三峡水库忠县至秭归县段消落带植被群落特征研究

为了研究三峡水库周期性的水位调节对消落带植被群落特征的影响，选择重庆忠县至宜昌秭归段的消落带植被群落进行研究，运用重要值和多样性指数分析不同高程的植物种类组成、生活型分布特征及物种多样性。结果表明：（1）研究区域统计植物共32科70属73种，禾本科、菊科和豆科是3个优势科，单种、属现象明显；狗牙根、苍耳、鬼针草、苘麻、鳢肠、酸模叶蓼、莲子草是3个高程的共存种，其中，狗牙根和苍耳在3个高程均为优势物种。（2）研究区域共统计11种植物生活型，在消落带下部和中部，一年生草本植物占绝对优势；在消落带上部，多年生草本植物成为优势生活型，生活型类型多样化，蕨类、藤本、灌木以及乔木植物开始出现。（3）消落带植物群落的丰富度、多样性、均匀度指数均随海拔变化表现出显著差异，并且随海拔升高呈现上升趋势。由此可见，水位变化对植物群落结构和物种多样性产生很大影响，在低海拔区段，消落带物种组成简单化，耐水淹和繁衍能力强的植物成为优势物种；随着海拔上升，水淹胁迫减弱，出现更多适应水位变化的植物种类，使植物群落沿海拔变化形成不同的分布特征。这些研究结果对三峡库区消落带生态修复植物的筛选，以及物种多样性的提高具有参考价值。     

三峡水库蓄水对长江干流河岸植物组成的影响

三峡水库采取“冬蓄夏泄”的水位调度方式，导致淹没区的原河岸带和陆地植物及其群落的大量消失，并将逐渐形成适应消落带环境的植物群落。在忠县选择长江干流北岸典型区域建立固定样区，对蓄水前（2007年）后（2015年）158~173 m高程段植物组成变化进行研究。结果发现：（1）蓄水前，样区共有维管束植物106种（隶属47科96属），优势植物生活型为多年生草本、一年生草本和灌木；蓄水后维管束植物种类下降了45.28%，只有58种（隶属26科51属），其中多年生草本所占比例由蓄水前的40.57%上升为43.10%，一年生草本由蓄水前的28.30%上升为48.28%，灌木已不再是优势植物生活型。（2）蓄水后，狗牙根（Cynodon dactylon）的重要值由蓄水前的1.72%增大到45.06%，荩草（Arthraxon hispidus）和白茅（Imperata cylindrica）则由之前的6.81%和16.48%下降到0。样区下部的优势物种由蓄水前的荩草、白茅和喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）变为狗牙根、稗（Echinochloa crusgalli）和水蓼（Polygonum hydropiper）；样区中部的优势物种由蓄水前的荩草和白茅变为狗牙根、苍耳（Xanthium sibiricum）、鬼针草（Bidens pilosa）和喜旱莲子草；样区上部的优势物种由蓄水前的白茅变为狗牙根、鬼针草和狗尾草（Setaria viridis）。（3）蓄水前，158~173 m物种数范围为42~66，各高程段物种数无明显变化趋势；蓄水后，158~173 m物种数范围为14~43，各高程段物种数差异明显，且呈现出随高程上升而增加的趋势，而物种多样性指数和物种均匀度指数均未随高程变化呈现出明显的变化趋势。研究表明，三峡水库运行导致消落带植物种类下降了近50%，许多不适应水淹的物种消失或优势度减小；一些克隆能力强的多年生草本竞争优势明显，部分种子扩散能力强的一年生草本依靠种子休眠的形式躲避冬季长期淹水，也能适应消落带这种特殊的生境；不同高程段消落带生态系统受淹水深度、淹水时间、淹水频率的影响不同，导致植物群落的物种组成和物种分布存在显著差异，特别是优势种变化明显。 关键词： 狗牙根；一年生草本；多年生草本；物种丰富度；水位变动     

水位变动下三峡库区消落带植物群落特征

水位变动是湿地的基本特征之一，对湿地生态系统意义重大。为了解水位变动对三峡库区消落带植物群落的影响，于2010年8月对白夹溪消落带植物群落进行调查，采用TWINSPAN分类法对植物群落进行分类。结果表明:共发现维管植物85种，隶属34科70属；植物群落可划分为18个类型，狗牙根等5种群落为白夹溪消落带代表性植物群落；随着淹水程度的加深，群落组成呈现出由旱生植物到湿生植物的过渡趋势；植物群落香农指数、均匀度指数、丰富度指数和生物量指数随水位梯度呈“∧”型变化趋势，辛普森指数呈“∨”型变化趋势。与156 m蓄水周期相比，植物物种数量、群落类型及组成、多样性均发生改变。水位变动是消落带新生湿地植物群落变化的主要驱动因子     

三峡库区香溪河消落带植被多样性及分布格局研究

研究三峡大坝蓄水10 a后香溪河消落带不同高程区域植被的物种组成、群落多样性及其空间分布特征,旨在为库区消落带生态修复中的物种选择、植被群落重建提供依据。研究结果发现:(1)香溪河消落带植被以一年生草本植物为主,物种组成比较简单。植物种群空间分布分析表明,优势种种群均属于聚集分布;(2)随着高程的增加,α多样性指数中Patrick丰富度、Shannon-wiener多样性和Pielou均匀度呈增加趋势,而Simpson优势度则与其它三个指数相反呈递减的趋势;而β多样性指数中Cody指数、Wilson-Shmida指数、Jaccard指数和Sorenson 指数均呈增加趋势;(3)推荐狗牙根、马唐、狗尾草和香附子4种植物作为三峡库区香溪河消落带植被恢复的备选草本物种。     

三峡水库消落带优势草本植物残体淹水后温室气体排放特征

三峡水库消落带淹水后植物腐烂分解，向水体释放碳、氮养分，可能导致二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH ₄）和氧化亚氮（N₂O）等温室气体（GHGs）排放，消落带可能成为大气GHGs的排放源，但目前植物淹水腐解导致的GHGs排放还缺乏定量研究。选择三峡水库消落带优势草本植物狗牙根（Cynodon dactylon (Linn.) Pers.）、水蓼（Polygonum hydropiper）、鬼针草（Bidens bipinnata Linn.）和苍耳（Xanthium sibiricum Patrin ex Widder.）的茎叶，开展为期120 d的室内浸泡模拟淹水实验，测定植物残体干重、上覆水的水化学指标和养分浓度并监测其动态变化，同时测定水-气界面GHGs排放速率，旨在查明消落带植物残体淹水后的GHGs排放过程和通量及其植物种间差异。结果表明:植物残体淹水初期（前15 d）干重下降较快，随后下降变缓，其中苍耳干重损失最大，狗牙根干重损失最小；植物残体淹水初期（前15 d）水-气界面的GHGs快速排放，淹水第4~7 d达到峰值，中后期（第30 d起）平稳排放，鬼针草和苍耳淹水后水-气界面GHGs排放速率显著高于狗牙根和水蓼（P<0.05），鬼针草和苍耳淹水后CO ₂和CH₄累积排放量显著高于狗牙根和水蓼，苍耳、鬼针草和水蓼淹水后N₂O累积排放量显著高于狗牙根，总体而言，狗牙根淹水后GHGs排放量最低；消落带优势草本植物残体淹水后的CO₂和CH ₄排放速率随上覆水的DOC浓度升高而增加， N₂O排放速率与上覆水的NO^-₃-N浓度具有正相关关系，受NO^-₃-N浓度驱动。同时，植物形态和其碳氮含量影响植物淹水分解速率、进而影响养分释放和GHGs排放。     

洪湖湖滨带植被现状以及近五十年的变化分析

洪湖湖滨带是洪湖湿地的重要组成部分,具有涵养水源、保持水土、截污缓冲、维持生物多样性的功能。为了解洪湖湖滨带植被现状及变化过程,进行了洪湖湖滨带植被调查,结合土地利用实地勘察和卫片分析,结果显示空心莲子草、马唐、狗尾草、葎草、小飞蓬、菰、莲、芦苇、凤眼莲和浮萍综合优势比高,是洪湖湖滨带优势种。物种数较20世纪60年代明显减少。其中入侵种空心莲子草和凤眼莲在各样地出现的频率很高。以全部植物种计算,湖滨带植被Shannon-Weaver指数在1.50~2.98之间,Simpson指数在0.7~0.9之间,但以水生植物种计算,多样性明显降低,其Shannon-Weaver指数处在0.69~2.29之间,大多数均小于2,Simpson指数在0.50~0.89范围变动。根据卫片分析,2011年湖滨带水位变幅区面积为62.72km2,与60年代相比缩减71.4%,实地勘察证实洪湖原有湖滨带大部分已被开发成鱼塘和居住地。综合调查结果和历时资料表明,洪湖湖滨带植物种类减少,多样性降低,生态功能显著降低。     

长江干流宜昌-监利段洲滩湿生植物群落特征及其驱动因子分析

为了解长江干流洲滩湿地植物的群落结构特征及其驱动因子,于2018年3～5月对干流宜昌-监利5个江段洲滩的湿生植物开展了调查。共采集湿生植物88种,隶属于26科73属,其中菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、蓼科(Polygonaceae)占优势,狗牙根、薹草、牛鞭草、虉草为主要优势种。采集样方平均种类数为6种,平均密度为88.9 ind/m~2,平均生物量(地上部分干重)为55.8 g/m~2。采集洲滩湿生植物群落结构时空差异较大。枝城江段洲滩样方物种数、密度和生物量均为最大,荆州洲滩均最小。样方密度在3～5月间呈下降趋势,生物量则呈上升趋势。划分了薹草、狗牙根、牛鞭草-紫菀等10个稳定群落。典范对应分析表明湿生植物群落组成主要受到黏粒比例、相对水面高程、土壤含水率以及土壤总有机质含量的影响,其中影响最大的是黏粒比例。样方总生物量沿相对水面高程、总有机质、土壤含水率的变化趋势一致,即先增大后减小;而与黏粒含量的关系不明显。分析认为洲滩湿生植物分布格局是在水文过程影响下,由底质、水分及营养共同作用的结果。     

三峡水库小江消落区生境异质性对植物群落影响

以三峡水库小江消落区为研究区域,于2009~2011年研究了植物群落特征及其与消落区坡度、土壤理化因子的关系。研究表明：小江消落区有维管束植物146种,其中草本植物有134种。优势度大于0.02的物种主要有苍耳、香附子、狗牙根、马唐、白茅和小白酒草等19种。坡度影响土层厚度和土壤容重,进而影响植物分布。线性回归分析表明植物鲜重与地形坡度负相关（P＜005）,与土壤全氮（P＜001）、全磷（P＜005）、全钾（P＜001）、有效氮（P＜001）和有效钾（P＜005）含量正相关,而土壤有效磷和pH值对植物鲜重的影响不显著（P＞005）。多元逐步回归分析表明影响植物鲜重的主要环境因子为土壤容重和全氮。冗余分析（RDA）表明影响植物重要值的主要环境因子为高程和土壤有效氮。2009～2011年,物种的优势度发生了变化,狗牙根、水蓼和醴肠的优势度增加,而荩草、鬼针草、黄花蒿和艾蒿的优势度下降     

撂荒地喜旱莲子草入侵群落特征与种间联结研究

喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)是一种外来多年生杂草，其入侵给我国生态系统和社会经济造成巨大损失。为有效观测与评估撂荒地喜旱莲子草入侵的危害程度，以江汉平原湖区不同撂荒年限的喜旱莲子草入侵群落为研究对象，在江汉平原湖区设置60个1 m×1 m样方(撂荒1年、撂荒3年、撂荒5年各20个),采用χ²检验、联结系数、匹配系数、Spearman秩相关系数与Gordon M稳定性测度法分别对其种间联结性与群落稳定性进行研究，结果表明：(1)撂荒1年群落物种数共32科57属62种，撂荒3年群落物种数共26科54属61种，撂荒5年群落物种数共23科45属49种，三类群落均以禾本科(Gramineae)和菊科(Asteraceae)植物为主，喜旱莲子草与稗(Echinochloa crusgalli)的优势度占据主体地位，且与撂荒1年相比，撂荒3年和撂荒5年群落中入侵植物喜旱莲子草的优势度分别增长3.031%和8.408%。(2)从VR值来看，撂荒1年喜旱莲子草入侵群落呈不显著负关联，撂荒3年和5年群落均呈显著正关联。χ²...     

镇江内江湿地植物群落演替动态研究

采用“空间代替时间”方法,于镇江内江湿地选择4类典型样地,分别代表群落演替的4个不同时间段,从物种组成、多样性及生活型等方面研究湿地植被的演替规律,从而探索受损群落的修复途径。结果表明：不同演替阶段植物群落的物种组成、多样性指数和生活型变化明显。物种丰富度指数和多样性指数随演替呈上升趋势,且演替中后期最高,均匀度随演替递增,而优势度递减;在生活型上,多年生草本的重要值随演替先降后升,其物种数逐渐上升并在后期维持相对稳定,并在各演替阶段处于主导地位。而一、二年生草本植物的重要值和物种数均为先升后降;在科属总数上,科属数随演替逐渐增加,其中,禾本科植物始终处于优势种地位。     

三峡库区消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应

三峡库区消落带坡地的自发农用较为常见,消落带的这种利用方式可能加剧养分流失并对库区水环境造成影响.通过对库区2011～2013年3个落干期消落带农用坡地的地表径流、壤中流中氮素形态与浓度进行定位监测,研究消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应.结果表明:常规施肥下,消落带农用坡地侵蚀模数为1 443 kg/(hm2·a),落干期内坡地平均径流量为230 mm,径流系数为0.58,其中壤中流流量占总径流量的77％.历次降雨产流事件中常规施肥处理时,地表径流、壤中流中TN平均浓度分别是4.85±0.85、20.73±2.05 mg/L,落干期地表径流(泥沙)和壤中流的TN流失量分别为6.63± 1.19、35.22±3.38 kg/hm2,分别占当季施肥量的2.2％、11.7％.可见,随壤中流流失是三峡库区消落带农用坡地氮素流失的主要途径.与常规施肥处理相比,减量施肥处理使地表径流(泥沙)、壤中流TN流失通量分别显著降低了25％、48％,表明减少氮肥用量可以显著降低消落带农用带来的环境风险,建议消落带农用地氮肥进行减量施肥,使其既不影响作物产量,也显著降低氮流失.     

三峡库区城市消落带生态规划与保护探讨

三峡库区消落带因反季节涨落、落差大、面积广等特点，其生态环境的保护和恢复一直是困扰世界的难题。而位于城市区域的消落带，因受人类活动的干扰强度大，生态环境更易遭受破坏。根据消落带功能的不同，将城市消落带划分为生态景观区、生态屏障区和航运枢纽区3个功能区。根据消落带生态类型的不同，以坡度和高程作为消落带类型划分主要指标，将城市消落带划分为平坝阶地型 (0~15°)、缓坡型 (15~25°)、陡坡型 (>25°)3个坡类和145~155、155~170、170~175 m 3个区段。基于城市消落带的功能分区，根据其生态类型的划分，应用生态恢复和植物配置等原理和技术，因地制宜地提出了城市消落带的生态规划与保护方案，以充分发挥城市消落带拦截降解污染物、吸附削减营养盐、提供亲水空间及改善城市景观等综合功能，为城市消落带的生态规划与管理提供决策依据和科学支撑。     

Adaptive features of leaf structure in plants of different ecological groups

It is well known that the structure of leaves plays an important role in adaptation, but there are still no accurate structural criteria to indicate ecological characteristics of the species. We have studied parameters of leaves in 100 herbaceous plant species growing in the southern taiga subzone that belong to different ecological groups in relation to irradiance and moisture supply. The results show that leaf area, thickness, and anatomical type are less correlated with ecological characteristics of the species than structural parameters of photosynthetic tissues. In the series shade-loving mesophytes—light-loving hygromesophytes—mesophytes—xeromesophytes—mesoxerophytes, the concentration of cells and chloroplasts in the leaf gradually increases by a factor of up to 7–10, their size decreases two-to threefold, and the ratio of mesophyll surface area to leaf surface area increases fourto fivefold. It is concluded that characteristics of mesophyll are of adaptive significance. A system of characters is proposed for identification of ecological groups of plants growing in the boreal zone.     

基于Landsat的近20余年东洞庭湖湿地草洲变化研究

利用多时相Landsat TM/ETM+影像,采用决策树分类法解译水域、泥沙滩地、草洲3种湿地类型,结合数字高程模型和相关水文信息,通过矩阵转移和贝塞尔曲线插值的方法,对低水位条件下东洞庭湖湿地草洲的时空变化特征进行分析。结果如下：（1）1989～2011年,草洲面积增加30506 km2,泥滩地面积减少27428 km2,水域面积呈波动状态;（2）草洲的主要扩张区域为长洲、新生洲、飘尾洲沿湖盆边缘部分、牛头洲大面积区域、武光洲 柴下洲、中洲 团洲部分;（3）草洲面积按高程分布呈先增后减特征,草洲覆盖的优势区域与非优势区域的高程分界点逐渐降低,水域和泥滩地分布的优势区域高程范围缓慢下移。草洲植被的生长分布和淹水条件关系密切,泥沙淤积和水文条件的改变都能导致淹水条件的变化,进而推进东洞庭湖草洲范围的扩张。此研究对于进一步明确洞庭湖湿地演变趋势及其形成机制具有重要意义     

近年来江苏省海岸带土地利用/覆被变化时空动态研究

海岸带是陆海生态系统交错带，具有重要的经济与生态价值，其生态环境具有脆弱性特征。海岸带的开发利用使其地区生态环境发生变化，而土地利用/覆被变化是地区生态环境变化的重要组成部分和主要原因之一。取1980、2000、2005、2008年4个时相的TM遥感影像为数据源，通过土地利用结构、土地利用多样性以及土地利用程度指数分析江苏省1980年以来海岸带土地利用/覆被变化的时空动态特征，揭示地域差异与梯度分异特征。研究结果表明：（1）江苏省海岸带土地利用结构表现为生态用地占比高，城镇与农村居民点占比低的特征。1980年以来，不同土地利用类型数量不断变化而结构相对稳定；类型趋于多样化且利用强度增加。（2）江苏省海岸带土地利用存在地域差异特征。土地利用结构存在不同模式且变化相对稳定；土地利用程度在南北方向上存在高 低 高分布特征，但逐步被打破。（3）江苏省海岸带土地利用在陆海方向上存在梯度特征。土地利用多样性陆海方向呈现低 高 低模式，土地利用强度陆海方向呈现高 中 低模式。土地利用多样性高值区逐步向海岸带中部移动；海岸带各缓冲区土地利用程度分异逐步增大。以射阳河口作为分界点，南北地区梯度规律存在差异性     

汉江中下游消落区及水域面积时空变化分析

基于1987～2017年Landsat时序数据,提取汉江中下游河流消落区及水域面积和淹没频率逐年变化信息,分析消落区及水域时空变化过程及阶段性特征。结果表明:汉江消落区呈上游宽下游窄的特征分布,消落区面积最为集中的区域位于中游的宜城-钟山口段,相对较少的区域位于下游的仙桃-汉川段。在过去30年间,汉江中下游消落区平均面积在76到256 km~2之间波动,水域面积在183～550 km~2之间变化,水域及消落区面积均呈波动特征并存在较大时空差异。汉江中下游总体淹没频率在1987～2001年间呈减小特征,2002～2017年存在增加趋势。汉江中下游大型水利枢纽工程库区的水域面积、淹没频率在水库建成后大幅度增加,消落区面积波动幅度减小;而非水库地区的水域及消落区面积无明显增减趋势。     

巢湖水陆交错带生态服务价值梯度分析

基于巢湖水陆交错带1995、2000、2007和2013年4期遥感影像提取土地利用信息,参考前人的相关研究成果,测算研究区的生态服务价值。在综合研究区实际情况和相关研究基础上采用等距离缓冲带法,对研究区生态服务价值的梯度变化进行研究。结果表明:(1)各土地利用类型的梯度变化在不同时期有较为一致的变化趋势,在不同的缓冲带内都有1~2个贡献率较大的土地利用类型;(2)在研究期内各缓冲带生态服务价值处于基本平稳的状态,其中缓冲带1到缓冲带2的变化幅度较大;(3)从生态服务价值的空间分布来看,缓冲带1的生态服务价值始终最高,外层的缓冲带5和缓冲带6由低等级到中等级平稳过度,缓冲带3和缓冲带4则始终处在低水平;(4)林地和水域对生态服务价值的贡献率与距巢湖水陆边界的距离有显著的相关性,表明林地和水域对研究区生态服务价值的影响大。     

长江经济带市域生态文明建设现状及发展潜力初探

生态文明建设是长江经济带下一阶段的工作重点之一。从生态文明和发展潜力的内涵出发,构建了耦合协调度模型和发展潜力模型,并对长江经济带生态文明建设情况进行分析。研究发现:(1)长江经济带东中西部生态文明特征差异明显,东部为经济、社会系统优势区,中部为相对协调区,西部为自然系统相对优势区;(2)当前长江经济带生态文明格局主要受经济因素的影响;(3)协调发展地区整体上表现出最佳的生态文明发展潜力,协调发展应成为长江经济带生态文明建设的重要途径。