水库消落带植物措施设计建议

水库消落带周期性淹没与出露形成的干湿交替区域,是水生和陆生生态系统的过渡地带,对水土涵养、水库水质起着非常重要的作用,因此水库消落带的植物措施设计是水土保持方案设计的重中之重。通过搜集已有的水库消落带植被研究情况,对不同高程、不同水淹时间下消落带适宜生长的植被进行了总结,提出将消落带按边坡分为缓坡区和陡坡区两大类,缓坡区再按出露时间分为上、中、下三个区域,并针对不同边坡、不同区域给出了适宜栽种的植被建议,以期为水保方案中水库消落带的植物措施设计提供参考。     

广西水库消落带植物群落调查

为探讨水库消落带植被重建技术,对广西一些有代表性的水库的消落带植被群落组成、分布以及生态特性等进行了系统调查。调查表明:在水深>15 m的消落带中,未发现有多年生植物;在水深0~15 m的消落带中,多年生的植物主要是草本类,有6科13种,其中有禾本科的硬骨草、扁穗牛鞭草、棒头草及类芦、羊茅等5种,蓼科的头花蓼等3种,苋科的空心莲子草,马鞭草科的过江藤,莎草科的粉被苔草、青绿苔草,以及蕨类的海金沙科的海金沙,其共同特点是耐淹、耐压又相对耐旱。硬骨草、扁穗牛鞭草、类芦及头花蓼各地都有,余则零星分布于各地。     

贵州红枫湖水库消落带类型划分及其生态修复试验

水库消落带是防止水体污染的最后一道生态屏障,恢复或重建消落带植被是水库水质管理的一项重要措施,也是当前水库水体污染控制的研究热点和难点问题之一。消落带类型划分可为消落带分区规划治理提供指导。根据喀斯特山区水库消落带自然结构的质地和坡度,将红枫湖水库消落带分为河口型消落带、库湾滩地消落带、土质缓坡消落带、砾质坡地消落带和岩质岸坡消落带5种类型,对各种类型的消落带特征进行了分析,并提出了红枫湖水库消落带生态恢复的设计原则与工程模式。红枫湖水库消落带生态修复试验表明,恢复与重建后的消落带系统生物多样性增加、生态功能增强。     

水库消落带应算作破坏水土保持设施面积

水库蓄水长时间淹没和浸泡,致使水库消落带的植被几乎全部死亡,坡面土壤流失贻尽,岩石滑塌甚至造成山体不稳,引发滑坡等侵蚀。水库消落带不仅仅应算做水库建设的扰动面积,而且应算做破坏水土保持设施的面积,尤其在我国植被生长良好的南方地区。水库消落带破坏水土保持设施面积应该是正常蓄水位以下水库面积与未建水库前水面面积之差,面积大小可以采用面积量算法和简单估算法得到。     

三峡库区消落带植物治理措施

根据三峡库区消落带的水土流失程度及库区水位变化规律,将145～152 m、152～170 m、170～177 m的消落带分别划为消落带下端、消落带中端与消落带上端,并以三峡库区185 m观景平台的上游消落带生态治理试点为例,采取植物与工程相结合的治理模式,通过选取植被覆盖率、物种种类、物种多样性、植物生长基质流失量4类指标,对试验区的生态修复效果状况进行监测分析.结果表明:试验区的植被覆盖率沿消落带梯度方向从上至下在观测期内逐年降低;物种种类因受库水长时间的淹没有所减少,均匀性随高程的不同也呈现较大差异,α多样性指数在监测期内随时间的增长逐年降低;库岸受库水的长期浸泡以及浪涌的高频繁冲刷是消落带植物生长基质流失的关键因素,造成消落带上下两端植物生长基质流失比中端严重的主要原因为行船所产生的涌浪,且其随时间的增长日趋严重.     

水库消落带土壤颗粒组成分形及其空间分异特征

颗粒组成作为土壤的基本物理特性,对土壤结构、力学性质、肥力特征等均有明显影响。降雨径流、波浪和重力等多重营力作用下的消落带土壤侵蚀过程导致表层土壤颗粒发生了重新分布。为了研究水库消落带土壤颗粒组成的空间分异特征,以三峡水库典型消落带为研究对象,在不同海拔位置分别采集了0—10 cm和10—20 cm层的土壤用于测定颗粒组成,并利用分形理论计算出体积分形维数。结果表明:(1)三峡水库消落带土壤颗粒组成以粉粒为主,占总体积的72.6%～86.5%,且随着海拔的增加而升高; 从不同土层深度来看,0—10 cm层黏粒含量明显低于10—20 cm层。(2)消落带不同海拔位置的土壤体积分形维数具有明显异质性,且与海拔呈正相关(R²=0.74),而在不同土层之间具有弱变异性(C_v<2)。(3)体积分形维数与黏粒、粉粒含量均呈显著正相关(p<0.01),与砂粒含量呈显著负相关(p<0.01),且与黏粒的线性相关性最强。综上,消落带土壤颗粒组成在不同海拔存在较大差异(p<0.01),但在土层深度上无显著差异(p>0.01); 150～160 m海拔区间和0—10 cm层土壤具有明显的粗粒化现象。     

水库消落带生态环境问题及防治对策

随着大型水利工程的兴建,水库生态环境正在不断恶化。水位的周期性变化使消落带生态脆弱性增强、水土流失加剧、地质灾难增加、岸边污染加重,并可能诱发流行病疫情,原有消落带生态系统遭到较为严重的破坏。本文在阐述消落带的分类后,通过分析周期性淹水对消落带的影响,探讨了水库蓄水运行后可能产生的生态环境问题,并提出了有效的防治对策,以期建立可持续发展的消落带生态系统。     

4种乔木在三江并流区水库消落带生态修复中的适应性

[目的] 探讨乔木在三江并流区水库消落带的生态适应性，为该区生态修复优势造林树种的筛选提供科学依据。 [方法] 选取中山杉(Taxodium hybrid)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、竹柳(Salix americana)、池杉(Taxodium ascendens)4种苗木在澜沧江黄登水库消落带进行小区造林试验，观测成活率、基本生长情况，并于移栽2 a后观测树冠形态结构，树梢及枝条特征，测取生物量。 [结果] 移栽初期，中山杉、枫杨、池杉3个树种随消落带淹水落干次数增加成活率下降明显。移栽2 a后，4种乔木成活率表现为：竹柳(100%)＞池杉(48.78%)＞枫杨(40.19%)＞中山杉(32.86%)竹柳的生长情况极显著优于其余3个树种。枫杨和中山杉两种植物因出现枯梢、枯枝致使树高和冠幅出现降低现象。竹柳的总生物量及各组成器官的生物量均极显著高于另外3个树种，且其各组成器官占总生物量的比重较为均衡。其余3个树种各器官在总生物量的占比以树干为主。中山杉的叶片及枝条占总生物量的比重均最小。 [结论] 4种乔木在澜沧江黄登水库消落带的适生性依次为：竹柳＞池杉＞枫杨＞中山杉；移栽2 a后，竹柳存活率达100%，是三江并流区水库消落植被恢复的优势树种，可在该区推广应用。     

水库消落带典型草本植物根系对土壤抗冲性能的影响

为明确水库消落带典型草本植物根系对土壤抵抗径流侵蚀性能的影响,以裸地为对照,通过原状土冲刷试验研究了狗牙根、扁穗牛鞭草和苍耳3种草地0—20cm土层的土壤抗冲性能,并探讨了不同草本植物的根系特征及其对土壤抗冲性能的影响。结果表明:(1)3种草本植物根系均集中分布在0—10cm土层,扁穗牛鞭草的根重密度、根长密度、根表面积密度和根体积密度均显著高于狗牙根和苍耳(P<0.05)。(2)冲刷过程中各土样的径流含沙量均是先急剧降低后趋于稳定,放水冲刷0~3min含沙量较高且快速降低,3~6min缓慢降低,6~10min趋于平稳。与对照相比,不同草地在10min冲刷过程中均可有效减少径流含沙量,其中0—10cm土层的径流含沙量大小表现为对照>狗牙根>苍耳>扁穗牛鞭草,10—20cm土层则表现为对照>狗牙根>扁穗牛鞭草>苍耳。(3)冲刷过程中各土样的土壤抗冲指数均为先缓慢增大后迅速增大,抗冲指数在0~3min内较小且缓慢增大,3~6min时逐渐增大,6min后迅速增大。与对照相比,不同草本植物根系均可有效增加土壤抗冲指数,其中各草地0—10cm土层的抗冲指数与对照相比有显著差异,扁穗牛鞭草草地土壤抗冲指数最大,是对照的2.15倍,其次为苍耳、狗牙根草地,分别为对照的1.60,1.43倍;10—20cm土层扁穗牛鞭草和苍耳草地的土壤抗冲指数与对照相比仍具有显著差异,而狗牙根草地则差异不显著。(4)草本植物根系对土壤抗冲性能的增强效应主要发生在0—10cm土层,扁穗牛鞭草根系对土壤抗冲性能的增强效应最大,其次是苍耳,狗牙根最小。土壤抗冲性能的提高与根系分布、形态指标等密切相关,D≤1.5mm径级根系根表面积密度和根体积密度是影响土壤抗冲指数的关键因子。     

我国水库消落带研究概况

随着人们对三峡工程竣工后可能造成的一系列生态环境问题认识的加深,水库消落带逐渐成为我国诸多学科研究的热点。回顾了我国在水库消落带领域的研究成果,总结了在水库消落带生态环境、土地利用、土壤环境和生态重建等方面研究的进展,并分析了其中存在的问题与不足,提出了今后我国水库消落带研究的建议,包括加强水库消落带生态环境形成机理、土地开发利用的健康评价体系、土壤环境元素迁移与吸附一释放特性、适生植物种类选择与生理生化机制、控制农业面源污染和生态重建模式研究等。     

三江并流区水库消落带5种草本根系形态及抗拉特性

为揭示三江并流区水库消落带5种草本植物在浅层土壤中的根系形态及抗拉力学特性,筛选消落带优势固土草本,以澜沧江黄登水库消落带的花叶芦竹(Arundo donax var.versicolor)、风车草(Cyperus alternifolius L.)、美人蕉(Canna indica L.)、菖蒲(Acorus calamus L.)和芦苇(Phragmites communis Trin.)为对象,分析了根系形态,并进行室内单根拉伸试验。结果表明:(1)5种草本根系都发育良好,花叶芦竹和风车草根系的所有形态指标都位居前二,根系较为发达; 5种草本直径大于1 mm的根系长度、表面积和体积在各自总根系中占比最大,且除芦苇外,其余4种草本直径大于2 mm的根系体积占比最大,达到58.53%～92.86%。(2)5种草本根系的平均抗拉力、抗拉强度以花叶芦竹(33.04 N,34.33 MPa)最大,美人蕉(10.26 N,7.54 MPa)最小,根系抗拉力、抗拉强度分别随直径增大呈幂函数增大、减小。(3)5种草本根系平均极限延伸率以菖蒲(24.28%)最大,美人蕉(8.20%)最小; 平均杨氏模量以花叶芦竹(313.44 MPa)最大,菖蒲(70.47 MPa)最小,根系杨氏模量与直径呈幂函数负相关。综上,5种草本都适应了研究区环境,均可作为黄登水库消落带植被重建的候选物种; 直径大于1 mm的根系是5种草本根系的主体,直径大于2 mm的根系整体上对体积贡献最大; 花叶芦竹不仅根系发达,且其抵抗拉伸作用的能力最强,固土能力最强,是黄登水库消落带水土保持的优势草本。研究结果可适当推广到三江并流区和其他水库消落带。     

三峡水库消落区土壤胶体对Cd在土壤中迁移的影响

选取三峡水库消落区典型土壤,即紫色土、黄壤、紫色潮土和灰棕潮土为研究对象,以相应土壤胶体、蒙脱石矿物的10 mg/L Cd(NO3)2淋洗液分别淋洗土柱,研究了水分散态胶体对镉在土柱中迁移的影响.添加上述胶体的镉淋洗液,在紫色土、黄壤、紫色潮土和灰棕潮土土柱中镉迁移量分别是对照的1.18～4.96,1.05～2.37,1.10～4.33,1.03～3.33倍.结果表明胶体能够促进镉离子在土层中的迁移,其迁移能力遵循紫色土胶体≥紫色潮土胶体＞灰棕潮土胶体＞蒙脱石胶体＞黄壤胶体的规律.由此得出,胶体吸附态镉的迁移能力取决于胶体类型和土柱性质.     

干旱年澜沧江小湾水库典型消落带植被制图及其空间分布分析

[目的]调查研究干旱年澜沧江小湾库区消落带植被自然恢复现状,为消落带植被恢复和维护等相关研究提供本底资料和参考.[方法]以2019年消落带典型区域固定样地调查为依托,综合运用无人机遥感、GNSS定位和GIS空间分析,于2020年7月进行干旱年复位调查,绘制研究区消落带植被分布图,定量刻画干旱年研究区消落带植被自然恢复的...     

瀑布沟水库干热河谷消落带土壤氮时空分布特征

以瀑布沟水库消落带土壤为研究对象,以海拔、土地利用与土地覆盖(LULC)、地形与时间为影响因子,对消落带0—40cm土壤进行采样。采样时间分别为2017年4月25日、2017年7月5日和2018年4月25日,从时间上探讨了消落带雨热同期的夏季与1年轮回对土壤全氮与碱解氮含量的影响。结果表明:(1)消落带全氮和碱解氮含量随土层深度的增加而降低。(2)消落带低海拔地区全氮和碱解氮含量高于高海拔地区。(3)消落带全氮和碱解氮含量平均值大小为淤泥>草地>旱地>裸地。(4)消落带全氮和碱解氮含量与地形因子LS值呈反比。(5)夏季采集的土壤样本全氮与碱解氮含量显著低于2次4月采集的样本。从时间和空间上解释瀑布沟消落带土壤全氮与碱解氮含量的分布特征,为瀑布沟消落带的生态环境治理提供科学的数据支撑。     

干湿交替下三峡支流消落带沉积物粒径组成及氮分布特征

以三峡支流澎溪河消落带为研究区域,采集澎溪河消落带上、中、下游3个水文断面,2个水位高程,5个深度的沉积物样品,结合沉积物颗粒分形理论探讨沉积物粒径组成与总氮(TN)、总可转化态氮(TF-N)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)含量和分布特征的关系。结果表明:澎溪河消落带沉积物粒径组成为砂粒(49.75%)粉粒(36.16%)黏粒(14.09%),粒径分布具有分形特征,分形维数(Dm)在2.612~2.781之间,均值为2.727。随消落带水位高程下降、流域断面自上至下、深度由表至底,黏粒、粉粒比例、Dm降低,砂粒比例升高。TN、TF-N、NO_3~--N含量分布与黏粒、粉粒、Dm正相关,与砂粒呈极显著负相关。Dm可作为判断沉积物粒径组成与氮含量关系的潜在指标。沉积物总体质地结构良好,但频繁的干湿交替使澎溪河下游和低水位高程沉积物保水保肥能力下降和砂质化,并通过改变粒径组成影响氮分布。落干期上游和高水位高程沉积物TF-N增加,提高了淹水期氮素进入水体并导致水体富营养化的风险。     

谢家店植物群落恢复中种类组成及物种多样性分析

于2014年采用样方法对地震重灾区谢家店的植被自然恢复情况和生境条件（包括海拔高度、土壤温度、湿度和盐度）进行调查,分析了各样地物种多样性之间的相关性及不同恢复年限植被恢复的效果,通过研究植被的动态恢复效果及其立地条件的影响,把握地震灾区植物的演替规律,以期为当地制定植被恢复的方案提供参考和借鉴。结果表明:（1）已统计到植物46科66属84种,桤木（Alnus cremastogyne）为乔木层优势种（重要值是0.29）,同时也是群落的建群种,群落类型为桤木+灰白毛莓+木贼（A. Cremastogyne+Rubus Tephrodes+Equisetum hyemale）。（2）2014年Shannon-Weiner指数（H’）、Margalef指数（M_a）、Pielou指数（E）和Simpson指数（D）分别为2.06,2.942,0.73,0.189,相比2009年,物种丰富度上升,均匀度下降。（3）在不同生活型中Shannon-Weiner指数、Pielou指数和Margalef指数都是草本层 > 乔木层 > 灌木层;Simpson指数为灌木层 > 草木层 > 乔本层,灌木层物种数量分布不均衡。（4）土壤温度、湿度、盐度影响植物的生长和种类组成,进而影响物种的多样性指数,近几年植物物种和数量（物种的数量）都呈明显增大的趋势,但物种在样地中的分配并不均匀。     

基于文献计量分析的三峡库区消落带土壤 重金属污染特征研究

三峡库区消落带土壤/沉积物中重金属的研究受到日益重视,重金属的归趋对三峡库区的水环境和生态安全有重要意义。通过CNKI和WebofScience数据库检索了2001—2016年三峡消落带土壤/沉积物重金属污染特征研究的文献,并利用文献计量学方法分析文献特性及研究进展。2001—2016年,国内外发表的相关中英文文献分别为69篇、12篇,2011年发文量最多(15篇),此后一直维持在年产量≥5篇的水平,重庆和湖北的高校及研究所是研究主力。刊载论文最多的是环境学方面的期刊(19.75%)。所涉最多的主题是"重金属的污染调查及评价"(51.85%)。Cd的污染程度最大,且易迁移形态平均比例相对较高(38%),是消落带首要的污染控制元素,施肥是农业消落带Cd的主要来源。Pb和Hg的污染程度也较大且易迁移形态的比例均大于22%,交通污染是其主要来源。工业废物的点源排放对消落带重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、As)普遍有较大贡献。消落带内重金属以垂向迁移为主,而植物对Cd、Cu、Zn具有较强的富集能力。淹水导致的pH、Eh、温度、有机质等变化对固液界面重金属的交互作用及形态变化有重要影响。今后,应加强消落带土壤理化性质和水力学性质变化对重金属地球化学行为影响,以及重金属示踪技术应用和泥沙富集重金属二次释放行为的研究。     

三峡库区消落带土壤化学性质变化

为研究三峡库区消落带水淹和未水淹区域土壤化学性质的差异,以及探讨水位涨落对消落带土壤化学性质影响,试验分别于2008年、2009年、2013年的9月,对消落带水淹和未水淹区域土壤(0-5,5-10,10-15cm)的养分含量和pH值进行测定。结果表明:(1)2008年、2009年、2013年消落带未水淹区域各层土壤的速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量均大于水淹区域,2013年其含量差异的幅度较大,依次为6.06%~17.01%,40.55%~50.23%,26.90%~46.89%和14.64%~45.51%;较未水淹区域,水淹区域各层土壤的pH值呈缓慢上升趋势。(2)受不同水位涨落周年的影响,各层土壤速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、有机质含量均表现为:经历0次水位涨落区域1次水位涨落区域5次水位涨落区域,而土壤pH值变化趋势与其相反;受水位涨落影响后,土壤的全钾含量表现出一定程度的积累。研究表明,水位涨落可导致消落带土壤速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、有机质含量的大量流失和pH的显著增高。