三峽水庫干流和庫灣消落區(qū)植被物種動態(tài)分布研究

1、三峽水庫干流和庫灣消落區(qū)植被物種動態(tài)分布研究論文導讀:：發(fā)電和通航是三峽水庫的三大主要功能。自然消落區(qū)作為水陸生態(tài)系統(tǒng)交互作用的界面。這樣既保證聚類區(qū)域間有70%左右植物物種相似。植被物種動態(tài)分布變化。論文關鍵詞：三峽水庫，消落區(qū)，植物物種，動態(tài)分布在自然條件下，江 編號 Number 地點 Place 緯度 Latitude 經(jīng)度 Longitude 海拔(m) Elevation 群落優(yōu)勢種Dominant species in community 1 長壽區(qū)龍溪河 Longxi River in Changshou 294843.0N 1070513.0E 155 雙穗雀稗Paspalu

2、m paspaloides 294843.6N 1070512.2E 162 葎草Humulus scandens 294844.1N 1070511.5E 168 黃花蒿Artemisia annua 2 長壽區(qū)長明港 Changming Port in Changshou 294717.1N 1070112.5E 154 酸模葉蓼Polygonum lapathifolium 294717.3N 1070111.7E 160 黃花蒿Artemisia annua 294717.2N 1070111.4E 170 一年蓬Erigeron annuus 3 涪陵區(qū)烏江 Wu River in

3、Fuling 294039.6N 1072333.2E 156 狗尾草Setaria viridis 294038.6N 1072333.4E 165 黃花蒿Artemisia annua 294038.2N 1072333.5E 170 水花生Alternanthera philoxeroides 4 涪陵區(qū)長江 Yangtze River in Fuling 294439.8N 1072448.0E 154 狗尾草Setaria viridis 294439.9N 1072447.2E 162 黃花蒿Artemisia annua 294439.9N 1072446.6E 170 黃花蒿A

4、rtemisia annua 5 豐都縣長江 Yangtze River in Fengdu 295148.9N 1074051.0E 150 狗牙根Cynodon dactylon 295148.3N 1074051.0E 164 蒼耳Xanthium sibiricum 294447.9N 1074051.1E 170 狼杷草Bidens tripartita 6 豐都縣龍河 Long River in Fengdu 295228.0N 1074042.0E 150 狗牙根Cynodon dactylon 295228.1N 1074443.7E 162 蒼耳Xanthium sibiri

5、cum 295228.0N 1074445.0E 170 土荊芥Chenopodium ambrosioides 7 忠縣長江 Yangtze River in Zhong County 301810.3N 1080312.0E 148 狗牙根Cynodon dactylon 291808.9N 1080311.2E 156 蒼耳Xanthium sibiricum 291808.2N 1080310.9E 165 狼杷草Bidens tripartita 8 萬州縣新田鎮(zhèn) Xintian Town in Wanzhou County 304141.7N 1082328.4E 155 黃花蒿A

6、rtemisia annua 304141.6N 1082327.9E 165 狼杷草Bidens tripartita 304141.6N 1082327.2E 172 野艾蒿Artemisia lavandulaefolia 9 萬州縣萬州港 Wanzhou Port in Wanzhou County 304116.0N 1082347.0E 148 狗牙根Cynodon dactylon 304115.1N 1082346.7E 160 狗尾草Setaria viridis 304914.2N 1082346.4E 170 狼杷草Bidens tripartita 10 云陽縣彭溪河

7、Pengxi River in Yunyang County 305655.6N 1084116.5E 152 狗牙根Cynodon dactylon 305654.2N 1084116.1E 160 蒼耳Xanthium sibiricum 305653.0N 1084115.3E 170 反枝莧Amaranthus retroflexus 11 云陽縣長江 Yangtze River in Yunyang County 305507.5N 1084247.9E 150 狗牙根Cynodon dactylon 305506.2N 1084248.0E 162 蒼耳Xanthium sibir

8、icum 305505.4N 1084248.0E 170 狼杷草Bidens tripartita 12 云陽縣舊址 Yangtze River in the old location of Yunyang County 305725.5N 1085409.2E 148 狗牙根Cynodon dactylon 305724.2N 1085409.0E 158 婆婆針Bidens bipinnata 305723.3N 1085409.1E 170 反枝莧Amaranthus retroflexus 13 云陽縣舊址楊溪河 Yangxi River in the old location of

9、 Yunynag County 305745.5N 1085408.1E 148 狗牙根Cynodon dactylon 305745.8N 1085407.4E 160 蒼耳Xanthium sibiricum 305746.0N 1085406.9E 172 蒼耳Xanthium sibiricum 14 奉節(jié)縣梅溪河 Meixi River in Fengjie County 310302.9N 1093125.7E 148 狗牙根Cynodon dactylon 310304.5N 1093125.8E 160 美洲商陸Phytolacca americana 310306.1N 10

10、93125.7E 170 羽脈山黃麻Trema laevigata 15 奉節(jié)縣長江 Yangtze River in Fengjie County 310020.3N 1092803.1E 146 狗牙根Cynodon dactylon 310021.7N 1092803.9E 158 狗牙根Cynodon dactylon 310022.6N 1092804.5E 168 蒼耳Xanthium sibiricum 16 巫山縣大寧河 Darting River in Wushan County 310420.4N 1095328.9E 146 狗牙根Cynodon dactylon 310

11、419.8N 1095329.0E 160 狗尾草Setaria viridis 310418.6N 1095329.2E 170 反枝莧Amaranthus retroflexus 17 巴東縣長江 Yangtze River in the Padang County 310229.8N 1102342.5E 150 狗牙根Cynodon dactylon 310230.4N 1102342.0E 160 蒼耳Xanthium sibiricum 310231.2N 1102341.4E 168 狼杷草Bidens tripartita 18 巴東縣巴東港 Padang Port in Pa

12、dang County 310230.8N 1101930.6E 148 狗牙根Cynodon dactylon 310231.3N 1101930.6E 160 蒼耳Xanthium sibiricum 310231.5N 1101930.6E 170 青葙Celosia argentea 19 巴東縣神農(nóng)溪 Shennong River in Padang County 310340.4N 1104928.5E 148 狗牙根Cynodon dactylon 310340.2N 1104927.7E 160 蒼耳Xanthium sibiricum 310340.3N 1104927.5E

13、 168 黃花蒿Artemisia annua 20 秭歸縣香溪河 Xiangxi River in Zigui County 310350.6N 1104047.6E 150 狗牙根Cynodon dactylon 310350.9N 1104048.1E 160 蒼耳Xanthium sibiricum 310351.1N 1104048.4E 172 反枝莧Amaranthus retroflexus 21 秭歸縣蘭陵溪實驗基地 Lanling River Experiment base in Zigui County 305155.4N 1105512.6E 148 扁穗莎草Cyper

14、us compressus 305155.3N 1105511.7E 160 蒼耳Xanthium sibiricum 305155.4N 1105511.2E 170 狼杷草Bidens tripartita 22 秭歸縣三峽大壩實驗基地 Experiment base in Three Gorges Dam in Zigui County 305118.4N 1105908.3E 148 狗牙根Cynodon dactylon 305118.3N 1105908.9E 160 蒼耳Xanthium sibiricum 305118.3N 1105909.2E 172 十字馬唐Digitar

15、ia cruciata 3調查結果3.1科屬種及生活型統(tǒng)計本次調查共采集植物標本300余份小論文，通過標本鑒定、統(tǒng)計和資料搜集，按恩格勒有花分類系統(tǒng)和秦仁昌蕨類植物分類系統(tǒng)統(tǒng)計，三峽水庫消落區(qū)共有維管植物61科169屬231種，其中包括8個變種和2個亞種。調查結果顯示，相比2001年三峽自然消落區(qū)，三峽水庫消落區(qū)維管植物沒有發(fā)現(xiàn)超過30種以上的大科【1】。物種數(shù)在1029種的中等科有：菊科(19：28，屬數(shù)：種數(shù)，下同)、禾本科(22：26)、豆科(12：14) 、莎草科5：14、唇形科8：11、大戟科5：10。中等科所占比例僅為9.84%，但占有物種數(shù)的比例為45.03%；單種科所占比例到達

16、47.54%，所占物種數(shù)的比例僅為12.55%表 2。表2 2021年三峽水庫消落區(qū)維管植物科的大小統(tǒng)計Table 2 Statistics ofsize of vascular plant families of the WLFZ in the TGRin 2021 類別及比例 單種科 小科 中等 較大科 合計 Taxa Percentage 1 sp./Fam 2-9spp/Fam 10-29spp/Fam 30spp/Fam Total 科Families 29 26 6 61 比例Percentage 47.54 42.62 9.84 100.00 屬 Genera 29 68 72

17、169 比例Percentage 17.16 40.24 42.6 100.00 種Species 29 98 104 231 比例percentage 12.55 42.42 45.03 100.00 調查結果說明，相比2001年三峽自然消落區(qū)的植被調查結果，沒有發(fā)現(xiàn)物種數(shù)在10種以上的大屬，多種屬僅蓼屬7，種數(shù)，下同，莎草屬8，反映了這些屬植物適應水淹的特性。水庫消落區(qū)存在大量寡種屬和單種屬，尤其是單種屬，占據(jù)了總屬數(shù)的78.11%，這兩個屬的物種占總物種的92.64%表3。通常單種屬和寡種屬的植物多為一些過渡種類和新生種類，說明現(xiàn)階段三峽水庫消落區(qū)植被生長環(huán)境的不穩(wěn)定性較高。表32021

18、年三峽水庫消落區(qū)維管植物屬的大小統(tǒng)計Table 3 Statistics ofsize of vascular plant genera of the WLFZ in the TGRin 2021 類別及比例 單型屬 單種屬 寡種屬 多種屬 大屬 合計 Taxa Percentage Monotypic 1sp./gen. 2-5spp./gen. 6-10spp./gen. 11spp./gen. Total 屬 Genera 2 132 33 2 169 比例Percentage 1.18 78.11 19.53 1.18 100.00 種Species 2 132 82 15 231 比

19、例percentage 0.87 57.14 35.50 6.49 100.00 目前三峽水庫消落區(qū)植被生活型以草本植物為主，其中一年生草本所占物種數(shù)比例為45.46%小論文，多年生草本為32.47%表4，喬木、灌木以及藤本的比例都相對較少。草本植物群落往往出現(xiàn)于植被群落演替的初期，相對于三峽自然消落區(qū)的植被群落結構，現(xiàn)在的水庫消落區(qū)植被群落呈現(xiàn)了一定退化的趨勢，這也是與現(xiàn)階段下水庫周期性、高強度、反季節(jié)的水淹密不可分的。表4 2021年三峽水庫消落區(qū)維管植物生活型統(tǒng)計Table 4 Statistics ofthe life form of vascular plants of the WL

20、FZ in the TGRin 2021 生活型 Life form 喬木 Arbor 竹類 Bamboo 灌木 Shrub 藤本 Liana 一年生草本 Annual herb 多年生草本 Perennial herb 種數(shù)Num.of Species 13 1 22 15 105 75 比例Percentage 5.63 0.43 9.52 6.49 45.46 32.47 3.2不同地區(qū)間植被生長比擬結果通過Spss13.0軟件的分層聚類分析程序，以植被出現(xiàn)頻率為指標，出現(xiàn)計1，不出現(xiàn)計0，通過地區(qū)間相似系數(shù)，對所有調查地區(qū)進行分層聚類分析，結果見圖1，其中122分別代表不同的調查區(qū)域。

21、從總體上來看，本次調查的22個調查地可以劃分為5個區(qū)域：1、36、8、1013構成的三峽重慶段至奉節(jié)以西川江段植被，1420構成奉節(jié)起至秭歸三峽大壩的峽江段植被，2、7組成的港口區(qū)植被，21、22兩個實驗基地植被和9代表的忠縣調查地區(qū)。從相似系數(shù)上可以看到，由于生境相似度較高，地區(qū)間植被相似性大于50%，為了較為清楚反響樹狀圖的分類結果，選取分類值0.691為分類閾值，將植被整體分為六類，這樣既保證聚類區(qū)域間有70%左右植物物種相似小論文，又可以有效區(qū)分川江、峽江、港口、實驗區(qū)等主要分類類群。這樣劃分能比擬真實的反響目前消落區(qū)植被分布受人類活動，實驗基地的建立和局部微地形的影響，在某些局部地區(qū)

22、呈現(xiàn)了不同于整體的分布狀況。主要支流和干流之間，植被種類分布沒有明顯差異，不同的地形和人為干擾強度對植被種類分布有著一定的影響。圖12021年三峽水庫消落區(qū)22個調查地區(qū)植物分布分層聚類結果Fig.1 The result ofhierarchical cluster of the vegetation distributionin 22 research areas of theWLFZ in the TGR in 2021注：1長壽區(qū)龍溪河，2長壽區(qū)長明港，3涪陵區(qū)烏江，4涪陵區(qū)長江，5豐都縣長江，6豐都縣龍河，7忠縣長江，8萬州縣新田鎮(zhèn)，9萬州縣萬州港，10云陽縣彭溪河，11云陽縣長江，

23、12云陽縣舊址，13云陽縣舊址楊溪河，14奉節(jié)縣梅溪河，15奉節(jié)縣長江，16巫山縣大寧河，17巴東縣長江，18巴東縣巴東港小論文，19巴東縣神農(nóng)溪，20秭歸縣香溪河，21秭歸縣蘭陵溪實驗基地，22秭歸縣三峽大壩實驗基地Note：1 Longxi River in Changshou,2 Changming Port in Changshou, 3 Wu River in Fuling, 4 Yangtze River in Fuling,5 Yangtze River in Fengdu, 6 Long River in Fengdu, 7 Yangtze River in ZhongCoun

24、ty, 8 Xintian Town in Wanzhou County, 9 Wanzhou Port in Wanzhou County, 10 PengxiRiver in Yunyang County, 11 Yangtze River in Yunyang County, 12 Yangtze Riverin the old location of Yunyang County, 13 Yangxi River in the old location ofYunynag County, 14 Meixi River in Fengjie County, 15 Yangtze Rive

25、r in FengjieCounty, 16 Darting River in Wushan County, 17 Yangtze River in the Padang County,18 Padang Port in Padang County, 19 Shennong River in Padang County, 20 XiangxiRiver in Zigui County, 21 Lanling River Experiment base in Zigui County, 22Experiment base in Three Gorges Dam in Zigui County.4

26、分析與討論4.1植物物種的變化2001年調查的主要范圍是三峽水庫修建以前的自然消落區(qū)，其水位變化符合江河水位自然消漲規(guī)律。調查結果顯示，自然消落區(qū)分布有維管植物83科240屬405種【4】。水庫蓄水后，自然消落區(qū)已經(jīng)全部位于淹水線以下，新形成的水庫消落區(qū)經(jīng)歷幾年的周期性水位漲落后，其植被分布已經(jīng)漸趨穩(wěn)定。雖然水庫消落區(qū)與三峽工程建成前的自然消落區(qū)的調查樣地不同，但調查的區(qū)域都是在受水位漲落變化而形成的消落區(qū)內(nèi)，而且調查地分布根本相同，都是選取了由重慶至秭歸的長江三峽段，樣地設置均位于沿途主要區(qū)縣。因此，兩種消落區(qū)的植被分布存在可比性。在樣方調查的范圍內(nèi)，與2001年三峽工程建成前的自然消落區(qū)相

27、比，水庫消落區(qū)內(nèi)分布的維管植物的科減少了26.51%，屬減少了29.58%，種減少了42.96%，調查時間選擇在68月間，局部早春植被，如十字花科等并沒有在調查中出現(xiàn)，具體比擬見附表2001年三峽自然消落區(qū)與2021年三峽水庫消落區(qū)維管植物對照表。與自然消落區(qū)相比小論文，水庫消落區(qū)植被種類整體呈現(xiàn)縮減趨勢，以前的較大科變?yōu)楝F(xiàn)在的中等科，中等科變?yōu)樾】苹蛳?，一局部小科消失或變?yōu)閱畏N科。2001年自然消落區(qū)超過30種的較大科為菊科(30：54，屬數(shù)：種數(shù)，下同)、禾本科(28：39)、豆科(19：31) ，其植物物種相比2021年對水庫消落區(qū)的調查，減少近一半，為菊科(19：28)、禾本科(22

28、：26)、豆科(12：14)。2001年對自然消落區(qū)的調查中，1029種的中等科有7科，即蓼科4：16、唇形科9：15、薔薇科6：14、玄參科6：12、毛茛科5：11、十字花科5：11、傘形科8：11【1】。2021年的調查結果為：蓼科2：9、唇形科8：11、薔薇科2：2、玄參科4：5、毛茛科1：1、十字花科0：0、傘形科3：3，其中以毛茛科、玄參科、薔薇科、傘形科為代表，物種減少較多，十字花科在調查中未出現(xiàn)，這可能與調查時間有關。可見反季節(jié)性水淹對于二年生或多年生草本的沖擊是十分劇烈的，長期水淹環(huán)境對于三峽地區(qū)原有的許多多年生草本和灌木有著致命的影響。相反的，蓼科，唇形科中的一些一年生草本，

29、能在漲水前根本完成生活史，且由于種子可隨水流擴散，在物種減少的過程中受到影響相對較低。三峽水庫消落區(qū)地理水文環(huán)境復雜，存在大量寡種屬及單種屬小論文，多種屬僅蓼屬7，種數(shù)，下同和莎草屬8，且多為適應水生生長的種類，2001年自然消落區(qū)調查中多種屬為蓼屬 (10，婆婆納屬7和蒿屬7【1】。原有的三個大屬中，蓼屬變化不大，但蒿屬植物種類減少，玄參科婆婆納屬植物多為多年生草本，受到水淹沖擊較大，在調查中沒有發(fā)現(xiàn)。屬的變化趨勢和科根本一致，最顯著的變化來源于寡種屬比例的減少，由38.33%減少到了19.53%【1】，單種屬數(shù)量變化不明顯但是比例大幅上升，由57.08%上升到了78.11%，此外單型屬也由

30、之前的8個減少到了2個。一些寡種屬變?yōu)閱畏N屬，另一局部寡種屬和一局部單種屬消失。這也更進一步說明了環(huán)境變化迅速和生長條件惡劣。與2001年自然消落區(qū)調查相比，灌木和多年生草本植物比例下降，多年生草本由40.00%減少到了32.47%【1】，灌木的減少尤其嚴重，由21.73%減少到了9.52%。從種類上看，有3/4的灌木物種消失。生活型的變化主要顯示了三峽地區(qū)水文條件變化對當?shù)刂脖辉斐傻挠绊憦姸刃≌撐?，可見這兩類生活型植被對于反季節(jié)性和長期水淹的抗性是較差的。對于建壩之前的三峽地區(qū)，多有一些喜濕小灌木和多年生草本生長于水邊，構成了該地區(qū)獨特的物種分布和群落格局，以宜昌黃楊為例，其生長較為緩慢，且

31、繁殖多為營養(yǎng)繁殖。由于三峽庫區(qū)蓄水的反季節(jié)化，不但使得植株生長受阻，且水淹時間過長更會使得植株體由于缺氧而整株死亡，而這其中又不乏很多國家保護物種和當?shù)靥赜蟹N，如疏花水柏枝，鄂西鼠李，中華蚊母樹等。4.2植被物種動態(tài)分布變化三峽水庫消落區(qū)以奉節(jié)為界，干流植被物種分布有一定差異，上游川江段江面較寬，江水流速較慢，沿岸地勢多為緩坡灘涂，有較多泥沙淤積，土層也比擬厚，下游峽江段江面迅速變窄，江水湍急，沿岸多為碎石壩，且坡度較大小論文，土壤較為貧瘠。不同的土壤和地勢，對植被有一定的篩選作用。緩坡在水退時，受到流水沖刷影響較小，對于其上生長的植被，影響也相應較小，一些根系較淺的植被可以得到保存，植被的種

32、子也比擬容易在水退時留存于土壤中；而陡坡受到流水沖刷影響較大，土壤相對較薄，原本生長于石縫中的植被在長期水淹后死亡，其種子又很容易隨流水被沖走，因此消落區(qū)植被在不同的江段上呈現(xiàn)出了不同的植被分布狀況。本次調查涉及了三峽地區(qū)的眾多庫灣及支流，從重慶市長壽區(qū)開始，包括長壽龍溪河，涪陵烏江，豐都龍河，云陽澎溪河，云陽舊址楊溪河，奉節(jié)梅溪河，巫山大寧河，巴東神農(nóng)溪，秭歸香溪河，至秭歸三峽大壩為止。庫灣植被分布狀況和干流相似小論文，沒有較大差異。植被物種分布差異不明顯，主要由于庫灣地區(qū)相對于同地區(qū)干流植被，生活環(huán)境較為相似，受到水淹的時間長短和強度也比擬一致。一些支流中上游地區(qū)，地理位置較為復雜，水位變

33、化較快，只在支流匯入干流的河口地區(qū)形成了明顯消落區(qū)。一些港口地區(qū)，包括長壽區(qū)長明港，萬州縣萬州港，相對于川江段和峽江段植被，處在另一個分類群中，其相似系數(shù)為0.763。這兩個調查地有著較為相似的地理環(huán)境，1、人為干擾較為嚴重，港口區(qū)相對于農(nóng)業(yè)種植區(qū)和自然消落區(qū)，是一個人類活動比擬頻繁的區(qū)域，2、這兩個地區(qū)均有石頭筑壩，植物多生長于石縫中，僅在下部有一些土壤和淤泥。可見，人類活動對于三峽水庫消落區(qū)植被的影響也是不能無視的。在秭歸地區(qū)，筆者調查了蘭陵溪和秭歸港兩個實驗基地，蘭陵溪實驗基地位于秭歸蘭陵溪，隨地勢向內(nèi)延伸小論文，形成了一個天然彎道，許多三峽地區(qū)特有種在這里種植保種，植被覆蓋率，植被多樣

34、性都比擬高，從整體分布上，呈現(xiàn)出了和消落區(qū)其它地段植被較為不同的植被分布。秭歸港實驗基地位于秭歸屈原祠，作為三峽水庫消落區(qū)干流植被恢復的一個重要實驗基地，本次調查中，該地區(qū)植被也呈現(xiàn)出了不同于其它地區(qū)的特異性植被分布。綜上所述，三峽水庫消落區(qū)受到周期性反季節(jié)高強度水淹影響，水庫消落區(qū)植被相對于建壩前，已經(jīng)發(fā)生了較大變化，科屬種的比例都呈現(xiàn)了縮小的趨勢，尤其是一些當?shù)靥赜袑俜N的消失，如國家保護物種荷葉鐵線蕨、宜昌黃楊、鄂西鼠李、豐都車前等。從植被整體分布上來看，同2001年自然消落區(qū)植被調查結果相似，川江段與峽江段植被分布有明顯不同，人類活動對于植被分布有著較強的干擾作用，此外微地形的復雜程度，

35、對于當?shù)刂参锉７N提供了一定的有利條件。致謝: 感謝中國科學院武漢植物園趙子恩高級工程師在標本鑒定工作中的奉獻。參考文獻:【1】王勇,厲恩華,吳金清.三峽庫區(qū)消漲帶維管植物區(qū)系的初步研究. 武漢植物學研究, 2002, 20(4):265-274.【2】范小華,謝德體,魏朝富.三峽水庫消落區(qū)生態(tài)環(huán)境保護與利用對策研究. 水土保持學報, 2006, 20(2): 165-169.【3】王海鋒,曾波,李婭,喬普,葉小齊,羅芳麗.長期完全水淹對4種三峽庫區(qū)岸生植物存活及恢復生長的影響. 植物生態(tài)學報, 2021, 32(5): 977-984.【4】王勇,吳金清,黃宏文,劉松柏.三峽庫區(qū)消漲帶植物群落

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