Changes in Contents of N,P,K,pH and Organic Matter of Soil Experiencing Hydro-Fluctuation in Three Gorges Reservoir

Setting monitoring transect in the middle and shallow water area(altitude 156-172 m) in Three Gorges reservoir hydro-fluctuation belt to research the changing characteristics of the contents of N, P,K,pH and organic matter of the soil which experienced the influence of fluctuation the first time. The results showed that by the influence of water level fluctuating,contents of soil N,P,K,pH and organic matter had reduced in different soil layers in hydro-fluctuation belt.The available N decreased by 41.53%-59.87%,available P decreased by 5.26%- 36.76%,available K decreased by 3.55%-45.56%, total N decreased by 9.52%-40.00%,total P had no change generally,total K had decreased a little, content of organic material decreased by 7.62%- 37.83%%,pH value turned to neutral,changed by 1.73%-9.58%.

发挥长江经济带关键骨干作用 促进三峡工程安全运行和库区高质量发展

三峡工程是“国之重器”,具有防洪、发电、航运、水资源利用等巨大的综合效益,是长江的骨干性、控制性水利枢纽工程,在长江大保护与长江经济带高质量发展中发挥了巨大的作用。按照习近平总书记关于三峡工程“一个标志、三个典范”的高度评价,文章准确把握了三峡工程和三峡库区在长江经济带发展中的关键骨干作用,深入理解了三峡工程安全运行和库区高质量发展面临的新形势新要求,合理确定了世界水工程安全运行管理典范、国家重要淡水资源战略储备库、生态优先绿色发展和谐稳定共同富裕示范区、人与自然和谐共生三峡新文化引领者等四大战略定位,系统谋划了促进三峡工程高水平安全运行和库区高质量发展的具体实施路径。

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,

模拟三峡库区消落带土壤水分变化对落羽杉幼苗光合特性的影响

为三峡库区消落带植被恢复建设进行适生树种优选,本研究模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征设置了常规生长水分条件、轻度干旱水分胁迫、土壤水饱和以及水淹4个不同处理组,研究落羽杉当年实生幼苗光合特性以及生理生态适应机理.研究结果表明,不同水分处理均显著影响落羽杉幼苗光合色素、叶片气体交换以及资源利用效率.其中,水淹处理组光合色素含量一直处于最低,受到的影响最大且最为明显;与轻度干旱组和水饱和处理组在干重条件下的光合色素含量和对照组并无显著差异形成鲜明对比.各组叶绿素a与b比值介于2.043～2.691之间,叶绿素与类葫萝卜素含量比则介于3.079～4.514之间.在轻度干旱水分胁迫环境下,落羽杉幼苗表现出较低的光能利用效率、CO2利用效率和净光合速率,其净光合速率比正常下降24.9%;相反在土壤饱和水与水淹环境下,其光能利用效率、CO2利用效率和净光合速率并未受到显著影响,仍保持与正常生长条件下一致的水平.在整个实验期,落羽杉幼苗各组的水分利用效率均随时间延长而持续增加,以水淹组增幅最小,常规生长组最大.研究证实落羽杉树种具有喜水和耐水淹生理学特性,完全可以考虑将落羽杉树种列为三峡库区消落带防护林体系建设树种之一,但应避免将其置于干旱环境之中.

三峡库区消落带芦苇(Phragmites communis(reed))的光合生理响应和叶绿素荧光特性

模拟三峡库区消落带土壤含水量变化特征,设置了T1(淹水超过土壤表面2cm)、T2(土壤含水量为田间持水量的70%～100%)、T3(土壤含水量为田间持水量的40%～60%)3个不同处理组,用嘉陵江江水灌溉芦苇(Phragmites communis(reed)),研究了三峡库区不同消落带带位土壤不同含水量条件下芦苇穗期的光合生理生态响应机理和适应对策。结果表明,土壤不同含水量对芦苇植株光合色素、叶片气体交换参数、资源利用效率以及叶绿素荧光参数有不同影响。其中,T1的光合色素含量最低,T3的类胡萝卜素含量最高。在T1条件下,芦苇表现出较低的光能利用率(LUE)、CO2利用率(CUE)、净光合速率(Pn)、电子传递速率(ETR)和光化学荧光猝灭系数(qP),但与其它耐水淹植物相比,T1条件下的穗期芦苇仍具有较高的光合速率(17.067μmol.m-.2s-1),说明芦苇具有较强的耐水淹能力。在T2和T3条件下,芦苇具有较高的光能利用率(LUE)、CO2利用率(CUE)、净光合速率(Pn)、电子传递速率(ETR)和光化学荧光猝灭系数(qP)。水分利用效率(WUE)大小顺序为T3>T1>T2。虽然T1的PSII有效光化学量子产量(F′v/F′m)最高,T2的光化学荧光猝灭系数(qP)最大,而T3的电子传递效率(ETR)和非光化学淬灭系数(NPQ)最高,表明在高光强和高温条件下,T3具有较强的热耗散能力,能有效保护光合机构,因而光合速率最高(20.47μmol.m-.2s-1)。研究证实芦苇不仅具有耐水湿的特点,还具有耐旱性,芦苇适合作为三峡库区消落带植被恢复建设禾本科先锋物种。

三峡水库巫山-秭归段典型消落带植被空间分异研究

消落带植被是三峡水库生态系统的重要组成部分,对于确保水库安全和库岸社会经济发展起着重要作用。消落带植被的空间分布及优势植物组成是消落带治理植物材料选择的重要依据。本研究基于三峡水库干流巫山—秭归段典型消落带的植被调查,研究消落带植被的物种多样性、植物生活型、优势植物的空间分布特征及其变化规律。结果表明:随着海拔的下降,消落带植被的物种多样性减少;1年生草本植物在群落中所占比例增加,多年生草本植物所占比例因地而异(巫山消落带为增加,秭归消落带为减少),木本植物所占比例减少。淹水较深区段消落带植被的优势植物主要是莎草科的莎草和禾本科的狗牙根、毛马唐、狗尾草及菊科的鬼针草等;淹水较浅区段的优势植物种类有所增加,但处于优势的仍然是莎草科、禾本科和菊科植物。能够在淹水区段存活的植物大多具有发达的通气组织、特殊的繁殖特性及对淹水和干旱环境有较强的适应能力。

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.

水淹对三峡库区消落带中山杉生长的影响

基于野外实地栽植试验,对重庆市万州区消落带历经1 a、3 a、6 a水淹后的中山杉在各水淹高程的保存率及树高、胸径、地径和冠幅进行研究。结果表明:(1)1次水淹后,166~175 m高程段内中山杉的保存率为100%;3次水淹后,168~175 m高程段保存率为100%;6次水淹后,170~175 m高程段保存率为98%。(2)中山杉的树高、胸径、地径和冠幅总体上随高程的降低而变小;但在一定高程范围内,水淹胁迫程度变强反而会促进中山杉树高的生长。(3)水淹初期,水淹对中山杉生长的影响显著;随着水淹次数增多,水淹对中山杉的影响不显著。(4)中山杉在地势低洼地带的保存率明显降低,但在根系裸露的条件下仍能正常生长。(5)中山杉能够改善土壤理化性质,有利于防止消落带水土流失。

香根草形态性状和光合特性对三峡库区消落带水陆生境变化的响应

基于定位观测,研究三峡库区消落带淹水区和未淹区香根草的形态性状、生物量、光合参数和资源利用效率,并对其适应机制进行讨论。结果显示:(1)香根草可以在消落带每年淹水期4个月左右、淹水深度小于9m的海拔区段存活。(2)淹水区香根草的地上部分多数形态性状指标较未淹区有所降低,降低幅度随香根草露出水面恢复生长的时间长短而异。(3)淹水区香根草总生物量、地上部分生物量分别减少10.58%、48.46%,而根径、根系长度、根系数量、根幅、地下生物量以及地下/地上生物量的比值分别提高12.50%、24.13%、19.09%、78.46%、30.04%、151.71%;同期香根草的蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度分别减少20.75%、9.19%和10.04%,而净光合速率、水分利用效率、表观CO2利用效率分别提高7.23%、36.47%和63.64%。研究表明,加速根系分蘖和生长、增加叶片长度和地下生物量,降低植株高度、减少蒸腾、提高水分和CO2利用效率是香根草对三峡库区消落带水陆生境变化的适应对策。

三峡库区消落带岸坡岩体劣化特性测试及质量评价

三峡库区自2003年首次蓄水以来,在库水位周期性升降作用下,消落带岸坡岩体的物理力学性质逐渐劣化,从而引发多次岩质岸坡的失稳破坏,严重影响和威胁库区航道运营安全。以三峡库区典型的泥质粉砂岩、泥灰岩、灰岩岸坡为研究对象,应用地质雷达、回弹仪对消落带及高水位以上的岩质岸坡进行岩体质量测试,采用钻孔取芯及室内声波测试进行验证,对岩体劣化性质进行了质量评价。研究认为三峡库区岸坡岩体的劣化模式分为溶蚀塌落型、层面龟裂型、层间碎裂型和侵蚀剥落型4类,并提出了水库岸坡岩体质量劣化性质的现场评价方法与指标体系。研究成果对于大型水库岩质岸坡岩体质量劣化评价及稳定性分析具有指导和参考价值。

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。

三峡库区消落带芦苇穗期光合生理特性研究

三峡水库运行时,在库区两岸将形成周期性变化的水陆交错地带即消落区,它是陆地和水生生态系统的交错地带,具有生态脆弱性、生物多样性、水分变化周期性和人类活动的频繁性等特点,它对水、陆生态系统具有重要影响。同时,它也面临着严峻的生态与环境问题。以嘉陵江岸边的常见芦苇Phragmites communis(reed)为研究对象,模拟三峡库区消落带土壤含水量变化特征,设置了T1(淹水超过土壤表面2 cm)、T2(土壤含水量为田间持水量的70%—100%)、T3(土壤含水量为田间持水量的40%—60%)3个不同处理组,用嘉陵江江水灌溉芦苇,研究三峡库区不同消落带带位土壤不同含水量条件下芦苇穗期的光合生理生态响应机理,为消落带植被恢复重建和生态环境保护提供理论依据。实验结果表明:土壤不同含水量显著影响了芦苇穗期的叶片水分含量、表观光量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP),而最大净光合速率(Amax)和光饱和点(LSP)没有受到显著影响。T1、T2和T3的最大净光合速率Amax值分别为17.63、19.13和20.97μmol CO2/m2.s。T3的表观光量子效率AQY值为0.055μmol CO2/μmol hotons,且明显(P<0.05)高于T1(0.042μmol CO2/μmol Photons)和T2(0.046μmol CO2/μmol Photons)。这表明T3条件下芦苇的光能转化率高,光合能力强,并且T3的水分利用效率(WUE)和光量子利用效率(QUE)最高,自由水/束缚水比值最小,说明芦苇具有较强的抗干旱的能力。光补偿点LCP中T2的值为35.43μmol/m2.s,该值明显地(P<0.05)高于T1(14.55μmol/m2.s)和T3(12.79μmol/m2.s)。T1、T2和T3的光饱和点LSP分别为912.5、803.89和897.22μmol/m2.s,表明T1条件下芦苇对光的利用范围较宽,并且T1的Ci值最大,光合作用的源物质多,Rd值最小,暗呼吸所消耗的底物少。与其他耐水淹植物相比,T1条件下芦苇具有较高的Amax(17.63μmol/m2.s),说明芦苇具有较强的耐水淹能力。因此,研究表明芦苇不仅具有耐水湿的特点,还具有耐旱性,芦苇可以作为三峡库区消落带植被恢复重建和生态环境保护的禾本科先锋物种。

三峡库区黄陵背斜形成机理及与滑坡群关系

黄陵背斜、秭归向斜是三峡地区构造地质研究热点之一,前人将其划归于秦岭造山带的组成部分,认为是东西向构造后期改造的结果;分布于此区的仙女山断裂是否穿越长江也是争论的焦点问题之一。这些问题的解决对澄清研究区地质灾害分布特征具有重要意义。笔者在前人研究的基础上,从沉积学、构造地质学角度,在大量野外地质研究工作的基础上,提出了新的看法:黄陵背斜、秭归向斜、当阳向斜、仙女山断裂同属统一的构造体系,其形成和演化与中国东西部构造格局的变迁一致,黄陵背斜具有断层相关褶皱的特点,秭归向斜具有前陆挠曲型盆地构造属性;仙女山断裂形成之初具有传递断层的属性,后期又经历了引张、挤压演化过程,不存在跨越长江向北延伸的问题;受秭归向斜沉降幅度以及东西向构造与南北向构造复合影响,在研究区形成3个滑坡聚集区,分别为贾家店滑坡聚集区、八字门—向家店滑坡聚集区、兴山县城附近滑坡聚集区。

三峡水库消落带斜坡岩体劣化过程地质强度指标研究

三峡库区消落带岩体劣化研究多针对室内岩样,难以应用到现场岸坡稳定性分析评价中。本文开展了水库实际运行状态下原位跨孔声波测试和井下电视,获取了不同深度下岩体物理力学参数,改进了GSI系统对岸坡劣化带岩体的描述,拓展了广义Hoek-Brown(H-B)准则在劣化带岩体强度动态评价中的应用,得出主要结论如下:广义H-B准则可以评估、描述原位岸坡岩体强度,结合水位循环消落原位跨孔声波测速,改进并构建了GSI量化取值方法;GSI结合广义H-B准则得到的特征深度强度包线表明,三轴受压应力状态可以提高岩体强度,且可明显抑制岩体劣化;脆-延转换线σ1=4σ3计算的H-B准则适用范围表明GSI系统对岩体劣化评价有宽泛的适用性,且随着GSI下降适用范围下降;通过指数回归构建了考虑劣化过程的GSI(t)、Erm(t)时效曲线,并基于GSI(t)解得不同深度结构面处二、三维强度劣化包线。强度劣化包线显示表层结构面的劣化敏感性高于深层,且表层受劣化影响H-B准则适用范围下降最明显;结合多层面GSI(t)曲线可得三维结构面GSI(t,h)时空函数。这种基于消落带原位跨孔声波的GSI(t)时效函数以及二、三维结构面强度劣化包线分析方法为岸坡岩体劣化评估、稳定性分析和工程治理提供了更加科学合理的新途径。

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。

三峡库区松软堆积型消落带植被恢复引种可行性分析

面对生态问题日益严重的三峡库区消落带,目前最为可行的治理措施是植被恢复结合工程的方法,而植被恢复的首要问题是目标植物的筛选.然而面对突如其来的反季节性涨落周期和极大水位落差(30m)的消落带,当地植物难以在短时间内适应这种变化了的生境,目前三峡库区消落带成了次生裸地.针对三峡库区松软堆积型消落带特点,查阅大量国内外关于耐淹植物的生活型谱及其适应机理等研究成果,初步筛选出4种目标植物Barringtonia acutangula,Nyssa aquaticaL.,Franxinus pennsylvanicaMarsh,Salix humboldtiana,并按照每种植物的形态、分布、原生境特点(包括光温水土)、生长发育等详细分析了这些植物对库区松软堆积型消落带的适应性以及引种的可行性,以期为库区植被恢复实践中目标植物的选择提供科学依据.

水淹-干旱交替胁迫对湿地松幼苗盆栽土壤营养元素含量的影响

模拟三峡库区消落带水位变化,对1年生湿地松幼苗土壤的营养元素含量进行研究。试验设对照(CK)、连续性水淹(CF)和周期性水淹-干旱(PF)3种不同水分处理,每种水分处理均设置湿地松幼苗土壤与无植物对照土壤。测试的土壤指标包括有机质(OM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量以及pH值。结果表明:与无植物对照土壤相比,湿地松幼苗实生土壤在PF组的土壤营养元素含量均有显著增加(pH与AK除外);湿地松实生土壤在CK组的AK含量显著低于无植物空白对照组。除pH外,水分对湿地松土壤营养元素含量均有显著影响,湿地松土壤PF组的OM,AN,AP,TK含量显著高于CF与CK组;无植物组的土壤磷、钾含量均不受水分含量的显著影响。相关性分析可知:OM与AN,TN,TP呈极显著正相关,全量N,P,K含量之间为显著或极显著正相关。湿地松在正常的生长条件下需要较多钾元素,并能有效改变不同水分条件下土壤养分含量的变化;水淹条件能促进湿地松土壤P,K的释放,并提高AP含量;这与水淹-干旱交替性变化加速湿地松土壤有机质的积累形成鲜明对照。若将湿地松幼苗种植于三峡水库库岸带,有可能由于土壤N,P营养元素含量的增加而促进水体富营养化问题的产生。

模拟三峡库区消落带土壤水分变化条件下落羽杉与池杉幼苗的光合特性比较

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(CK组,土壤含水量为田间持水量的60%～63%)、轻度干旱水分胁迫(T1组,土壤含水量为田间持水量的47%～50%)、土壤水饱和(T2组,土壤表面一直处于潮湿状态)以及水淹(T3组,苗木根部淹水超过土壤表面1 cm)4个不同处理组,对落羽杉和池杉当年实生幼苗的光合特性以及生理生态适应机制进行对比研究.研究发现在T2和T3组,落羽杉幼苗的光合色素含量显著低于池杉幼苗.在CK组,2树种幼苗净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、水分利用效率WUE、表观光能利用效率LUEapp和表观CO2利用效率CUEapp的平均值均无显著差异.但是在T2组,落羽杉幼苗的Pn、LUEapp和CUEapp平均值显著低于池杉幼苗的平均值,与之在T3组的Gs平均值显著大于池杉幼苗形成鲜明对比.在T1组,2种植物的Pn、LUEapp和CUEapp平均值显著低于其他3种水分条件下的值.池杉幼苗在T1组仍然保持着与CK组一致的Tr和Gs平均值,与落羽杉幼苗在T1组的Tr和Gs平均值显著低于CK组形成对比.研究结果表明,落羽杉和池杉均具有耐水湿性特点,均可考虑列为三峡库区消落带防护林体系建设树种.但池杉树种的耐旱与耐水湿特性优于落羽杉,最适宜于在土壤饱和水环境中生长.

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。