狗牙根根系抗拉性能对水淹时长的响应

为明确水淹胁迫下植物根系对水淹时长的响应特征,该研究以三峡库区消落带优势植物狗牙根根系为研究对象,以未水淹为对照,分析不同水淹时长下（0,15,30,60,90,120,150和180 d）狗牙根根重密度、根系活力及抗拉性能的变化规律,明确根系抗拉性能对水淹时长的响应规律。结果表明：随着时间的增加,对照组根重密度和根系活力基本无明显变化,而淹没组根重密度与根系活力均随水淹时长增加呈先急剧减小后缓慢减小的变化规律,水淹初期（15 d）减小量分别占根重密度和根系活力总减小量的65.15%和75.86%。水淹环境会明显降低狗牙根根系抗拉性能,根系最大抗拉力和抗拉强度均随水淹时长的增加而下降,180 d水淹分别造成根系抗拉系数和抗拉强度系数减小了59.46%和59.48%。不同直径根系对水淹的响应程度有所不同,根系最大抗拉力下降程度随其直径的增加而增加,0.6～0.7 mm直径狗牙根根系最大抗拉力下降幅度最大,达7.56 N,抗拉强度下降程度则随根系直径的减小而增加,0.1～0.2 mm直径狗牙根根系抗拉强度下降幅度最大,达36.42 MPa。因此,水淹显著降低狗牙根根重密度、根系活力和抗拉性能（P<0.05）,根系活力能够较好的解释其抗拉性能的变化。研究结果对进一步探究水淹胁迫下根系固土机理具有重要科学意义。     

深淹对狗牙根根际土壤酶活性及肥力的影响

以三峡库区消落带生境和非消落带生境生长的狗牙根(XC、FC)为试验材料, 研究了不同生境狗牙根经不同深度水淹胁迫后, 植株根际土壤酶活性和土壤肥力状况。结果表明: 未淹对照植株根际土壤的蔗糖酶活性明显大于不同深度淹水处理, 说明淹水处理不能给植物提供与未淹对照同样多的营养源; FC 根际土壤的脲酶和酸性磷酸酶活性都较XC 的高; 淹水处理后, FC 根际土壤的全氮含量明显低于XC; 淹水前FC 根际土壤的全磷含量明显高于XC, 表明在未进行淹水处理之前的生长时期, XC 可能较FC 利用更多的土壤营养进行生长, 储备更多的能量, 从而为淹水期间植株提供能量供应, 为增强其耐淹能力奠定较好的能量基础。以上结果说明不同生境狗牙根在不同水淹胁迫下, 植株根际土壤酶活性和土壤肥力的变化与其耐淹能力有关。     

狗牙根与空心莲对水库消落带土壤氮磷释放影响的模拟

通过水库水位涨落室内模拟试验,探究丹江口库区消落带优势物种狗牙根和空心莲2种草本植物对土壤氮磷释放过程影响。结果表明:(1)水淹结束后(32天),空心莲子草土壤TN、TP分别降低11.75%,25.28%,狗牙根分别降低3.62%,25.77%。(2)干湿交替环境主要影响土壤中NH_4~+-N、NO_3~--N和AP的含量的变化,对土壤中的TN、TP含量的影响较小。(3)狗牙根的死亡增加土壤TN、NH_4~+-N、TP量,即不耐淹植被过滤带虽然能净化径流中N、P等污染物,但截留的污染物和植物吸收的养分随着植物体的分解再次进入水体或土壤,无法达到有效防控农业面源污染的目的。该研究为丹江口水库利用植被缓冲带防控水体富营养化提供一定理论依据。     

狗牙根根系分布特征及其抗拉强度试验研究

以狗牙根为研究对象,就狗牙根根系在土壤中的分布及其抗拉强度进行了初步研究。结果表明,根系密度及根系重量随土层深度(0—40 cm)的增加而减少,其规律均服从指数函数关系分布;根系抗拉力随直径增大而增大,其分布规律均可用二次函数进行拟合;根系的平均抗拉强度为39.349 MPa,约为Ⅰ级钢筋抗拉强度的17%,能产生显著的根系"加筋作用",抗拉强度随直径增大而减小,其规律服从指数函数关系分布。根据狗牙根根系分布特征及抗拉强度特性,其固土护坡作用较大。     

狗牙根根系对三峡库区消落带紫色土崩解性能的作用机理分析

以三峡库区消落带主要土类紫色土和优势草种狗牙根为研究对象,通过开展无根系土壤对照(CK)、未经除草剂处理的活根试样(LR)和经除草剂处理的死根试样(DR)三种处理土壤的崩解试验,分析了狗牙草根系影响紫色土崩解性能的作用机理。结果表明:狗牙根根系的存在能够有效减少土壤崩解量并降低其崩解速率,狗牙根活根和死根根系分别降低崩解量的50%以上和33%左右;根系的这一作用机理又可分为物理作用和化学作用两个方面,而物理作用占根系总作用的51.36%～61.57%,即根系减少土壤崩解量的作用以物理作用为主。随着坡度增加,根系减少崩解量的物理作用呈现先增加后减小、化学作用则呈持续增加的趋势变化。本研究结果对深入理解植物根系对土壤崩解性能的影响具有重要意义。     

狗牙根和牛鞭草的消浪减蚀作用

剧烈的土壤侵蚀和库岸坍塌是三峡水库消落带的主要生态环境问题之一,而植被恢复是治理消落带的关键措施之一,植物的消浪固土能力是消落带适宜植物配置的重要依据。为了探讨三峡水库消落带典型草本植物狗牙根(Cynodon dactylon(L.)Pers.)和牛鞭草(Hemarthria altissima(Poir.)Stapf et C.E.Hubb.)的消浪减蚀效应,进行了植物消浪和波浪冲刷的水槽概化模拟试验。结果表明,2种植物的消浪效应有较大差异,在周期较长(1.2~1.5 s)时狗牙根平均消浪系数为0.54,明显高于牛鞭草(0.37);而在周期较短时(0.8~1.0 s)则2种草本消浪性能相当,消浪系数均介于0.15~0.30之间。在同样的试验条件下,狗牙根、牛鞭草平均侵蚀模数分别为17.63、57.28 g/(m2·min)。2种草本的减蚀效应均在89%以上,最高可达98.59%。植物的减蚀效应是其地上部分和地下根系的综合作用结果,其中牛鞭草根系的固土贡献率在91%以上,而地上部分仅为7.4%~8.6%;狗牙根根系固土贡献率(71.2%~76.2%)显著低于牛鞭草,但其地上茎干部分贡献率(23.8%~28.8%)要显著高于牛鞭草(P0.05)。可见2种植物都有较好的消浪减蚀效应,总体上狗牙根的消浪能力和综合减蚀效果均要略强于牛鞭草。波浪大小和周期、植被盖度、植物地上部分和根系形态对消浪减蚀效应有重要影响。该研究结果可以为三峡水库消落带的植被恢复和水土保持工程提供一定的参考依据,并可适当的推广到其他水库或湖泊消落带。     

香根草光合特性对水淹-干旱交替胁迫的响应

三峡水库消落带因水位的周期性变化,使其土壤含水量呈干湿交替变化,而大多数原有植物难以适应新的生境,导致生态系统严重破坏。利用盆栽法模拟其水淹条件,以30,60,90和120d为周期进行水淹—干旱交替处理,研究了香根草当年实生幼苗在水淹与干旱交替胁迫下的光合特性及生理生态适应机制。结果表明,不同胁迫周期的水淹—干旱交替胁迫均显著影响香根草幼苗的生长及其光合生理特性。各组幼苗的株高、净光合速率、气孔导度及叶绿素含量等生理生态学指标均随时间变化呈不同幅度的升降变化。而不同组间的各项指标值均随交替周期的增大而减小。但无论何种变化,各处理组最终又都能逐渐恢复或趋于稳定状态,保持较高的存活率。因此,香根草对水淹和干旱均具有良好的耐受力和适应性,可作为三峡库区消落带植被恢复建设的重要植物种类。     

坡度对紫花苜蓿和狗牙根光合生理特性的影响

通过模拟试验,测定不同坡度条件下紫花苜蓿和狗牙根光合和蒸腾速率变化,从而分析坡度对护坡植物光合生理特性的影响。结果表明:紫花苜蓿和狗牙根的净光合速率与蒸腾速率随着坡度的增大表现为"单峰"型,且都在坡度为15°左右达到最大值。随着坡度的增大,两种植物的光合生理都受到胁迫影响,但紫花苜蓿变化极显著,而狗牙根则表现为在坡度60°以下的变化很小。紫花苜蓿的固氮能力较强,能在30°以下坡面较好地生长;而狗牙根的强抗逆性,可以在高陡边坡绿化中担当重要角色。研究不仅为边坡修复的物种选择提供了科学参考,也为边坡生态修复提供了理论依据。     

狗牙根护坡不同实施处理方式下堤坝产流产沙特征

研究狗牙根护坡实施处理方式对堤坝水土流失过程的影响,对于科学指导堤坝生物护坡与控制水土流失具有重要的意义。采用人工模拟降雨方法,对淮河大堤狗牙根护坡成坪处理、栽植处理、茎植处理和种植处理4种不同实施处理方式的径流、泥沙在不同降雨条件下的水土流失特征进行研究。结果表明:不同实施处理方式下的堤坝径流和泥沙流失差异明显;不同降雨强度条件下,栽植处理产流量小,但产沙量明显高于茎植处理和成坪处理,茎植处理产流量大,产沙量小,具有减沙不减流的特点,种植处理产流产沙量大,且随着降雨强度的增强而明显增大。研究结果可为选择狗牙根堤坝护坡实施处理方式提供参考。     

三峡库区几种耐水淹植物根系特征与土壤抗水蚀增强效应

为明确用于三峡库区消落区植被构建的岸生植物物种根系特征与土壤抗水蚀之间的关系,对狗牙根(Cynodon dactylon(L)Pers.)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart)Griseb)、荻(Triarrhena saccharifloraNakai)、牛鞭草(Hemarthria compressa(L.f.)R.Br.)、香附子(Cyperus rotundusL.)、野古草(Arundinella anomala Steud.)等6种耐水淹植物根系进行了研究。利用根钻(Eijkelkamp agrisearch equipmentmodel 15.01)在野外直接取样的方法,获取了含有目标物种根系的土柱试验样品,采用改进的抗崩解装置测量土壤的水蚀速率,计算了这6种植物根系对土壤的抗水蚀增强系数,并使用根系分析系统(WinRHIZO Pro.2004c)对根系特征进行了分析。研究发现,空心莲子草、荻、香附子和狗牙根的根冠比均值较大,野古草、荻具有较大的根长密度和根表面积密度;含有根系的土壤水蚀速率显著低于对照,空心莲子草、荻、野古草的土壤抗水蚀增强系数显著高于其他3个物种;根长密度、根表面积密度均与土壤抗水蚀增强系数之间呈极显著的线性关系;根系径级中D≤2 mm的根系与土壤抗水蚀关系最为密切,土壤抗水蚀增强系数与D≤2 mm根系的根长密度和根表积密度均呈显著的线性关系,相关系数随着径级的增加而减小。结果表明,6物种均能显著增强土壤的抗水蚀能力,空心莲子草、荻、野古草的增强作用最为明显;根长密度、根表面积密度能很好地表征土壤的抗水蚀能力,尤其是D≤2 mm或D≤0.5 mm根系的根长密度和根表积密度,可以作为表征土壤抗水蚀能力的最重要参数。     

水分条件对狗牙根匍匐茎萌发及幼苗生长的影响

通过控制土壤水分含量的盆栽试验,设置C₀（5%）,C₁（10%）,C₂（20%）,C₃（25%）,C₄（30%）和C₅（35%）6个水分处理,研究了不同的土壤水分含量对狗牙根匍匐茎萌发及幼苗生长过程中各项指标的影响。结果表明:（1）随土壤水分含量的增加,狗牙根匍匐茎的萌发率和幼苗株高、叶片数量、叶片长度、叶绿素以及单株生物量均呈先升高后降低的趋势;（2）土壤水分含量与狗牙根幼苗特征值（幼苗株高、叶片数量、叶片长度、单株生物量）存在显著或极显著的相关性;（3）利用高斯模型定量分析狗牙根匍匐茎对土壤水分含量的响应,得出狗牙根匍匐茎萌发及幼苗的最适土壤水分生态幅为[14.78%,30.15%],极限生态幅为[5.65%,38.26%],水分含量对狗牙根匍匐茎萌发幼苗的单株生物量和平均叶片长度影响最为显著。     

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。     

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。     

基于土地利用的三峡库区生态屏障带生态风险评价

[目的]揭示三峡库区生态屏障带生态风险,为库区生态风险评估及土地利用优化提供理论依据。[方法]基于遥感影像数据,运用RS与GIS技术,计算土地利用相对合理性指数,同时构建生态风险评价模型,划分高程/坡度带定量评价三峡库区生态屏障带的生态风险情况,划分生态风险等级,并对生态风险进行空间自相关分析。[结果]较低生态风险区占比例最大,为36.77%,高生态风险区及较高生态风险区主要分布在沿长江两岸建设用地及耕地较为集中的区域,土地利用相对合理性指数随高程增高逐渐变大,随坡度增大逐渐减小,研究区生态风险空间自相关分析呈现出十分显著的局部自相关性。[结论]研究区内生态风险总体呈现较低值,沿江高值区需对土地利用进行重点优化。     

关于三峡水库消落带地貌变化之思考

与国内外特大型水库相比,三峡水库消落带具有常年水位变幅大,干流航运繁忙,波浪大和良田沃土多的特点.三峡水库蓄水后,消落带坡地地貌变化的发生是必然的,形成的稳定坡地类型有淤积滩涂坡地、稳定石质坡地和稳定土质坡地3种,其地貌演化过程可分为强烈侵蚀期、基本稳定期和淤积填平期.水库蓄水后,消落带坡地土壤的流失势必影响消落带坡地的植被建设.鉴于目前我国三峡水库消落带坡地地貌演化的相关研究严重不足,已开展的生态环境修复重大科研项目,均没有重视水库蓄水后消落带坡地地貌的变化,也没有安排地貌演化的相关内容,作者从坡地地貌演化的角度,对三峡水库消落带生态环境的研究、治理工作和水库运行方案的调整提出了相关建议.     

三峡水库消落区淹水后土壤性质变化的模拟研究

通过模拟淹水过程，研究了淹水后三峡库区消落区主要类型土壤性质的变化，发现淹水后酸性土壤的pH值升高，碱性土壤的pH值降低，Eh在淹水初期都会降低。土壤中的Zn、Cu、Pb、Cd、Cr、Hg、As的含量都有不同程度的降低，其中Hg较为显著，而有效态的Zn,Cu、Pb、Cd、Fe和Mn的含量大部分呈增加趋势，但其变化规律不尽相同。     

三峡库区不同林龄柑橘土壤酶活性的演变

土壤酶驱动土壤生态系统养分的循环和控制生态系统的功能。本研究以生长年限为10、20年和30年的柑橘林0~20 cm和20~40 cm土层土壤为研究对象,主要探讨了土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性随着柑橘林龄的延长和土壤深度的增加的变化规律。结果表明,随着柑橘林龄的延长,0~20 cm土层土壤过氧化氢酶活性10年和20年样地之间无显著性差异,但都显著大于30年的样地;而0~20 cm土层土壤转化酶和脲酶活性逐渐提高,20年时达到最大值,其后又降低。随着土壤深度的增加,过氧化氢酶、转化酶和脲酶活性在3个林龄的柑橘林中都呈现显著的下降趋势。相关性分析的结果表明,土壤转化酶活性、脲酶活性都与土壤有机碳和微生物量碳氮之间都具有显著的正相关性,而过氧化酶氢活性与土壤理化特性及其微生物量之间都无显著的相关性。主成分分析结果进一步显示,土壤转化酶活性、脲酶活性、有机碳和微生物生物量碳氮均在第一主成分中具有较大的载荷,对第一主成分的贡献最大。以上结果表明脲酶和转化酶活性能够做为柑橘土壤质量变化的敏感指标。     

淹水梯度对红树林湿地土壤微生物生物量与酶活性的影响

[目的] 研究红树林土壤微生物生物量与酶活性对不同淹水梯度的响应，揭示随淹水时间延长红树林下土壤质量的变化特征及影响因素，为该区域红树林保护与管理提供理论依据。 [方法] 以广东省雷州半岛附城镇红树林为研究对象，依据潮间带分布情况及红树林群落类型，采集低潮位、中低潮位、中潮位、中高潮位、高潮位表层0-20 cm沉积物样品，测定与分析红树林湿地不同潮位表层土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)与酶活性。 [结果] 随淹水频率的增加，MBC，MBN分别减少96.7%和98.4%，在高潮位为最大值；MBP呈波浪式下降，在中高潮位为最大值；微生物熵碳(q_MBC)、氮(q_MBN)先增后降，微生物熵磷(q_MBP)呈波浪式下降，q_MBC，q_MBN，q_MBP均在中高潮位为最大值；土壤β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶活性先增后降，在中高潮位为最大值，脲酶活性显著减少20.2%，在高潮位为最大值。冗余分析结果表明，q_MBN，MBN，MBC是研究区红树林表层土壤酶活性变异的关键环境因素，可解释其变异的50.9%。 [结论] 淹水梯度的变化对湛江红树林湿地表层土壤微生物生物量和酶活性变化产生了显著影响。随淹水频率增加土壤质量总体呈衰退态势，建议适当增加研究区湿地土壤氮素供给以改善土壤质量，促进红树植树造林及其生长。     

三峡库区消落带土壤酶活性特征

土壤酶驱动土壤生态系统养分的循环和控制生态系统的功能。选取三峡库区消落带三个海拔梯度的土壤,以从未淹没的样地作为对照,研究消落带土壤酶活性特征。结果表明,消落带区域土壤有机碳（OC）、微生物生物量碳（MBC）和所测定的四种酶[磷酸酶（PNP）、芳基硫酸酯酶（PNS）、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶（NAG）和β-糖苷酶（PAG）]的绝对活性（单位土壤干重的酶活性）和四种酶的几何平均数（GME）显著低于从未淹没的对照样地。在消落带区域,只有磷酸酶的绝对活性随着淹没持续时间的延长而降低,其他土壤三种酶的绝对活性在三个样地之间并无显著性的差异。土壤四种酶的几何平均数与有机碳、微生物生物量碳的变化相似,在海拔梯度较低的样地最低,其他两个较高海拔梯度的样地之间无显著性的差异。然而单位有机碳或微生物生物量碳的四种酶的具体活性的变化趋势与酶的绝对活性的变化并不一致。PNP的具体活性在所有测定的样地之间都无显著性的差异,而其他三个酶的具体活性是海拔最低的样地显著高于其他样地,其他样地之间并无显著性的差异。因而,这些结果意味着四种酶的几何平均数能够敏感指示三峡库区消落带水位消涨及其不同淹没持续时间对土壤质量的影响,是一个能够综合反映所有土壤酶活性对消落带水位消涨的响应的敏感指标。