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。

水分胁迫对枫杨幼苗生长及根系草酸与酒石酸含量的影响

模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征,设置常规生长水分条件(C组)、轻度干旱水分胁迫(MD组)、土壤潮湿(WS组)以及水淹(BS组)4个不同处理组,研究枫杨当年实生幼苗对多种水分胁迫的生理生化响应。结果表明:不同水分处理、时间以及水分与时间的交互作用对枫杨幼苗的生长、生物量、根系的草酸与酒石酸含量均产生极显著的影响(P<0.001或0.01)。与C相比,MD,WS和BS均显著降低枫杨幼苗的高生长与生物量积累,却能显著增加枫杨幼苗主根、侧根以及总根的草酸含量。BS也能显著增加枫杨幼苗主根、侧根以及总根的酒石酸含量。WS仅显著增加侧根酒石酸的含量,与MD显著降低侧根的酒石酸含量形成鲜明对照。随着处理时间的延长,枫杨幼苗根系的草酸与酒石酸含量表现出降低的趋势。由结果可知:虽然水淹、干旱的环境条件将会对当年生枫杨幼苗产生一定影响,但这些枫杨幼苗均能较好地存活下来。

三峡水库生态防护带建设的初步探讨

三峡水库运行后,消落区的生态屏障功能被大大削弱或丧失,在消落区及其以上临近区域构建生态防护带可以有效削减库区农业面源污染,降低水土流失程度,有利于三峡水库的水环境安全和可持续利用。针对三峡水库的水位节律变化特点,依据国内外河岸植被缓冲带的研究成果与管理经验,探讨了三峡水库生态防护带的定义、功能定位和宽度估算方法,并提出了三峡水库生态防护带建设的总体思路。

三峡库区消落带土壤磁性变化规律及成因探讨

为动态跟踪三峡库区消落带土壤物性在水位上涨后所受影响，选择重庆市忠县石宝寨镇长江左岸一带作为研究区，以消落带外同类型土壤作对照，从分析不同水位土壤的磁学性质入手，探究三峡库区蓄水前后土壤性质对环境变化的响应。库区蓄水后，不仅导致了消落带内土壤理化性质变化，还使土壤磁性空间分布在不同水位这一维度上发生显著改变。消落带监测断面数据显示，土壤磁性由蓄水前垂直方向上较稳定的分布，变为目前整体上随淹没水深增加而增高的特征；169～175 m高程附近，土壤磁性接近当地同类土壤背景值，而低于此高度尤其是低于157 m后，磁化率值迅速增高。磁性的变化是库区蓄水后土壤磁性矿物组成发生改变造成的，由热磁曲线可知，次生磁铁矿的加入是首要原因。扫描电镜下观测出的浑圆状磁铁矿的最可能来源是上游燃烧化石燃料排放的磁性外来污染物，其随江水输运至此并沉积吸附在土壤颗粒上。研究结果为间接监测污染物的迁移提供了依据。

三峡水库干支流悬移质泥沙及支流泥沙沉积特征——以忠县段为例

长江上游水库群的开发和利用,导致上游入库泥沙的减少,坡面侵蚀产沙贡献增加,造成三峡水库入库泥沙沉积及其来源的变化;同时,大坝蓄水使干支流之间存在水流和物质能量的交换作用,缓慢的流速导致三峡水库支流富营养化现象较突出。所以,三峡水库入库泥沙的构成,库区干支流悬移质泥沙特征以及消落带泥沙沉积过程是迫切需要研究的问题。本文选择三峡库区中游忠县境内长江干流和一级支流汝溪河作为研究对象,采集雨季7—9月长江干流和支流汝溪河悬移质泥沙和汝溪河库湾消落带沉积泥沙剖面分层样品,并测试样品的颗粒组成和Cs-137活度。结果表明:7月份低水位时期,干流和支流悬移泥沙的中值粒径分别为12.81μm和18.87μm,且支流砂粒体积百分比较干流高,说明支流悬移泥沙比干流粗;^(137)Cs比活度分别为0.87和0.65 Bq/kg,均较低。而8月份和9月份,干流悬移泥沙颗粒粗细和7月份相当,而支流悬移泥沙的平均中值粒径仅为6.05μm,与干流悬移质泥沙相比偏细;^(137)Cs比活度分别为1.23和2.16 Bq/kg。可以发现无论是干流还是支流,^(137)Cs比活度变化均表现为8月份比7月份偏高,且8月份支流^(137)Cs比活度比干流偏高。这是因为7月份是暴雨导致的表下层侵蚀泥沙,泥沙颗粒较粗且^(137)Cs比活度较低;而8月份的悬移泥沙主要归结于频繁的中小雨引起的坡面表层侵蚀产沙,泥沙颗粒较细且富含^(137)Cs。对于支流典型泥沙沉积剖面的研究表明,从2008至今,汝溪河库湾消落带泥沙总淤积厚度在7 cm左右,中值粒径介于4.6~13.7μm之间,^(137)Cs比活度的范围为1.39~1.97 Bq/kg。根据^(137)Cs比活度结合河流输沙颗粒组成的旋回分层特征,可以大致区分出雨季和旱季的沉积泥沙,初步弄清支流消落带泥沙沉积过程。

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。

密云水库库滨带区域类型划分

根据密云水库库滨带的地形地貌、环境条件和营养分布特点,对密云水库库滨带做了界定和区域类型划分。对密云水库库滨带划出3个范围带,分别为陆相库滨带(陆相带)、库岸库滨带(库岸带)和水相库滨带(水相带)。对密云水库库滨带区域的类型划分出6个区,6个亚区,27个分区和多个小区。库滨带划分可为进一步修复、利用、管理和水库富营养化防治和研究等提供依据。

水淹条件下三峡水库消落带常见草本植物的分解

对三峡水库消落带10种常见的一年生和多年生草本植物进行模拟淹水试验,研究水淹条件下植物分解释放氮磷规律和分解速率与植物组织内营养元素及结构性碳水化合物含量之间的关系.结果表明:不同物种分解速率不同,水花生的分解速率最大,分解速率常数k=0.0228 d-1,莠竹最小,k=0.0029 d-1,但一年生草本和多年生草本的分解速率差异不显著.一年生草本与多年生草本氮磷含量差异不显著,其中,双穗雀稗和鬼针草对水体氮磷含量影响最大;水花生氮释放能力较强,但对水体磷含量影响最小;水体中总氮、总磷含量与植物分解速率、植物体分解初始C含量、C∶N、木质素∶N呈显著负相关,与植物体K、Ca、N含量呈显著正相关.