三峽庫區(qū)消落帶植被生態(tài)系統(tǒng)重建的研究

1、三峽庫區(qū)消落帶植被生態(tài)系統(tǒng)重建的研究 滕衍行 馬利民 夏四清 （同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與程學(xué)院，上海；重慶三峽研究院，重慶） 摘要三峽大壩建成后，由于水位的季節(jié)性變化將會在庫區(qū)兩岸形成兩務(wù)平行的垂直落差迭 的消落帶。三峽的成庫將對消落帶原生植被系統(tǒng)產(chǎn)生毀滅性破壞，隨著人類活動的影響，消落帶 將成為河岸帶中生態(tài)系統(tǒng)中最脆弱的地帶，并嚴(yán)重制約著庫區(qū)周圍環(huán)境的演替和發(fā)展。在消落帶 成功的找到能自然生長繁殖的適生植物已成為消落帶植被恢復(fù)的先決條件和關(guān)鍵技術(shù)。本文基于 兩年間時消落帶適生植物的篩選及生態(tài)系統(tǒng)的重建的科學(xué)研究實(shí)踐，篩選出抗旱耐淹且具護(hù)坡效 應(yīng)的植物狗牙根（ ），并分析這種植物在消落帶生態(tài)重建中的

2、應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞 三峽庫區(qū) 消落帶 河岸帶 恢復(fù) 重建 狗牙根 三峽水庫年水庫全部建成完工后，為保證發(fā)電、防洪和防淤的需要，采用“蓄清排濁”的年水位調(diào)度方式，這樣一年內(nèi)在三峽庫就形成垂直落差達(dá)、面積約的水庫消落帶。庫區(qū)成庫后水位的年內(nèi)調(diào)節(jié)變化見表。 表 三峽庫區(qū)成庫后水位的調(diào)節(jié)規(guī)律 月份 水位（） 三峽三期工程完工水庫蓄水運(yùn)行后，消落帶由原來的陸生生態(tài)系統(tǒng)演變?yōu)榧竟?jié)性濕地生態(tài)系統(tǒng)。由于消落區(qū)生境的巨大改變。原有的陸生植被很難適應(yīng)新的環(huán)境，大部分將會死亡，新的植被生態(tài)系統(tǒng)很難在短時間內(nèi)建立起來消落帶的植物生態(tài)系統(tǒng)將會受到毀滅性的破壞 。同時，由于消落區(qū)地域狹窄，生態(tài)緩沖縱深小，再加上受洪澇、干

3、旱、耕作、放牧及環(huán)境污染等多因子作用。生態(tài)環(huán)境極易受到破壞，一系列突出的環(huán)境同題如水土流失、地質(zhì)災(zāi)害、面源污染與近岸水體水質(zhì)的富營養(yǎng)化以及對兩岸自然景觀破壞等會加速整個庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的惡化”。 對受損生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行植物修復(fù)是生態(tài)治理非常有效的途徑之一。國外關(guān)于消落帶植被恢復(fù)方面的研究多見于河岸帶生態(tài)恢復(fù)領(lǐng)域“，我國各類水庫消落帶均開展了生態(tài)護(hù)坡研究。由于消落帶是水庫生態(tài)環(huán)境最脆弱的地帶，該帶生態(tài)環(huán)境變化大，水位升降淹露交替水位回落時干旱瘦瘠，水位回升后則長期受淹。而通常水生植物不抗旱。旱生植物不耐淹且瘠瘦的坡面環(huán)境使一般植物難以適應(yīng)，要成功地種植合適的草種以固土護(hù)坡并保證其生態(tài)安全。看似簡單。實(shí)則

4、是世界性難題。在消落帶成功的找到能自然生長繁殖的適生植物已成為消落帶植被恢復(fù)的先決條件和關(guān)鍵技術(shù)。試驗(yàn)區(qū)概況 三峽地區(qū)位于我國中部渝東、鄂西交界，地理位置北緯。，東經(jīng)。，面積約。氣候?qū)賮啛釒駶櫄夂?，處在中亞熱帶和北亞熱帶的過渡地帶年平均氣溫為”月平均氣溫，月平均氣溫達(dá)。無霜期長達(dá)，該區(qū)降水豐富，年平均降水量在 左右，月降水占全年的，但月常有伏旱“。 由于江水的沖擊、洪水的泛濫，庫區(qū)消漲帶土壤年輕以沖積土為主，特別是消漲帶的中下部多為江水帶 國家“十五”攻關(guān)重大項(xiàng)目（），國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金（）資助。 一來的沙石堆積而成。土壤中含有大量的卵石，保水能力弱，肥力差；上部以沙壤土、石灰土、紫色土和黃

5、壤土為主，相對于中下部而言土壤顆粒較小保水保肥能力稍強(qiáng)。 實(shí)驗(yàn)室研究基地于年月建設(shè)在地處三峽腹地的重慶市萬州區(qū)五橋新田鄉(xiāng)占地畝。樣帶土壤較為貧瘠，其理化性質(zhì)如表所示。此外。由于試驗(yàn)基地在年月遭受洪水洪水退后基地被淤泥覆蓋，淤積土理化性質(zhì)如表所示。 裹 消落帶萬州試驗(yàn)基地的理化性狀分析 有機(jī)質(zhì) 全氮 全磷 全鉀 堿解氮 有效磷 有效鉀 （） （） （） （） （） （） （） 表 洪水過后淤積土的理化性狀分析 有機(jī)質(zhì) 全氮 全磷 全鉀 堿解氮 有效磷 有效鉀 （） （） （） （） （） （） （） 供試植物與研究方法 通過庫區(qū)大規(guī)模的植物群落調(diào)查，參考植物生活習(xí)性、固灘、護(hù)坡、防沖機(jī)理和生物學(xué)

6、特性，預(yù)先篩選一定數(shù)量分布較廣、生長旺盛、抗水淹能力強(qiáng)、護(hù)坡及防水土流失效果好的兩棲物種狗牙根（ ）和地瓜藤（ ）作為庫岸消漲帶植被恢復(fù)的主要品種對比植物為尼泊爾蓼（ ）、有害入侵種水花生（ ）等，另外選種應(yīng)用廣泛、耐淹且護(hù)坡效應(yīng)較好百喜草（ ）。 在試驗(yàn)基地建立標(biāo)準(zhǔn)樣帶種植各選取的植物并構(gòu)建復(fù)合群落，觀察植物競爭生長狀況。野外選取狗牙根、地瓜藤植株通過無性繁殖方法在試驗(yàn)地點(diǎn)按 的株行距整穴種植，種植時不施肥。選取尼泊爾蓼，水花生植株在試驗(yàn)地點(diǎn)按的株行距整穴種植；百喜草播種。播種量為。在觀測方面，種植個星期后觀測成活率每星期觀測次，測定或觀察株高（莖長）、分蘗數(shù)、物候期。目測每種植物的蓋度。每

7、兩周挖取一定量植物測定根系生長情況。并按以下各項(xiàng)進(jìn)行植物適生情況的比較。 此外構(gòu)建 復(fù)合群落，狗牙根、地瓜藤、尼泊爾蓼、水花生間隔種植，觀察各植物的競爭生長情況。結(jié)果和討論 各植物成活情況 狗牙根、尼泊爾蓼、水花生在種植后兩周成活率均在以上百喜草播種天時開始發(fā)芽，天時長出片新葉，蓋度約為，播種天蓋度達(dá)。但地瓜藤成活率很低，種植兩周后成活率不足。在補(bǔ)種后補(bǔ)種成活率約為，且種植初期需經(jīng)常澆水才能成活。 復(fù)合群落植物競爭生長狀況 狗牙根和水花生在群落中競爭生長，而尼泊爾蓼和地瓜藤則表現(xiàn)出較差的競爭力。 表 復(fù)合群落植物競爭生長狀況 植物名稱 狗牙根 水花生 她瓜藤 尼泊爾蘿 盞度（） 耐淹性 將狗牙

8、根（ ）、地瓜藤（ ）、百喜草（ ）、水花生（ ）、尼泊爾蓼（ ）種植物每種兩盆與年月底移栽到盆內(nèi)各植物在四月中旬待返青生長和扎根。然后模擬庫區(qū)水位季節(jié)變化將各種植物于月日沉于長江中水面下。每月提出一次觀察植物生長狀況直至年月日。 結(jié)果表明狗牙根、地瓜藤、百喜草、水花生各草種的耐淹性最強(qiáng)，狗牙根在淹沒兩個月時部分葉子腐爛，至月上旬時在生出淡黃色的嫩芽。并且在月日從水中提出重新種入樣帶土壤后能迅速返青。水花生在重新種入樣帶后亦能成活。地瓜藤也能在淹水半年后成活，但由于莖的表皮和葉部分腐爛重新種入樣帶后很快死亡。百喜草在水中個月時依然生長良好，在淹沒個月時植株有植株死亡，至月日提出時有近植株腐爛死

9、亡。百喜草在種入樣帶后也未成活。而尼泊爾蓼在淹沒三個月時全部死亡 洪水后淤土對植物生長的影響 樣帶在年月日遭受長江的一次洪水，歷時天，洪水最高時超過樣帶最低處，在洪水退去后觀察樣帶淤積情況和各植物的生長狀況。結(jié)果百喜草全部被淤而死，百喜草莖葉細(xì)軟，在淤土僅左右時頂部也不能從淤土中露出繼續(xù)生長。地瓜藤在坡度。以上生長完好。以下基本被淤起。水花生在坡度高于。時存活下來，由于尼泊爾蓼植株較高（約）?；静皇苡绊?。狗牙根顯示出強(qiáng)大的生命力，即使整棵植株被完全被淤起，狗牙根能在水退去一周后有匍匐莖從土中露出，并很快生出新孽。 耐旱性 每年、月閫的庫區(qū)的伏旱對消落帶構(gòu)成很大的威脅，觀察各初選植物在于旱條件

10、下的生長狀況及其耐旱特征。 年月底至月上旬約天萬州地區(qū)少雨地表因干旱而龜裂。百喜草水花生、尼泊爾蓼，地瓜藤在樣帶表現(xiàn)出明顯長勢不良，葉子枯黃，前兩種植物各將近有枯死，狗牙根仍能適應(yīng)其干旱條件，葉子青綠，生長極為茂盛。且根部土壤濕潤。 耐瘠性 由于試驗(yàn)地點(diǎn)其中一部分是一廢棄的磚窯上覆較厚的紅土。土壤堅硬，肥力低下，一般植物難以生長狗牙根、地瓜藤、尼泊爾蓼、水花生在貧瘠的土壤下能正常生長，而百喜草在此條件下生長不佳，與樣帶其他地區(qū)的百喜草植株相比瘦小而且稀少。 綜合評價 經(jīng)過一個生長季節(jié)的觀察與比較（表）庫區(qū)優(yōu)勢種也是表征種的狗牙根口”是消落帶植被重建的適生植物。而對照植物地瓜藤、尼泊爾蓼、水花生

11、及百喜草在不同方面或不同程度上對消落帶生境表現(xiàn)出不適應(yīng)。此外，狗牙根在樣帶帶種植后兩周即出現(xiàn)分蘗，在種植個月后可達(dá)條分蘗。根系發(fā)達(dá)，平均長，最長達(dá)。在種植個月時每株可生出分蘗條，根系深以上。在試驗(yàn)密度下個月蓋度達(dá)到，表現(xiàn)出良好的水土保持性能。結(jié)論 經(jīng)過近兩年的實(shí)地觀察試驗(yàn)，狗牙根具有抗旱、耐淹耐瘠瘦的特征，是消落帶高水位梯度的適生植物。并且狗牙根分蘗快，根系發(fā)達(dá)。能迅速覆蓋消落帶成陸土地，具有良好的水土保持能力，是消落帶生態(tài)植被重建中重要的植物。 為更好地進(jìn)行消落帶植被生態(tài)系統(tǒng)的重建工作。對狗牙根等植物必須進(jìn)行進(jìn)一步的研究：一、研究狗牙根在各水位梯度的耐淹性能本試驗(yàn)只觀察了各植物在水下的耐淹情

12、況。但消落帶在冬季蓄水時最深淹沒受光照、溶解氧、水位壓力的影響，各種植物在各個水位梯度的耐淹情況將較接近水面處復(fù)雜的多。 一二、進(jìn)一步篩選適應(yīng)消落帶植被重建的物種和各物種的復(fù)合群落構(gòu)建方式。三、加強(qiáng)對篩選出植物的生物學(xué)特性研究，詳細(xì)研究其在不同條件下的抗性大小與抗性機(jī)理。四、研究狗牙根在水土保持、改良土壤環(huán)境等方面的作用及機(jī)理，為其推廣應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。 表 各種植物在不同方面的適生性 狗牙根 地瓜藤 尼泊爾蓼 水花生 百喜草 備注 種植方式 扦插 扦插 整株移植 整株移植 播種 成活率 發(fā)芽率較高 百喜草未 競爭力 強(qiáng) 弱 弱 較強(qiáng) 進(jìn)行群落配置 較強(qiáng) 強(qiáng) 較強(qiáng) 弱 強(qiáng) （耐個月水

13、淹， 耐淹 （耐個月水淹 （耐個月水淹 （淹沒個月 （耐個月水淹 淹沒深度 植入樣帶后 直人樣帶后成活） 嚏入樣帶后死亡） 后死亡） 植入樣帶后成活） 死亡成活） 抵抗淤積 強(qiáng) 較強(qiáng) 強(qiáng) 較強(qiáng) 極弱 耐旱 強(qiáng) 較強(qiáng) 較強(qiáng) 弱 弱 耐瘠 強(qiáng) 強(qiáng) 強(qiáng) 強(qiáng) 弱 參考文獻(xiàn) 解明曙，牛志明， 庫區(qū)周邊濕地開發(fā)利用途徑探討水土保持研究。，（）： 刁承泰，黃京鴻三峽水庫水位漲落帶土地資源的初步研究長江流域資源與環(huán)境，（）： 鄒家詳金義欣長江三峽工程對植物的影響及其保護(hù)措施水利部長江水資源保護(hù)局長江三峽工 程生態(tài)與環(huán)境影響文集北京：水利電力出版社，杜榕桓，史德明。袁楚模長江三峽庫區(qū)水土沆失對生態(tài)與環(huán)境的影響北京：科學(xué)出版社， 蔡書良謝紅勇三峽庫區(qū)湖岸帶土地乖用與保護(hù)四川師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），（）： 鄭懷禮，袁宗宣，鄭澤根論三峽庫區(qū)的水環(huán)境問題和水環(huán)境保護(hù)對策重慶建筑大學(xué)學(xué)報， （）：蔣昭俠三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)基本戰(zhàn)略城市環(huán)境與城市生態(tài)。，（）： 段小梅三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境問題與對策生態(tài)經(jīng)濟(jì)，（）： ， ，（）： ， ， ， 。，： 。 ， 。，（）： 。 ， 口， （）： ： ， ， ，（）： ： ，（）： ， 口 ，（）： ： 口 ，：， 方華，陳天富，林建平李氏禾的水土保持特性及其在新豐江水庫消漲帶的應(yīng)用