沉积物中磷的重要组成部分,铁与磷的相互关系可能在该地区水体富营养化中扮演关键角色。本文比较了中国南亚热带地区31座大型水库消落带裸露土壤、表层沉积物和水体中的磷和主要金属元素(Al、Ca、Fe和Mn)含量或浓度。结果显示：沉积物与消落带土壤中各元素含量的比值依次为Mn>P>Fe>1>Al>Ca,与土壤铁和锰高的流失率相比,铝和钙基本无流失作用,铁和锰从流域土壤向水体和沉积物迁移可能是华南地区水体铁锰超标的重要原因。水库消落带土壤和表层沉积物总磷与铁含量显著正相关(p<0.05),且沉积物铁结合态磷含量占总磷的百分比显著高于土壤(p<0.05)。表明磷主要与流域土壤中的铁结合并共同迁移、沉降,最终汇入沉积物中。当Fe：P>70时,水体磷浓度基本低于20μg/L,水库处于中营养状态,表明表层沉积物中的铁能吸附水体磷并抑制磷释放,此时沉积物是磷的“汇”。当Fe：P<70,总磷含量与铁含量之间无显著相关性,水体磷浓度与沉积物铁磷比显著负相关( p<0.05),表明这些水库沉积物中铁对磷的吸附可能已开始饱和。暗示沉积物铁磷质量比为70可能是南亚热带水库沉积物开始由磷汇向磷源转化的关键阈值。     

水淹胁迫对消落带竹柳(Salix hybrid)幼苗的形态结构和生理生化特征的影响

探究水淹胁迫对竹柳的形态、生理指标及解剖结构的影响,为三峡库区消落带植被修复提供参考数据。选择长势一致的当年生竹柳扦插苗进行水淹处理,进行半淹组(SsG,水淹没植株根茎,在第一片叶以下)、全淹组( SG,水分淹没植株最顶端叶片)和对照组(CK,不水淹)处理,210天后,测定其生长指标、生理指标,并做根系切片观察解剖结构。结果表明,水淹后SsG组茎高显著高于另外2个组,茎上有很多凸起而肥大的皮孔,在茎基部形成了大量的气生根,根系数显著高于CK组,叶片呈狭长的线状,叶长宽比显著增加,SG组茎高、根系数均显著减少,叶片变小卷曲,增厚变脆微透明,颜色发红,由披针形变成椭圆形,叶长宽比显著降低；水淹后SsG组叶绿素含量与对照相比都呈上升趋势,SG组呈下降趋势,两种水淹处理叶绿素a/b的值都显著上升；水淹后SsG组叶和根中可溶性糖、叶中可溶性蛋白含量、根和叶中脯氨酸(Pro)含量与CK都无显著差异,只有根系中的可溶性蛋白显著低于CK,SG条件下可溶性蛋白和可溶性糖含量不管是叶还是根中都显著降低,而Pro含量显著上升；水淹后SsG组根系表皮层稍不完整,部分瓦解,皮层细胞间隙扩大,通气组织形成,SG组根系组织细胞受到明显损害,周皮及皮层细胞大部分解离,木质部细胞排列相对松散、细胞变大,髓射线不明显。说明SsG在一定程度上促进了植物地茎的生长,而SG具有显著的抑制作用,建议将竹柳配置在消落带高程的上半部分区域,能较好地能适应库区消落带的周期水淹。     

三峡消落区鱼卵、仔稚鱼种类的鉴定及分布

三峡库区水位从每年3月的175 m逐步降低至6月的145 m,水位下降时间与库区部分鱼类产卵同步,对鱼类早期资源造成了严重的影响。本研究以距离大坝150 km至330 km范围的消落区为研究区域,通过普查方法收集暴露于水面或残留于浅滩的鱼卵和仔稚鱼,利用DNA条形码技术鉴定其种类,初步分析其鱼类组成和分布。通过对收集的样本进行mt CO I序列比对分析,可将其分为14种序列类型,其中10种类型鉴定到种的水平。鲤(Cyprinus carpio)和鲫(Carassius auratus)占测序样本比例最大,分别为50.0%、24.6%,且分布范围最广。在研究区域内,干流上游样品数量和种类均比下游多,另外,在支流磨刀溪采集了733粒鱼卵和108尾仔稚鱼、鉴定到9种鱼类,是本次研究中样品和种类最多的区域,表明磨刀溪受三峡库区消落影响最严重,间接暗示了该支流鱼类资源丰富,应给予重点保护。本研究旨在为全面评估三峡库区消落对鱼类早期资源的影响奠定基础。     

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。     

三峡水库近坝段消落区土壤重金属分布特征及污染评价

为探究三峡水库近坝段消落区土壤重金属分布特征,保障区域水生态安全,分别在兰陵溪、郭家坝和龙潭坪消落区的160 m以下、160～170 m和170 m以上3个高程区间内采集土壤样品进行重金属含量分析,并利用单项污染指数法、综合污染指数法和潜在生态风险指数法评估该地区重金属污染程度和潜在危害。结果表明,重金属平均含量均在安全阈值以内,不同地区重金属分布存在空间异质性,除Cd、Ni外,As、Cr、Cu、Pb和Zn在龙潭坪地区处于最低水平,分别为13.97、25.37、209.36、133.36和78.03 mg/kg;不同高程的重金属分布不均匀,并且Cr和Ni两者间,As、Pb和Cd三者间均存在相关关系。单项污染指数法表明,尽管部分研究区Cu、Ni、Zn元素的计算值出现波动,但各地区和各高程区间重金属单项污染指数平均值均低于1。综合污染指数表明,兰陵溪和郭家坝消落区为Ⅱ级尚清洁水平,龙潭坪消落区为Ⅰ级清洁水平;3个高程区间均属于Ⅱ级尚清洁水平。潜在生态风险指数表明,该地区为轻度潜在生态危害,主要生态风险元素为Cd,且兰陵溪>郭家坝>龙潭坪消落区,160～170 m>170 ...     

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。     

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。     

三峡库区小江太湖新银鱼时空分布

三峡水库形成后鱼类群落结构发生了根本性的改变,浮游动物食性的太湖新银鱼（Neosalanx taihuensis）成为了库区优势种。为探究三峡库区太湖新银鱼种群生长规律,2019年1-12月,每月下旬在三峡库区小江6个采样断面使用银鱼捕捞专用拖网进行了调查,应用单位捕捞努力量渔获量（Catch Per Unit Effort, CPUE）测度太湖新银鱼种群的时空分布特征。结果显示,2019年太湖新银鱼在三峡库区小江的时空分布特征明显。时间动态上,太湖新银鱼种群生物量的周年变化为先升后降,3月开始迅速增长,在4月达到最高值（2080.08 kg/km2）,随后逐步下降,7月捕捞旺季过后,生物量明显下降;空间分布上,太湖新银鱼春季繁育的稚幼鱼最先出现在上游的渠口和养鹿断面,之后下移,主要集中在高阳断面（867.16 kg/km2）,其次是黄石和双江断面,而长江断面太湖新银鱼分布最少。研究表明,太湖新银鱼时空分布特征主要由种群繁殖特征及库区水文情势决定,其种群在4月快速增长,与小江5月蓝藻密度急剧上升可能存在关联。建议在种群快速增长前,对三峡库区小江太湖新银鱼的繁殖群体进行捕捞,尤其是在3月的渠口和养鹿断面,可以起到较好的控制效果。     

三峡水库大宁河库湾水环境的时空变化特征

为阐明三峡水库大宁河库湾水平和垂直分布的空间水环境特征及其季节变化规律,2008年对库湾的水环境因子特征进行了周年调查研究.结果显示大宁河库湾水环境因子均受季节气候影响,季节变化是影响库湾水环境因子时空变化的首要因素,各月的水温、电导率、溶解氧、透明度、pH差异极显著(P<0.01),浊度、总氮、总磷差异显著(P<0.05);空间水平分布(库湾纵向)上电导率差异显著(P<0.05),浊度差异极显著(P<0.01),其他差异不显著(P>0.05);空间垂直分布(库湾垂向)上水温、溶解氧、浊度、总磷差异极显著(P<0.01),pH差异显著(P<0.05),电导率、总氮差异不显著(P>0.05).大宁河库湾水位受三峡大坝水利调度的直接影响,枯水期与丰水期反季节变化.水位变化是影响库湾水环境因子变化的另一因素,水位降低使水平分布的电导率差异增大,浊度升高,透明度、总氮、总磷下降.水位升高使水平分布的温度差异减小,pH、溶解氧、透明度升高,浊度下降.水利调度期间加快了水体的交换程度,可以略微改善水质,抑制水华的发生.定期进行水位调整可改善库湾水环境因子.     

三峡水库大宁河库湾水环境的时空变化特征

为阐明三峡水库大宁河库湾水平和垂直分布的空间水环境特征及其季节变化规律,2008年对库湾的水环境因子特征进行了周年调查研究。结果显示大宁河库湾水环境因子均受季节气候影响,季节变化是影响库湾水环境因子时空变化的首要因素,各月的水温、电导率、溶解氧、透明度、pH差异极显著(P<0.01),浊度、总氮、总磷差异显著(P<0.05);空间水平分布(库湾纵向)上电导率差异显著(P<0.05),浊度差异极显著(P<0.01),其他差异不显著(P>0.05);空间垂直分布(库湾垂向)上水温、溶解氧、浊度、总磷差异极显著(P<0.01),pH差异显著(P<0.05),电导率、总氮差异不显著(P>0.05)。大宁河库湾水位受三峡大坝水利调度的直接影响,枯水期与丰水期反季节变化。水位变化是影响库湾水环境因子变化的另一因素,水位降低使水平分布的电导率差异增大,浊度升高,透明度、总氮、总磷下降。水位升高使水平分布的温度差异减小,pH、溶解氧、透明度升高,浊度下降。水利调度期间加快了水体的交换程度,可以略微改善水质,抑制水华的发生。定期进行水位调整可改善库湾水环境因子。