外源激素处理对三峡消落带落羽杉扦插生根的影响

为优选落羽杉大龄母树插穗的扦插繁殖技术,以期培育大量的落羽杉良种壮苗满足三峡消落带植被修复的需要,采用正交试验设计,探究不同外源激素、浓度以及处理时间对三峡消落带落羽杉大龄母树插穗扦插生根的影响,运用隶属函数法对各处理生根情况进行综合评价。结果表明:(1)落羽杉插穗皮部和愈伤组织处均有不定根伸出,两处不定根数量分别占不定根总数的63.9%和36.1%;(2)4种外源激素中,吲哚丁酸(IBA)+萘乙酸(NAA)(等质量比)和IBA处理的插穗生根效果最好,NAA处理次之,生根粉(ABT)处理效果最差;(3)5种浓度(50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L和250 mg/L)之间的处理效果无显著差异;(4)4种处理时间(2 h、4 h、6 h和8 h)中,4 h处理的插穗生根效果最佳;(5)26个处理组合中,(IBA+NAA)×150 mg/L×4 h处理组合和NAA×250 mg/L×4 h处理组合的平均隶属函数值最高,分别为0.83和0.82,清水对照的平均隶属函数值最低,为0.05。研究初步验证了皮部生根是落羽杉大龄母树插穗的主要生根方式,筛选出三峡消落带原位适生落羽杉大龄母树插穗扦插的两种较佳处理组合为(IBA+NAA)×150 mg/L×4 h和NAA×250 mg/L×4 h。

阿特拉津在三峡消落带土壤中的吸附行为研究

采用平衡吸附法研究阿特拉津在2种三峡消落带土壤中的吸附行为,探讨pH值、离子强度等因素对阿特拉津吸附的影响。结果表明,在消落带土壤中,pH值和吸附量呈负相关,离子强度的增强和腐殖酸的添加有利于土壤对阿特拉津的吸附。

三峡水库消落带土壤反硝化及DOM的影响

在重庆主城与涪陵选取了3个典型点位采集土壤样品,并对土壤的理化性质、原位反硝化速率、溶解性有机质(DOM)驱动的反硝化以及库区土壤的微生物进行了考察与分析.结果显示在海拔145~155m区间,淹水期镇安镇、涪陵区和鱼嘴镇最高氨氮(NH_(4)^(+)-N)平均浓度分别为31.32,28.63和19.23mg/kg,均高于落干期.在淹水期,与高海拔区域土壤中硝酸盐氮(NO_(3)^(-)-N)平均浓度相比,低海拔土壤中NO_(3)^(-)-N平均浓度分别增大了46.91%(镇安镇)、37.89%(涪陵区)和29.69%(鱼嘴镇).在淹水期,土壤有机质(SOM)平均浓度随着海拔高程的降低而降低,镇安镇、涪陵区和鱼嘴镇分别从109.16,80.93和82.61mg/kg降至65.63,64.53,53.41mg/kg.土壤中NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N的含量与现场反硝化速率呈显著正相关(P<0.05),在提供充足的碳(C)和氮(N)营养元素后,土壤潜在反硝化速率表现出较大的时间和空间差异性.在由DOM驱动的反硝化实验中,DOM降解符合一级动力学模型(R^(2)>0.93),N2O累积量符合Logistic模型(R^(2)>0.97).在三峡水库消落带土壤中,反硝化功能微生物主要是Bacillus和Comamonadaceae,其丰度变化与土壤潜在反硝化速率呈现显著的正相关性(P<0.05).

三峡库区消落带地表覆被时空变化特征研究

地表覆被变化对区域的经济、自然和生态的发展具有重要的影响,地表覆被变化时空变化特征是地表覆被变化的核心研究之一。为探讨三峡库区消落带的地表覆被时空变化特征,该研究基于2010年、2014年、2018年及2020年4期夏季高分遥感影像数据,获取地表覆被数据;利用地表覆被动态度、Flow矩阵、地形位指数及构建地表覆被结构指数等方法多角度分析研究区2010-2020年地表覆被转化情况,科学揭示库区消落带地表覆被时空变化特征。结果表明:(1)数量结构上,研究区地表覆被类型主要为水域、草地和裸地,面积共264.10 km^(2),占研究区总面积的75.79%;(2)时间变化上,近10年研究区耕地变化速度最小,建设用地的变化速度最大,草地主要呈流入状态;(3)空间变化上,研究区地表覆被结构呈现破碎度下降,聚集度上升趋势,同类型地表覆被分布逐渐集中;(4)地形位梯度上,2010-2020年研究区Ⅱ类地形位梯度为变化拐点,耕地减少面积最大,为9.66 km^(2),建设用地增加面积最多,为4.52 km^(2)。研究结果可为三峡库区消落带的土地资源合理规划和生态环境治理方面提供参考依据。

三峡水库消落带植物叶片光合与营养性状特征

自2007年三峡大坝试运行以来,其独特的人工水位调度节律给当地的水库消落带生态系统带来了巨大的负面影响。植物功能性状可以反映某一特殊生境植物的生理生态过程特殊性,是指示生态系统结构与功能的有效指标。因此,在三峡水库消落带形成2a后,于2009年调查了消落带的42种适生植物以及对照带33种植物的6个叶片功能性状:最大净光合速率(Amax)、叶片气孔导度(Gs)、比叶重(LMA)、叶片全氮含量(Nmass)、全磷含量(Pmass)和全钾含量(Kmass)。运用标准化主轴回归分析对消落带植物叶片各功能性状之间关系进行分析,并对照全球尺度叶片功能性状数据库,旨在说明反季节淹水对消落带植物叶片功能性状之间关系与全球尺度对比发生了哪些变化。同时,运用成对方差t检验的分析方法,对比了在消落带和对照带都存在的33个种的叶片光合与营养性状之间的差异,以阐明消落带植物对消落带特殊生境的生理响应。结果表明:(1)消落带植物叶片各性状关系呈现出与全球尺度基本一致的格局,表现出植物叶性状之间关系的趋同性;(2)消落带植物Amass、Nmass、Pmass和Kmass显著高于全球尺度,而LMA则显著低于全球尺度。处于驯化阶段的消落带植物各叶片性状处在全球叶片经济型谱"低投入-快速回收"的一端。(3)消落带植物叶片Amass与对照带相比,有显著提高。表明三峡水库消落带植物叶片光合能力得到显著提高,这可能是其适应消落带特殊生境的关键生理生态对策之一。

基于变异系数法的三峡库区消落带生态敏感性评价研究

三峡库区消落带是典型的生态脆弱区,对其生态环境的敏感性评价可为区域生态风险管控与生态安全保障提供决策依据。本研究以遥感数据为基础数据,结合三峡库区消落带生态环境特点,选取生物多样性指数、土壤侵蚀指数、生境敏感性指数、地形敏感性指数和土壤盐渍化指数共5类具有代表性评价因子对三峡库区消落带生态敏感性进行综合评价。结果表明:研究区高度生境敏感区域面积最大,为209.77km 2,整体的生境敏感性偏高;研究区土壤侵蚀敏感性、生物多样性敏感性和地形敏感性程度均为中度偏轻水平,面积占比分别为63.47%、66.88%和72.04%;库区消落带综合生态敏感程度整体中度偏低,生态保护维持较好,但库首消落带生态敏感性极高,需注意该区域相关生态环境问题。本研究结果可为三峡库区消落带生态修复区域的优先级识别带来一定参考价值。

水分胁迫对三峡库区消落带桑树幼苗生理特性的影响

对消落带和河岸带受损生态系统进行植物生态修复是非常有效的治理途径之一（马利民等,2009;戴方喜等,2006;滕衍行等,2005;Lowrance etal.,2000;Naima,2000;Dennis,1999）,而植被恢复首先要解决的问题是适生植物的筛选（马菲等,2010）。按照国内外现有研究方法消落带植被修复树种在三峡库区消落带的治理实践屡屡失败,许多耐干旱的植物不耐水淹,

三峡库区消落带淹水—落干过程土壤磷吸附—解吸及释放研究

选取三峡库区消落带典型区土壤作为测试土壤，研究了淹水-落干对土壤磷的等温吸附解吸特性，以及土壤吸附一定的磷后再次淹水向上覆水体释磷的规律。研究表明：①三峡库区消落带土壤淹水-落干后吸磷能力增强，由淹水-落干前的256mg／kg增加到淹水-落干后的625mg／kg，磷零点吸持平衡浓度（EPC0）由淹水前的0．46mg／L增加到淹水后的1．47mg／L；②淹水-落干处理后土壤磷的解吸率降低，由淹水-落干前的73．3％～80．3％降低到67．3％～69．6％；③三峡库区消落带土壤吸附一定磷后，再淹水磷会再次逐渐释放到上覆水当中，且土壤吸附外源磷越多，磷淹水释放强度越大；④淹水-落干使吸附一定外源性磷的土壤淹水条件下释放更多的磷。

狗牙根与牛鞭草在三峡库区消落带水淹结束后的抗氧化酶活力

三峡水库周期性水淹结束后,消落带植物积极恢复生长的能力有利于其生存和定居,因此,探究影响植物恢复生长的关键生理生态机制对于消落带生态治理具有重要意义。采用野外采样、对比测定的手段,研究了生长于三峡水库消落带的狗牙根和牛鞭草根系在冬季水淹结束后清除活性氧(ROS)的关键酶活力恢复动态。结果表明:与对照相比,经历水淹的植物恢复初期发生明显氧化胁迫,超氧化歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)均维持了水淹诱导增加的活力水平。两个物种的过氧化氢酶(CAT)在水淹中活力均较低;出露之后后狗牙根CAT趋向于对照水平,牛鞭草CAT活力迅速上升但未到显著水平。水淹结束后24 d各个酶活力均回复到对照水平,表明氧化胁迫已基本消失。消落带位点植物不同酶活力之间表现出显著的相关关系,这可能是植株维持ROS代谢内稳态的表现。

三峡库区消落带受淹土壤氮和磷释放的模拟实验

三峡库区消落带形成后，消落带土壤淹水初期将向上覆水释放氮和磷．将消落带土壤样品进行加肥处理后与原始土壤进行模拟淹水实验．对原始土壤进行每日换水浸泡实验．结果表明：消落带进入淹水期10～15d后，其上覆水中营养物含量趋于平衡，水体扰动对上覆水中ρ（TP）和ρ（TN）有正影响．未经施肥处理的消落带土壤在江水浸泡下，对TP有吸附作用，使得浸泡结束后ρ（TP）下降33．4％．TN的溶出速率变化能较好地符合一级动力学方程，TP江水静态浸泡实验数据对一级动力学方程的拟合性较差；TP和TN的绝对溶出速率对一级动力学方程的相关性均较好。

模拟三峡库区消落带土壤水分条件下的桑树幼苗生长状况

模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征,设置土壤含水量分别为田间最大持水量的40%～50%、70%～80%、90%～100%的干旱(DH)、正常水分(CK)、渍水(WH)3个处理组,研究不同土壤水分条件对桑树实生幼苗生长的影响,探讨桑树对三峡库区消落带土壤水分变化的适应能力。桑树幼苗在3种土壤水分条件下生长30 d后,幼苗叶水势、根冠比、根表面积、侧根数量、根系活力、受害指数均出现差异:干旱组的叶水势比正常水分组低18.0%,渍水组的叶水势比正常水分组高54.0%;干旱组的根冠比较正常水分组高24.9%,渍水组的根冠比较正常水分组低17.6%;干旱组和渍水组的根表面积分别比正常水分组高45.9%和25.4%;干旱组和渍水组的侧根数量分别比正常水分组高85.8%和43.6%;干旱组和渍水组的根系活力分别比正常水分组低13.9%和78.9%;干旱组和渍水组的受害指数分别比正常水分组高50%和100%。研究结果显示,随着土壤水分含量的降低,桑树幼苗叶水势表现出明显的下降趋势,而根冠比呈增加趋势,证实桑树具有适应三峡库区消落带全年干旱和水淹交替的土壤水分变化的能力,尤其具有抗干旱能力。

模拟三峡库区消落带土壤干旱对桑树生理特性的影响

在温室条件下模拟三峡库区消落带夏季伏旱时土壤水分变化特征,以盆栽桑树为材料,设置对照（CK）、中度干旱胁迫（T1）和特大干旱胁迫（T2）3个含水量梯度,研究了不同程度干旱胁迫对桑树生理特性的影响.结果表明：（1）随着干旱胁迫的加剧,各时期桑树叶片的叶绿素含量、净光合速率和瞬时水分利用效率都有不同程度的增加,气孔导度和蒸腾速率逐渐下降,胞间CO2 摩尔分数呈不同程度的降低,叶片脱落酸含量呈上升趋势,且各处理组间差异显著（p〈0.05）.（2）随着处理时间的延长以及桑树生长逐渐进入休眠期,各处理组桑树叶绿素含量、气孔导度和蒸腾速率呈下降的趋势,胞间CO2 摩尔分数呈先降后升的趋势,而净光合速率基本呈下降的趋势,但 T1,T2在实验中期（30~45d）有明显的回升;瞬时水分利用效率和脱落酸含量都呈逐渐上升的趋势.可见,桑树能够通过调节自身生理代谢来减少水分消耗,增加水分利用效率,提高光合能力,从而维持其正常生长,表现出很强的抗旱耐旱能力.

三峡库区云阳消落带土壤重金属形态及其在植物中的富集和转移

三峡大坝建成蓄水以来,其夏涨秋消的调度方式使得每年5-10月份在海拔145～175m范围内形成291.1km2的消落带。本文通过分析云阳消落带土壤重金属含量及其形态和重金属在消落带植物体根、茎、叶的分布,以及植物对重金属的生物富集和转移系数,来研究消落带重金属污染情况及重金属在土壤-植被的富集和转移规律。研究结果表明,云阳消落带存在较为严重的Cd污染,单因子污染指数为5.02,内梅罗综合污染指数为3.637;Cd和Cr主要是生物毒性不强残渣态;Cu形态主要是金属可交换态和碳酸盐结合态,生物毒性比较强;Mn的形态主要是铁锰结合态;Pb的形态分配比例均匀,生物毒性较弱。可交换态与转移系数极显著正相关,相关系数为0.981;有机及硫化物结合态与富集系数显著正相关,相关系数为0.905;铁锰结合态、碳酸盐结合态和残渣晶格结合态对富集和转移系数贡献都不大。三峡库区消落带重金属在植物体内的富集、转移主要由土壤中重金属可交换态和有机及硫化物结合态的性质决定。

三峡库区消落带香附子对水陆生境变化的响应

在三峡水库巫山段消落带植被建设试验示范区,按照海拔梯度设置监测样带,定位观测香附子的形态性状、种群密度及种群生物量变化,并揭示其对消落带水陆生境变化的生态适应性及形成机制,结果表明：消落带中浅水位区（海拔155~170 m）香附子的植株高度、叶片长度等均显著高于深水位区（海拔155 m以下）和未淹区（海拔170 m以上）;香附子植株高度、叶片长度的相对生长速率、根系长度、根系数量、块状茎分蘖植株数量、种群密度、种群生物量等总体呈现深水位区〉中浅水位区〉未淹区的变化趋势,表现出对消落带水陆生境变化超常的适应能力。香附子能够通过快速恢复生长,种群密度调节,地上与地下生物量分配调整等多种方式对消落带水陆不断变化的生境做出快速反应,这可能是香附子对消落带变化生境的一种生态适应对策。

桑树在模拟三峡库区消落带干旱条件下的生长状况及土壤氮磷元素的变化

在温室盆栽桑树并模拟三峡库区消落带出陆期(4～10月)的土壤干旱环境,设置常规水分条件(CK)、中度干旱胁迫(T1)和严重干旱胁迫(T2)3个土壤含水量梯度,调查与分析不同土壤水分条件下桑树的生长状况及土壤氮、磷含量的变化。随着土壤水分含量的减少,桑树生长被抑制程度增加,桑树的株高和地径均为CK>T1>T2,而比根面积为T2>T1>CK,差异显著(P<0.05)。受到中度干旱胁迫的桑树,其根冠比和根系活力均显著高于常规水分条件下生长的桑树,但受到严重干旱胁迫的桑树,其根冠比和根系活力显著低于常规水分条件下生长的桑树(P<0.05)。桑树生长7个月后,各处理组土壤的有机质、全氮和全磷含量均显著低于土壤初始含量(P<0.05),但各处理组之间的土壤全氮和全磷含量均无显著差异(P>0.05),各处理组的土壤铵态氮、硝态氮和有效磷的含量均为T2>T1>CK,并且与土壤初始含量相比显著下降(P<0.05),下降程度为CK>T1>T2。研究结果提示:三峡库区消落带的土壤干旱对桑树生长具有一定的影响,但适度的干旱有助于桑树根系向地下生长而增强对水分的吸收能力;不同水分条件下桑树的生长均对土壤中的氮、磷元素具有明显的吸收作用,因此可在一定程度上减少水体富营养化主导因子氮、磷释放进入水库。

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。

三峡库区消落带野生狗牙根在深水淹结束后根系酶活力动态

本文通过三峡库区自然消落带野生狗牙根实际水淹和非水淹对照对比实验,分析了三峡库区消落带野生狗牙根在水淹结束后参与抗氧化胁迫的关键酶酶活性动态变化。实验结果表明:长期水淹生境下自然消落带野生狗牙根根系过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)酶活性均低于非水淹对照组,其中CAT酶活性显著低于对照组(P<0.01);过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)以及乙醇脱氢酶(ADH)酶活性均显著高于对照组(P<0.01)。恢复期狗牙根根系的POD和SOD酶活性均呈先降后升再降的动态变化趋势,而CAT和GR酶活性均呈先升后将再升的动态变化趋势;至恢复期的第25天4种抗氧化酶酶活性均回复至对照组水平,ADH酶活性在恢复期第5天迅速恢复至对照组水平。恢复期间CAT与GR酶活性,POD与SOD酶活性均表现出显著相关性(P<0.01)。水淹胁迫影响三峡库区自然消落带野生狗牙根根系酶活性,水淹结束后,狗牙根恢复性生长期间根系酶变化与复氧环境下抗氧化胁迫有关。

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155～165m〉145～165m〉165～175m,这意味着消落带土壤有机碳不稳定性高低的顺序为155～165m〉145～165m〉165～175m。

三峡库区消落带植物群落及分布特点的调查

[目的]调查三峡库区消落带植物种类、群落及分布特点。[方法]采用路线法,调查三峡库区秭归太平溪港至巴东楠木园的145～156 m消落带的植物分布。[结果]三峡库区消落带植物约16科27种,种类最多的科为禾本科和菊科,优势种群为狗尾草、刺苋、芝麻和狗牙根,优势植物群落为狗尾草草丛、狗尾草＋刺苋草丛、芝麻草丛、狗牙根草丛,主要分布在水位156～150 m消落带。这些1年生草本植物以种子繁殖或营养繁殖,为须根系或直根系,分别分布在地下20和40 cm左右土壤中,对库区消落带表层水土保持发挥重要作用。[结论]该研究为筛选三峡库区消落带植被恢复和水土保持的物种提供了科学依据。

基于VOR模型的三峡库区消落带2010-2020年生态系统健康评价

健康的生态系统可保障人类社会的可持续发展,三峡库区作为我国重点生态环境保护区域,其生态系统健康状况是判断库区可持续发展的重要指标。为综合诊断全面蓄水后三峡库区消落带的生态系统健康状况,研究以景观生态学理论和遥感影像数据为基础,从生态系统活力、组织力和恢复力3个方面构建VOR模型,定量评价消落带10年间的生态系统健康状况。结果表明:(1)VOR模型可适用于三峡库区消落带生态系统健康评价,具有快速、高效等特点;(2)10年间研究区生态系统健康水平总体保持良好状态,其中改善型健康特征总面积占比最大,为44.47%,消落带健康状况呈现逐年稳定并改善趋势;(3)空间分布上,健康水平数量结构呈“凸”形分布态势,库腹消落带生态系统健康状况好于库首和库尾;(4)库首消落带生态系统活力值偏低,低值面积占库首消落带面积比超过60%,需要重视。综上,通过评价消落带的生态系统健康状况,可为三峡库区消落带生态系统保护与修复提供参考和决策支持。