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。     

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.     

适宜三峡库区消落带的八种植物

以植物为主,治理三峡库区所形成的消落带,是一种积极而有效的手段。由于消落带面积大,适宜消落带绿化的苗木数量需求极大,目前苗木市场严重供不应求。作者众繁殖方法、栽培管理等方面重点介绍南川柳、秋花柳、枫杨、长叶水麻、小梾木、杭子稍、甜根子等、卡开芦等8种适宜种植在库区消落带的植物。     

三峡库区干支流消落带泥沙沉积特征分析

为了阐明三峡库区消落带泥沙沉积的特征,选择三峡库区5个典型支流断面和2个干流断面,采集消落带沉积泥沙样和坡面对照样共42个,分析了三峡库区干支流消落带沉积泥沙的颗粒组成、养分元素(有机质、总磷、总氮、钾)以及沉积泥沙来源。结果表明:干流消落带沉积泥沙相比支流消落带沉积泥沙较粗,干流消落带泥沙粘粒呈现明显富集状态,富集率达到1.57。干流和支流消落带均表现为上部(170m)比消落带下部(160m)的~(137)Cs比活度高,由于消落带上部和下部受淹水时间的不同,造成消落带不同高程带的沉积过程和泥沙来源存在差异。干流消落带样的各养分元素含量与坡面表层对照样含量相当,并没有发生明显富集;而支流则相反,各养分元素有明显的富集,尤其是总磷元素,富集率达到2.43。     

对构建三峡库区消落带梯度生态修复模式的思考

通过对消落带的特征及其植被的作用研究,提出了库区消落带梯度生态修复概念,明确了消落带梯度生态修复的研究目标、研究内容以及要解决的关键问题,为构建健康运行的库区生态系统提供了一种思路。     

长江三峡库区消落带中山杉耐淹试验

于2014年3月,通过对长江三峡库区消落带中山杉的保存率与生长状况进行调查,研究中山杉的耐淹性。结果表明:1)中山杉在163~174 m高程范围内的平均保存率为98.1%,消落带坡度对水淹后中山杉的保存率具有显著影响,消落带原土地利用类型对其保存率影响不显著;2)中山杉在各高程上的平均树高均超过3.5 m,平均胸径均超过4 cm,水淹深度对中山杉的高生长没有显著影响,对其胸径生长有显著影响;3)消落带坡度对中山杉树高和胸径生长存在显著影响,但消落带原土地利用类型对其树高和胸径生长没有显著影响。中山杉极强的耐淹性为生物治理长江三峡库区消落带奠定了基础。     

三峡库区消落带土壤有机碳氧化稳定性特征

土壤有机碳氧化的难易对土壤质量和碳沉降具有显著的影响。选取三峡库区消落带的3个海拔梯度的土壤,以从未淹没的样地作为对照,研究消落带湿地不同海拔梯度土壤有机碳氧化难易各组分(F1:高氧化活性有机碳组分;F2:中氧化活性有机碳组分;F3:低氧化活性有机碳组分;F4:难氧化有机碳组分)的特征。结果表明:土壤F1组分含量和其所占有机碳的比例在所有样地的各组分中最高。土壤易氧化有机碳总量及其F2,F3和F4组分都是消落带区域小于从未淹没的对照样地,但是高氧化有机碳组分F1在海拔155~165m的消落带区域与从未淹没的对照样地之间并无显著的差异。在消落带区域,155~165m区域土壤易氧化有机碳及其F1组分显著大于144~155m及其165~175m区域的,而F2,F3和F4组分之间都无显著性差异。相关性分析表明,土壤易氧化有机碳及其氧化有机碳组分与土壤总有机碳之间都具有显著的正相关性,而氧化有机碳F3和F4组分只与土壤全氮之间具有显著的正相关性。消落带土壤易氧化碳活性系数的大小顺序为是155~165m145~165m165~175m,这意味着消落带土壤有机碳不稳定性高低的顺序为155~165m145~165m165~175m。     

不同修复植被类型的三峡库区消落带土壤细菌群落分析

为了探究三峡库区消落带不同修复植被对土壤细菌群落结构的影响,以纯草地(A₁)、纯林地(A₂)和覆草林地(A₃)3种不同样地土壤为研究对象,采用土壤理化因子检测及扩增子测序的研究方法,分析了不同修复植被对三峡库区消落带土壤细菌群落的影响。结果表明:不同样地的pH值、全氮(TN)和全磷(TP)含量无显著性差异,A₁和A₃的土壤有机碳(SOC)含量之间无显著性差异,但均显著高于A₂(p<0.05); 相关分析显示样地土壤细菌群落ACE指数和Shannon指数与土壤SOC和TN含量显著正相关(p<0.05),Chao1指数与土壤SOC含量显著正相关(p<0.05); 不同样地土壤的细菌优势种群无明显区别; 属水平上6个优势种群的相对丰度与土壤SOC和TN含量显著相关(p<0.05); 冗余分析显示SOC是影响三峡库区消落带不同修复植被样地细菌群落的主要显著性因子(p<0.05)。由此可以得出,不同修复植被类型的消落带土壤的细菌优势种群无明显差异,土壤细菌群落结构主要受土壤SOC的影响。     

基于PSR模型的甘州区生态系统健康评价

基于“压力-状态-响应”(PSR)模型,采取客观赋权法中的熵值法来评估指标权重,通过加权累计得到生态系统健康评价综合值。结果表明,甘州区生态系统健康综合指数在2006 — 2015年期间呈现整体缓慢上升、平稳发展的趋势。生态系统健康压力指数整体呈现上升趋势,到2015年达到0.325 1;生态系统健康状态指数经历了波动阶段,2015年上升到0.136 1;响应指数经历了前期小幅度波动后稳定上升,2015年上升至0.235 2。甘州区生态系统健康状况虽然持续好转,却处于“一般病态”状态。     

三峡库区消落带湿地土壤有机碳及其组分特征

湿地生态系统土壤有机碳库的组分变化对于全球碳平衡起着极其重要的作用。本研究选取三峡库区消落带湿地3个海拔梯度的土壤,以从未淹没的样地作为对照,研究消落带湿地不同海拔梯度土壤有机碳组分的特征。结果表明:土壤有机碳、易氧化有机碳、水溶性碳水化合物有机碳和和微生物生物量碳均以消落带小于未淹没样地。在消落带,海拔最低、淹没持续时间较长且正处于水位波动期的样地土壤有机碳、易氧化碳和微生物生物量碳显著低于其他样地,而土壤矿化碳显著高于其他样地。相关性分析表明,土壤有机碳与微生物生物量碳(R~2=0.94)的正相关性显著高于与易氧化有机碳(R~2=0.88)、水溶性有机碳(R~2=0.73)及其水溶性碳水化合物(R~2=0.70)之间的正相关性,但是与矿化碳之间无显著的相关性。因此,土壤微生物生物量碳是消落带湿地土壤有机碳随不同海拔梯度变化的最敏感的组分。     

三峡水库消落带几种草本植物根系的垂直分布特征

[目的]明确三峡水库消落带典型草本植物根系分布特征,为三峡消落带的植被恢复提供依据。[方法]在三峡腹地石宝镇消落带选取牛鞭草(Hemarthria altissima)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)三种人工恢复草本和自然恢复草本,利用WinRhizo Pro.2009c根系分析系统研究其根系的土壤剖面分布特征。[结果]4种草本类型的的根系主要分布在0—10cm土层,根长密度、根直径(除自然杂草外)、根表面积密度、根体积密度和根尖密度均随土壤深度的增加而呈指数函数减小;除根径外,在整个土层剖面中(0—25cm),3种人工草本的根系指标都要显著高于自然恢复杂草。[结论]4种草本根系发达,对消落带水淹胁迫的适应性强。     

三峡库区果园生态系统分析

以重庆市万州区五桥"黄新"移民高效生态农业开发带为例,通过具体分析三峡库区果园生态系统的结构、功能和效益,发现库区果园生态系统存在结构不合理、功能没有发挥、效益偏低的问题,并根据库区近2年的调查与实验,提出了库区如何利用三峡工程这一巨大机遇来优化果园生态系统、发展果树生产的建议与对策。     

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。     

基于PSR模型的三峡库区重庆段土地利用生态风险评价

土地利用变化对生态环境有着重要的影响,不合理的土地利用方式会对生态环境带来风险。采用三峡库区重庆段2010年TM遥感数据、社会经济数据以及环境监测数据,采用PSR模型构建评价指标体系,利用主成分分析法建立评价模型,对三峡库区土地利用生态风险进行评价。结果表明:三峡库区重庆段土地利用生态风险以中度风险和较低风险为主,生态风险由东北到西南逐渐减轻。区域土地利用生态环境稳定性存在明显的差异,不合理的土地利用对重庆主城九区及长寿的生态环境影响力有限;而对三峡库区腹心地带的生态环境影响较大,较低的土地利用风险压力将导致区域生态风险状态与响应值偏高。因此三峡库区腹心地带应重点予以关注,强化土地利用过程中的生态环境建设,加强环境治理与生态环境监测。研究结果可为三峡库区土地合理利用与生态保护提供参考。     

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.     

三峡库区生态系统服务对农户生计贡献率测算及影响分析

为了实现农户生计可持续发展,量化生态系统服务对农户生计贡献率,以三峡库区为例,采用当量因子法评估该区域生态系统服务价值;把脆弱性生计资本纳入农户生计资本考察范围,从人力、自然、物质、金融、社会、脆弱性6个方面构建三峡库区农户生计评价体系,测算农户生计资本总量。对二者关系进行多项式线性拟合,剖析了生态系统服务价值的变化对农户生计的影响及农户生计资本量的变化对生态系统服务的影响,再对比分析国内外有关生态系统服务对农户生计影响结果研究。结果表明：(1)三峡库区2019年生态系统服务总价值为2 093.65亿元,其中调节服务提供的经济价值最高,文化服务价值最低,且各区县中巴东县生态系统服务价值最高;(2)三峡库区农户生计资本总量为13.117,其中农户金融资本量最多,自然资本量最少,且江津区的农户生计资本总量最多;(3)三峡库区农户资本与生态系统服务具有显著相关性,随着生态系统提供的经济价值越高,农户人力资本、自然资本和金融资本呈现先上升再下降的变化趋势,农户社会资本具有先下降后上升的变化趋势。不断引领农户关注和参与库区生态建设,实行农业生态循环发展,有助于提高三峡库区生态系统服务对农户生计贡...     

基于模糊层次分析法的生态环境脆弱性评价——以三峡水库生态屏障区湖北段为例

三峡水库生态屏障区的生态环境脆弱性评价,对屏障区自身生态系统的构建与维护、发挥屏障区对三峡水库水质和生态环境的安全保障功能,具有重要的意义。利用模糊层次分析法,基于GIS和RS技术,对屏障区湖北段的生态环境脆弱性进行了评价,并分析了主要影响因素。结果表明:(1)生态环境脆弱性以轻度、中度和潜在脆弱性为主,占屏障区总面积的74.9%,主要分布在秭归县中部和巴东县北部,严重脆弱区面积占总面积21.7%,主要分布在秭归县南部、巴东县中南部和夷陵区南部;(2)生态环境脆弱性级别较高的区域主要分布于高程800m以下、坡度25°以下、植被覆盖较低、人口密度较大的位置,人类活动是导致生态环境脆弱的重要原因;(3)在严重脆弱性区域通过构建农林复合系统,结合植树造林、生态恢复等措施,以提高植被覆盖度,是解决该区生态环境脆弱的可行性措施。     

三峡水库坝区生态屏障区近25年土地利用变化评价

通过研究三峡水库坝区生态屏障区近25年来的土地利用变化,揭示其时空变化规律及驱动机制,为坝区生态屏障区土地资源的合理开发利用及生态系统管理提供科学依据。运用RS和GIS技术对1993年、2006年和2018年3期Landsat遥感影像进行处理,得到土地利用类型分布图;综合运用土地利用变化量、变化幅度和转移矩阵等定量指标,对三峡水库坝区生态屏障区1993—2018年间的土地利用变化进行分析。结果表明:1993年以来,三峡水库坝区生态屏障区土地利用结构变化明显,表现为林地、园地和水域的增加,耕地的大幅减少,其中水域面积增加幅度高达183.0%,而耕地面积减少幅度达68.9%;土地利用转移特征结果显示,水域、园地的增加都主要由耕地、林地转化而来,林地、建筑用地的增加主要由耕地转化而来,而未利用地向各方面用地类型转化;三峡水库坝区生态屏障区1993—2006年水域变化程度远大于2006—2018年,其他类型变化幅度相近。总体而言,三峡工程的建设、城镇化发展、农林产业结构调整和生态保护是三峡水库坝区生态屏障区土地利用变化的主要原因。