三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤理化性質(zhì)和植被動(dòng)態(tài)變化研究.pdf

1、世界高度關(guān)注三峽水利樞紐工程，其中庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題是最重要的方面，而其重點(diǎn)是消落帶的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。三峽水庫(kù)水位變化受水庫(kù)調(diào)度所調(diào)控，水位漲落導(dǎo)致消落帶周期性出沒(méi)于水陸交替之中。在這種變化過(guò)程中，消落帶的土壤不僅受到水位漲落造成的重力侵蝕和水浪的沖擊，而且在消落帶出露成陸期還會(huì)受到雨水沖刷的影響，長(zhǎng)期持續(xù)的結(jié)果必將導(dǎo)致消落帶土壤性狀發(fā)生巨大改變；原生長(zhǎng)在消落帶的陸生植物，大多數(shù)也因難以在短期內(nèi)改變?cè)陂L(zhǎng)期系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中形成的生物學(xué)和生態(tài)習(xí)性

2、而受到生存威脅。為了減輕乃至消除消落帶的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，立足于三峽庫(kù)區(qū)消落帶實(shí)地特情，按消落帶水位高程，因地制宜，選擇適宜的植物種類(lèi)，并進(jìn)行科學(xué)的結(jié)構(gòu)配置，開(kāi)展消落帶的植被恢復(fù)和重建，是三峽庫(kù)區(qū)實(shí)現(xiàn)充分利用消落帶資源,改善消落帶生態(tài)環(huán)境狀況，促進(jìn)庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)。而揭示三峽水庫(kù)運(yùn)行后，消落帶土壤理化性質(zhì)和植被的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。本文基于連續(xù)3年對(duì)秭歸和巫山消落帶監(jiān)測(cè)樣地土壤理化性狀和

3、植被動(dòng)態(tài)的定位觀測(cè)，對(duì)消落帶不同水位高程土壤的理化性質(zhì)和植被動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明：
　　（1）三峽庫(kù)區(qū)消落帶受水位漲落影響后，土壤物理性狀發(fā)生了很大改變。在消落帶海拔156-172m區(qū)段，不同土層經(jīng)歷1個(gè)水位漲落周期的影響后，土壤密度增加了2.69-16.72％，總孔隙度降低了1.73-16.25%、毛管孔隙度降低了7.09-22.82%、非毛管孔隙度降低了16.26-48.21%，最大持水量降低了2.79-14.66%、毛

4、管持水量降低了9.31-15.87%、田間持水量降低了5.05-22.71%，0-10cm土層的粗砂粒含量增加了29.43%，細(xì)沙粒含量減少了9.17%，粉砂粒含量減少了10.94%，粘粒含量減少了17.60%。
　　在消落帶海拔145-156m區(qū)段,不同土層經(jīng)歷3年水位漲落影響和經(jīng)歷2年水位漲落影響后的測(cè)定結(jié)果比較,土壤密度增加了3.58-8.48%，總孔隙度降低了3.59-20.20%、毛管孔隙度降低了5.05-22.65%、

5、非毛管孔隙度降低了12.19-41.60%，最大持水量降低了4.63-26.29%、毛管持水量降低了2.61-28.64%、田間持水量降低了3.30-25.49%。0-10cm土層的粗砂粒含量增加了47.10%，細(xì)沙粒含量增加了25.37%，粉砂粒含量減少了64.83%，粘粒含量減少了43.88%。
　　方差分析結(jié)果表明，土壤表層（0-10cm）受到水位漲落的影響最為顯著。
　　（2）基于監(jiān)測(cè)樣地調(diào)查結(jié)果表明：受水位漲落的影

6、響，消落帶土壤養(yǎng)分含量總體呈下降趨勢(shì)，但不同養(yǎng)分測(cè)定指標(biāo)的下降速率有所不同。
　　在消落帶海拔156-172m區(qū)段，經(jīng)歷1個(gè)水位漲落周期后，不同土層的速效N含量減少了41.53-59.87%，速效P含量減少了5.34-36.57%，速效K含量減少了3.55-45.46%，全N含量減少了5.75-40.11%,全P含量基本上沒(méi)有變化,全K含量略有減少，有機(jī)質(zhì)含量減少了12.15-37.83%。pH值趨于中性化，變化幅度為1.82-9

7、.53%。與未受影響時(shí)比較，土壤速效N含量和土壤有機(jī)質(zhì)含量在p<0.05水平上達(dá)到差異顯著程度。
　　在消落帶海拔145-156m區(qū)段，對(duì)經(jīng)歷2個(gè)和3個(gè)水位漲落周期影響后的測(cè)定結(jié)果比較，不同土層的速效 N含量減少了34.6-59.63%,速效P含量減少了30.97-70.32%，速效K含量減少了6.10-17.58%，全N含量減少了14.02-45.60%，全P含量減少了1.34-40.13,全K含量略有減少，土壤有機(jī)質(zhì)含量減少了

8、10.82-34.43%。土壤pH值繼續(xù)向中性發(fā)展，變化幅度為1.63-5.29%。0-10 cm土層，經(jīng)歷2個(gè)和經(jīng)歷3個(gè)水位漲落影響后的土壤速效N、速效P和全效N含量等，在p<0.05水平上達(dá)到差異顯著程度。
　?。?）在消落帶海拔156-172m區(qū)段，經(jīng)歷1個(gè)水位漲落周期影響后，消落帶植物種類(lèi)數(shù)量急劇減少，減少幅度因監(jiān)測(cè)樣地而異，總的變化范圍在28.30-34.55%，平均約為34%。植物生活型組成發(fā)生了較大變化。其中，草本植

9、物種類(lèi)增加了13.56%，灌木樹(shù)種減少了72.63%，喬木樹(shù)種減少了84.62%；受水位漲落影響前后，各監(jiān)測(cè)樣地中植物的重要值發(fā)生了顯著變化，一些較適應(yīng)的草本植物在樣地的重要地位得到提升。草本植物的Shanon-winner多樣性指數(shù)，Sinmpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，PIE種間相遇幾率，Pielou均勻度指數(shù)等均表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。
　　對(duì)消落帶海拔145-156m區(qū)段所有監(jiān)測(cè)樣地的調(diào)查資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的結(jié)果表明，2007年（經(jīng)歷1個(gè)水位漲

10、落周期）消落帶出現(xiàn)了114種植物，2008年（經(jīng)歷2個(gè)水位漲落周期）時(shí)減少到95種，2009年（經(jīng)歷了3個(gè)水位漲落周期）減少到31種。從2007年到2009年植物種類(lèi)的減少幅度為72.81%。截止2009年調(diào)查時(shí)，消落帶生存下來(lái)的物種基本上都是草本植物。隨著水位漲落周期的增加，多年生草本所占比例在逐年下降，而一年生草本所占比例逐年增加。消落帶草本植物的物種多樣性總體仍呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
　　（4）基于監(jiān)測(cè)樣地保存植物重要值大小的排序，

11、初步認(rèn)為以下植物可以作為三峽庫(kù)區(qū)消落帶不同海拔區(qū)段植被恢復(fù)和建設(shè)中比較適宜的植物材料：
　　在消落帶海拔156-172 m區(qū)段（消落帶的中淺水位區(qū)）可供選擇的草本植物是：香附子、狗尾草、旱蓮草、毛馬唐、鐵莧菜、斑茅、柔弱斑種草、野茼蒿、粽葉狗尾草、地瓜藤、霧水葛、鼠麴草、馬唐、白背莓、青蒿、少花龍葵、狼把草、野菊、酢漿草、磯雉草、野塘蒿、合基苔草、蜈蚣蕨、青葙、雀稗；灌木樹(shù)種是：君遷子、白毛桐、江南越橘、金櫻子、湖北算盤(pán)子、馬桑、

12、黃荊、鹽膚木、假奓苞葉、鐵仔、馬棘、華東葡萄；喬木樹(shù)種是：烏桕、復(fù)羽葉欒樹(shù)。
　　在消落帶海拔145-156 m區(qū)段（消落帶的深水位區(qū)）可供選擇的草本植物是：三數(shù)馬唐、馬唐、金色狗尾草、牛鞭草、香附子、狼把草、碎米莎草、蒼耳、旱蓮草、水牛草、霧水葛、野茼蒿、野塘蒿、狗尾草、苦蘵、粽葉狗尾草、旱稗、狗牙根、空心蓮子草、藎草、牛筋草、龍葵、紅果黃鵪菜、綠莧。由于此區(qū)段淹水時(shí)間最長(zhǎng)，淹水深度最深，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，目前尚未發(fā)現(xiàn)可供選擇的喬木