APP下载

中国水库消落带植被恢复研究进展

2016-02-02徐高福刘乐群张建和李贺鹏柏明娥洪利兴

浙江林业科技 2016年1期
关键词:水淹三峡库区牙根

卢 刚,徐高福,刘乐群,张建和,李贺鹏,柏明娥,洪利兴

(1. 浙江省林业科学研究院,浙江 杭州 310023;2. 浙江省淳安县新安江开发总公司,浙江 淳安 311700;3. 浙江元成园林集团股份有限公司,浙江 杭州 310016)

中国水库消落带植被恢复研究进展

卢 刚1,徐高福2,刘乐群1,张建和3,李贺鹏1,柏明娥1,洪利兴1

(1. 浙江省林业科学研究院,浙江 杭州 310023;2. 浙江省淳安县新安江开发总公司,浙江 淳安 311700;3. 浙江元成园林集团股份有限公司,浙江 杭州 310016)

综述了中国对消落带植被恢复与重建研究,包括植被的种类组成、结构特征、被测试木本及草本植物生理生态、种子库和种子萌发特性等基础研究,以及植被恢复试验和工程辅助技术等应用研究,取得了阶段性成果;根据研究现状分析,认为今后应该注重研究适生品种、不同造林方法、植被恢复与工程措施相结合技术、种子库和种子萌发特性、种群和群落水平上的生态研究。

消落带;植被恢复与重建;品种选择

我国有库容10万m3及以上水库98 002座[1],总库容9 323.12亿m3,发挥着调节河川径流、防洪、供水、灌溉、发电、养殖、航运和旅游等多种功能。在水库运行中,由于库区水位季节性涨落而使周边土地在最高水位与最低水位之间呈现季节性淹没和裸露形成水、陆交错控制的区域——消落带(Water-Level-Fluctuating Zone)或消落区[2],其面积估计在1 000 km2以上。如我国三峡库区消落带高程差达30 m(海拔145 ~ 175 m),面积有344.2 km2[3];浙江千岛湖水库消落带高程差达12.2 m(海拔95.02 ~ 107.22 m)、岸线长1 406 km[4],面积为17.15 km2;四川瀑布沟水库消落带高程差达60 m(海拔790 ~ 850 m),面积3.17 km2[5]。

消落带是一个生态系统非常脆弱的区域[6~8],经长期的水浊和浪淘,土壤及其曾经生长在该土壤上的自然植被被剥离,风化基岩裸露,退化成水、陆生态系统的隔离带。许多研究认为[9~11],影响消落带生态系统脆弱性的主要因子是种群的复杂度和植被的覆盖率,消落带植被建设的好坏将直接影响消落带生态功能的发挥,消落带的生态重建应遵循植被恢复为先导,重建消落带植被是改善消落带生态环境的重要途径。研究者从消落带的自然植被消长、试验植物的生理生态、种子库和种子萌发特性等基础研究,到采取生物措施或生物与工程措施相结合的应用研究,开展水库消落带植被修复与重建技术研究,取得了许多阶段性研究成果。

1 植被调查研究

1.1 消落带植被的种类组成

不同自然地理区域消落带的物种组成不尽相同,三峡主干线和支流及库湾消落带共有维管束植物有61科169属231种[12],主要优势种有狗牙根(Cynodon dactylon)、双穗雀稗(Paspalum paspaloides)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、狗尾草(Setaria viridis)、一年蓬(Erigeron annuus)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、苍耳(Xanthium sibiricum)、狼把草(Bidens tripartita)、婆婆针(Bidens bipinnata)、扁穗莎草(Cyperus compressus)、十字马唐(Digitaria cruciata)、野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)等。黑龙江西眼泉水库消落带植物有27科57属82种[13],优势种有羽叶鬼针草(Bidens maximowiczii)、小花鬼针草(Bidens parviflora)、芦苇(Phragmites australis)、菵草(Beckmannia syzigachne)、水蓼(Polygonum hydropiper)等。广西水库消落带植被的主要种类为硬骨草(Panicum repens)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、棒头草(Polipogon fugax)、类芦(Neyraudia reynaudiana)、多花蓼(Polygonum capitatum)、羊茅(Festuca ovina)、粉被苔草(Carex pruinosa)、青绿苔草(C. leucochlora)、头花蓼(Polygonum capitatum)和喜旱莲子草等[14]。北京妫河下游消落带的优势种为香蒲(Typha orientalis)、针蔺(Eleocharis valleculosa)、三叶鬼针草(Bidens pilosa)、芦苇、扁秆藨草(Scirpus planiculmis)、稗(Echinochloa crusgalli)等[15]。

1.2 消落带植被的结构特征

根据三峡库区固定样地蓄水前、后消落带植被变化的研究表明[16],植物种类由原来的55科147种减少至17科32种,新出现了喜旱莲子草、香附子(Cyperus rotundus)、鼠麹草(Gnaphalium affine)、泥胡菜(Hemistepta lyrata)、雀稗(Paspalum thunbergii)等种类,木本植物减少,草本植物增加。重庆市三峡库区忠县消落带沿海拔145 ~ 175 m水位梯度从下到上分为空心莲子草与狗牙根带、稗草带、苍耳与马唐(Digitaria sanguinalis)及狗尾草带和一年生杂草4条植物带[17],物种数量和植物多样性指数随海拔升高而升高[18~19]。三峡库区小江流域消落带的植物多样性以5月最小、7月最大、9月略下降,在150 m处最小、160 m处最大、170 m处次之[20]。消落带的植被覆盖随坡度增高而降低[21]。植物群落的组成和分布还与淹水时间、土壤湿度和土壤质地有关[22],消落带的坡度影响土层厚度和土壤容重,进而影响植物的分布,植物的鲜重与地形坡度成负相关,与土壤养分成正相关[23],但也有研究认为,优势种的不同主要由于淹水时间上的差异,而与土壤特征没有显著影响[24]。研究还表明水文机制是干扰消落区植物群落分布的主导因素[25],形成优势种的主要原因是生长周期与淹没期的不完全重叠[26],能够在淹水区段存活的植物大多具有发达的通气组织、特殊的繁殖特性和对淹水和干旱环境有较强的适应能力[27]。

综合上述消落带植被调查研究成果,可以表明消落带植物种类的组成以草本植物为多,木本植物很少,不同自然区域具有不尽相同的优势物种,植被覆盖度、生物量和多样性随水位降低而减少,还随坡度大小和土壤理化性质的不同而发生一定变化。

2 生理生态研究

为实现消落带植被的恢复与重建目标,许多研究者有针对性地选择一些耐水湿物种,开展水淹和干旱胁迫下的生理生态测试,包括池杉(Taxodium ascendens)、落羽杉(T. distichum)、水松(Glyptostrobus pensilis)、乌桕(Sapium sebiferum)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、栓皮栎(Quercus variabilis)、秋华柳(Salix varietata)、南川柳(S. rosthornii)、地果(Ficus tikoua)、湿地松(Pinus eliottii)、新银合欢(Leucaena leucocephla cv. alvador)、水紫树(Nyssa aquatica)、桑树(Morus alba)、疏花水柏枝(Myricaria laxiflora)、中华蚊母树(Distylium chinense)和枸杞(Lycium chinense)等木本植物,以及狗牙根、牛鞭草(Hemarthira altissima)、喜旱莲子草(水花生)、香附子、芦苇、虉草(Phalaris arundinacea)、双穗雀稗、羊茅、香根草(Vetiveria zizanioides)、铺地黍(硬骨草)、菖蒲(Acorus calamus)、水蓼等草本植物。

2.1 木本植物

对池杉、水松和落羽杉的模拟试验表明[28~31],池杉和水松适宜栽植于土壤饱和水或渍水的环境中,尤其是水松在根部土壤水淹条件下的净光合速率达到最高,落羽杉具有喜水和耐水淹生理学特性,池杉、落羽杉幼苗在水淹条件下充分利用侧根增强代谢适应调节能力,通过产生大量苹果酸和莽草酸、减少根部生物量积累以适应根部水淹环境。池杉和乌桕的模拟试验表明[32],淹水后植株质量及叶绿素和类胡萝卜素明显下降,池杉比乌桕更适合消落带生长。栓皮栎受水淹后的光合机构运转受到了严重影响[33],属于对水淹较敏感树种,枫杨受水淹后产生有利于吸收氧气的不定根和肥大皮孔,比栓皮栎更适合库区消落带生境。枫杨在淹水过程中叶片的各生理指标都有一个先下降后上升的过程[34]。淹水胁迫会显著降低枫杨幼苗高生长和生物量积累,却能显著增加幼苗主根和侧根的草酸和酒石酸含量,表现出多种积极的适应性特征[35]。利用航标船组成的水上漂浮及移动平台对秋华柳和地果移栽容器小苗进行下沉深度5、10、15、20、25 m淹水180 d的模拟试验表明[36],水淹导致秋华柳和地果植株盖度下降甚至死亡,两种在淹水深度5 m和10 m的植株出水后均能恢复生长,而淹水深度在15、20和25 m的植株出水后不能恢复生长。南川柳是三峡库区重庆江北区大剧院段海拔172 m和175 m消落带的本土植物[37],采用盆栽方法对1年生南川柳扦插苗进行干旱胁迫的生理响应测试表明[38],南川柳可作为消落带植被恢复的适生物种。对湿地松当年实生苗周期性水淹、干旱协迫研究认为[39],若将湿地松种植于库岸带可能由于土壤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。对新银合欢幼苗模拟试验表明[40],在水淹条件下净光合指标也显著下降,适宜于土壤水分饱和或偏干旱环境下生长。对水紫树的光合特性测定表明[41],虽然与库区消落带的适生要求相吻合,但还需较长时间的淹水研究。对桑树的研究表明[42~44],随着土壤水分的降低,桑树幼苗叶水势明显呈下降趋势,而根冠比呈增加趋势,认为桑树具有适应消落带干旱和水淹交替的能力。对疏花水柏枝的生理生化特性研究表明[45],它是一种对水淹和干旱适应能力较强的物种。水淹破坏了中华蚊母树叶片的结构并限制了植株的生物量积累[46]。选用株高约10 cm的枸杞扦插苗分别水位超过植株顶部15 cm的全淹、水位超过土壤表面5 cm的半淹60 d模拟实验表明[47],枸杞对短期全淹和半淹具有一定的耐受性。

2.2 草本植物

对狗牙根以5、10、15、20、25、30、32 m不同淹没深度和不同淹没时间的测试表明[48],在0 ~ 25 m深度、持续反季节淹没189 d均能保持存活状态。淹水和干旱胁迫后的自我调节能力和光合补偿机制可能是狗牙根适生于消落带水陆变化生境的重要原因[49]。消落带狗牙根植株根际土壤酶活性和肥力的变化以及酶活性与其耐淹能力有关[50~52],对涝渍的适应性强于非消落带生境下的狗牙根[53]。狗牙根和牛鞭草水淹结束24 d后的氧化胁迫已基本消失[54]。香附子在轻度水分胁迫下表现出光合正响应,在水淹逆境中表现光合的负响应[55]。香附子以快速恢复生长、种群密度凋节、地上与地下生物量分配调整等多种方式对水陆变化生境作出生态适应对策[56],尤其是部分水淹环境[57]。对空心莲子草分别涝滞胁迫4个月和6个月,生理生化特性研究证明[58]其具有较好的抗涝能力。对芦苇生长及其穗期的光合生理特性研究证实[59~61]其具有耐水湿特点并有利于解决水体富营养化问题。狗牙根、香附子、芦苇和羊茅沉水5、10、15和25 m、淹水180 d的模拟试验表明[62],水淹导致植株盖度下降,水淹越深下降越明显,出水后,除香附子和芦苇在深度25 m的植株不能恢复生长外,其余都能恢复生长,但水淹越深就越难恢复至淹前水平。选用消落带上生长的狗牙根、牛鞭草、空心莲子草、双穗雀稗和虉草,水面离植株顶部0.5 m、淹水时间0、5、10、20、30 d,甚至30、60、90、120、150和180 d的环境适应性及机制研究表明[63~64],植物淹水后叶绿素a和b下降,并认为植物以降低根系活力等方式来适应长期的水淹环境,其中狗牙根的耐水淹能力较强。香根草淹水4个月左右、深度小于9 m可存活[65],淹水后恢复生长的光合效率明显提高,对水淹和干旱均具有良好的耐受力和适应性[66]。对铺地黍采用1、2、3、4、5周不同时间没顶淹水处理的生理生化测试认为[67~68]抗氧化保护酶活性的提高是铺地黍适应水淹环境的重要原因之一。对菖蒲的干旱和没顶实验表明[69~70],淹水导致植株萌发数显著降低,并随淹水时间呈降低趋势,认为菖蒲不仅对淹水适应,而且露水后对干旱的恢复能力也较强。模拟水蓼在10、20、30 d水淹至土壤以上6 cm左右的生理生态测试表明[71],各水淹处理的植株存活率都保持100%,并且水淹能保持高水平的光合速率。

有关消落带适生植物的生理生态研究主要包括以上池杉等16种木本植物和狗牙根等12种草本植物,其中适应性较强的是池杉和狗牙根,无论从光合作用还是生理生化特性,均表现出良好的响应机制,研究还表明了来自长期水淹的植株要比来自非水淹的植株更耐水淹,表现出正向的生理生化适应机制,则是长期水淹和干旱交替胁迫下的进化结果。

3 种子库和种子萌发研究

3.1 种子库研究

对消落带土壤种子库的研究表明[72~74],水淹区段种子储量较低,鼠麹草在水淹区和未水淹区及对照生境中作为主要优势种与其具有较宽生态位和较好耐受性有关,水淹时间越长越不利于土壤种子的储存,依靠土壤种子库进行消落带植被恢复与重建是不现实的,需要更多的人为干预。对三峡库区澎溪河消落带土壤种子库特征的研究表明[75],种子在第1周开始萌发,7周后停止萌发,水淹程度越严重,种子萌发的物种数量和密度越小。土壤种子库的特征与土壤理化性质有关[76~77],适当进行人为调控对于改善土壤环境和增加种子库多样性有积极作用。对水库消落带土壤种子库与植被和环境的关系研究表明[78],同海拔区域土壤种子库在物种组成上呈明显的异质性,土壤种子库中的物种数明显少于地上植被中的物种数,与地上植被盖度、地上物种数和土壤质地呈正相关,与田间持水量和土壤孔隙度呈负相关。

3.2 种子萌发研究

野古草(Arundinella anomala)种子有休眠现象[79],能在冬季或初春萌发,高光照不利于种子萌发,说明野古草种子可能更趋于在郁闭的野古草种群内部萌发,而不是江边的裸地。对马唐等21种植物种子进行干藏和淹水试验表明[80],淹水后3个物种的萌发率增加,2个物种不变,16个物种下降,干藏后的繁穗苋(Amaranthus paniculatus)等和水淹后的鳢肠(Eclipta prostrata)萌发率>50%,而且能够利用库区退水期完成生活史形成种子。稗、苍耳和水蓼种子在湿沙储藏条件下的种子萌发率和萌发指数高于其它储藏方式[81~82],冷冻储藏120 ~ l80 d的合萌(Aeschynomene indica)种子能够应用于消落区实地播种。在室外近8个月水淹的苍耳种子90%仍然保持生活力,在室内浅水浸泡8个月的种子各项发芽指标显著提高[83~84],表明短期水淹可促进具总苞苍耳种子萌发。

对消落带种子库和种子萌发特性的研究,反映了水淹区种子储量较低,水淹越深,种子萌发的种类和数量越少,种子库与地上植被和土壤理化性质有一定关系,对于揭示草本植物在消落带植被的自然消长和更新机制具有重要意义,对于指导人工辅助促进自然更新也具有积极的作用。

4 技术措施研究

4.1 生物技术措施

浙江千岛湖水库消落带种植池杉、落羽杉、乌桕、枫香(Liquidambar formosana)、枫杨、垂柳(Salix babylonica)、桤木(Alnus cremastogy)、加杨(Populus×canadensis)等6 a的试验研究表明[85],池杉和落羽杉水淹75 d时生长正常,水淹200 d时影响生长。选用耐水浸池杉优树的研究认为[86],池杉膝状根是水浸后的一种适应,能够帮助池杉进行呼吸。在浙江青山湖水库和仙居县谷坦水库消落带水位0 ~ 3 m高度采用分段造林种植湿地松、枫香、枫杨、垂柳、水松、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、池杉、落羽杉、桤木等获得成功[87]。在广西青狮水库消落带按株行距0.5 m×1.0 m开沟种植扁穗牛鞭草、类芦、棒头草和硬骨草四种植物的植被重建表明[88],四种植物在淹水深度≤15 m时的最大耐淹时间>82 d。在消落带上种植密度0.5 m×0.5 m香根草进行水土保持功能的试验表明[89],2年生香根草单株固土量为3.12 kg。根据重庆市嘉陵江江北区石门段消落带示范区2004-2007年进行的耐水淹试验地调查表明[90],最适宜的乔木为枫杨、南川柳,灌木为中华蚊母树、秋华柳、小梾木(Cornus paucinervis)、疏花水柏枝,高草为卡开芦(Phragmites karka)、甜根子草(Saccharum spontaneum),草本为狗牙根、扁穗牛鞭草、块茎苔草(Carex thomsonii)、野青茅(Deyeuxia arundinacea)。在贵州红枫湖水库水位变幅1 235 ~ l240 m典型砾质坡地消落带进行植被恢复试验表明[91],种植的牛鞭草、狗牙根和白三叶(Trifolium repens)均能存活生长,牛鞭草长势较狗牙根和白三叶好,种植的乔木树种成活率从高到低为柳树>意杨>水杉,但长势均不好。在重庆市开县消落带海拔160 ~ 165 m、165 ~ 170 m、170 ~ 175 m区段营造1或2年生水桦和水紫树苗的试验表明[92],造林2 a后,每年经过4 ~ 6个月的淹没,保存率分别为54%和45%,认为在海拔170 m以上区段宜选用大苗造林。在重庆市万州区海拔163 ~ 175 m原为荒地或农作地消落带上种植胸径4.0 cm、苗高3.0 m左右的中山杉118(Taxodium hybrid ‘Zhongshanshan 118’)无性系试验表明[93],经过最长149 d基部淹水,最长122 d没顶淹水,最大没顶深度达12 m,仍能获得90%的造林保存率。在重庆地区消落带超过10 m水深下淹没长达6个月的桑树是消落带出露后最早生长的灌木[94],进而认为在库区发展蚕桑生态经济是可行的;在种植52 d后三峡库区开始蓄水迫近170 m、受淹97 d的桑树存活率能够达56.1%[95],认为可在海拔167.5 m以上大规模种植;桑树具有极强的耐水淹特性,在水淹13.2 m、214 d后仍能存活并展叶形成新树冠[96];根据重庆市涪陵区和云阳县等地对曾标记存活的桑树进行跟踪调查表明[97],在海拔172 ~ 175 m高程区具有较高的整株存活率,但不同桑树品种的耐淹特性存在差异。

从以上分析结果看出,采用生物措施进行消落带植被恢复与重建的技术研究虽然取得了一定的成绩,特别是分段造林技术、消落带适生植物选择、中山杉‘118’试种和桑树适生区间界定等,但消落带特殊环境及浪蚀淘空根际土壤的稳定性和可持续性生长等尚待进一步观察研究。

4.2 工程辅助措施

鉴于护坡植被以克服浪涌影响根系的稳定性,研究者开展了基于植被恢复与重建为目标的工程性辅助措施的技术研究。采用涌浪环境模拟30°和45°土质边坡消落带的植被混凝土侵蚀过程表明[98],植被混凝土生态防护边坡具有良好的抗侵蚀性能。选取秋华柳、疏花水柏枝、水烛、水蓼、狗牙根等植物在湖北清江隔河岩库区消落带采取构筑燕窝植生穴、防冲刷生态型护坡构件、防冲刷基材生态护坡技术进行生态修复实践并取得良好效果[99]。在三峡库区海拔145 ~ 177 m消落带设置菱形框格梁,并在框格梁内回填基质,种植或播种狗牙根、香根草、疏花水柏枝、水蓼、马棘(Indigofera pseudotinctoria)、火棘(Pyracantha fortuneana)、水菖蒲(Acorus calamus)、香蒲(Typha orientalis)等的试验表明[100],植被覆盖率从上至下逐年降低,种类因受水淹有所减少,库岸受水浸泡以及浪涌冲刷使植物生长基质流失,消落带上下两端基质流失比中端严重的主要原因是行船涌浪,并且随时间增加日趋严重。鉴于单株植物在遭冲刷时容易被水冲走,在三峡库区长江北岸秭归县香溪河口消落带生态防护试验区采用香根草双层加筋复合植被柔性板块技术[101],在重庆万州区长江二桥至密西沟消落带K0+000 ~ K0+600段生态库岸综合整治工程中,高程156 ~ 166 m水下淹没时间较长区段采用预制六角形混凝土块防护,高程166 ~ 176 m水下淹没时间较短区段采用互锁型植生块防护并在植生块内种植狗牙根和狗尾草等绿化植物,高程176 m以上因不受水库水位影响,选择草皮或矮小灌木进行坡面绿化[102]。在重庆忠县石宝镇消落带设计一种用于消落带护坡绿化的串珠式柔性构件,在构件栽植孔中种植桑树、牛鞭草、狗牙根、香根草,以减轻浪蚀,同时改善绿化环境[103~104]。针对滨河消落带环境绿化,发明了一种滨河消落带九宫格绿化种植盘[105]。

为克服消落带浪蚀冲刷,研究者应用了植被混凝土技术、燕窝植生穴技术、菱形框格梁技术、香根草双层加筋柔性板块技术、互锁型植生块技术、串珠式柔性构件技术、九宫格绿化种植盘技术等多种技术,在消落带植被恢复与重建中发挥着积极的作用。

5 展望

水库消落带生态系统十分脆弱,成为了水生与陆生生态系统的隔离带,重建消落带植被是恢复消落带退化生态系统的关键。研究者从库区自然植被的消长、适生植物的选择与种植、生物与工程措施相结合的应用等开展植被恢复与重建基础研究或应用研究,取得了许多阶段性成果。但消落带受水位变动影响很大,伴随着沉水淹没、半淹半露、干旱裸露的水生、湿生、干旱的循环胁迫,甚至浪涌水蚀影响根际的固着,而消落带又是拦截泥沙、吸收营养、防止污染、丰富旅游景观和物种多样性保护等多功能的生物地理带,恢复或重建库区消落带植被具有重要的意义。

(1)深入研究消落带的适生植物品种。研究者已经对池杉等16种木植物和狗牙根等12种草本植物进行了种植试验和生理生态测试,报道了来自消落带狗牙根比非消落带狗牙根具有更好的适生特性,也报道了消落带池杉膝状根植株的优树选择,以及中山杉‘118’无性系在消落带的试验。因此深入开展适合消落带适生植物的品种选择,发掘消落带长期适应的优良品种或无性系,将是优选消落带适生植物材料的关键。

(2)关注消落带植物的营造策略研究。有研究提出在消落带0 ~ 3 m采用大苗分段造林并在实践中获得成功。这种营造策略可以避免小苗种植后,尚未成活或还未恢复生长就遭受没顶淹水而窒息死亡。这种成功的实践,要引以关注,并值得继续研究、巩固、发展、优化和完善,包括种植季节、种植容器、种植高度、种植树种等,提升消落带分段造林创新技术。

(3)加强生物与工程措施相结合研究。研究表明单纯依靠直接种植的方法很难实现消落植被重建,这是由于受库区风浪和船波不断拍击影响,植株根际土壤不断被淘空而倒伏死亡。虽然研究者应用植被混凝土等技术,但多数局限于草本植物或局部水位高度,因此加强木本甚至乔木树种与工程措施相结合的技术研究,开展诸如防浪蚀容器的研制、有机膨化抗冲刷基质的研发等,创新发展水库消落带植被恢复与重建新术。

(4)注重因地制宜、开展分类指导。全国库区消落带面积不小,三峡库区有344.2 km2,浙江千岛湖水库有17.15 km2,四川瀑布沟水库有3.17 km2,是值得开发利用的生物地理带,有经常性水淹型、半淹半露型、陡坡型、缓坡型、土坡型、岩坡型、砾坡型、河口型、库湾型等。要根据不同的类型开展多种技术方法的创新设计与应用研究,实现技术的全覆盖。

(5)重视种子库和种子萌发特性的研究。研究者已对鼠麹草、马唐、野古草、苍耳等20多种消落带草本植物种子进行了萌发特性的研究,认为依靠土壤种子库进行消落带植被恢复与重建是不现实的,需要更多的人为干预。因此可利用消落带水位变化规律,结合工程辅助,采用人工撒播植物种子方法进行植被的季节性修复,丰富消落带物种多样性,季节性改善鱼类、两栖类、浮游生物类的栖息生态环境,值得深入研究。

(6)系统开展种群与群落水平上的生理与生态研究。研究者从种群水平上开展了较多解剖及光合、酶系统、糖代谢等研究,以揭示植物的适应机制,但在群落水平上的结构配置,以及由此产生对动物的生态响应、对生物地球化学过程的影响研究还不够。有研究表明湿地松可能会促进水体富营养化问题的产生,芦苇是解决水体富营养化问题的物种,可见不同的物种及其群落对环境具有不同的影响,因此系统开展种群与群落水平上的生态研究十分必要,为消落带植被恢复与重建的健康发展提供依据。

[1] 孙振刚,张岚,段中德. 我国水库工程数量及分布[J]. 中国水利,2013(7):10-11.

[2] 徐高福,卢刚,刘乐群,等. 消落带研究现状与建设展望[J]. 绿色科技,2014(9):116-118.

[3] 唐敏,杨春华,雷波. 基于GIS的三峡水库不同坡度消落带分布特征[J]. 三峡环境与生态,2013,35(3):8-10, 20.

[4] 徐高福,卢刚,刘乐群,等. 基于千岛湖水资源与生态环境保护的消落带湿地植被重建探析[J]. 浙江林业科技,2014,24(6):84-92.

[5] 徐静,刘刚,李枝. 瀑布沟水库汉源县城消落区综合治理思路研究[J]. 四川水力发电,2013,32(5):140-143.

[6] 周永娟,仇江啸,王姣,等. 三峡库区消落带生态环境脆弱性评价[J]. 生态学报,2010,30(24):6 726-6 733.

[7] 吴起鑫,韩贵琳,唐杨. 水位变化对湖泊(水库)消落带生态环境影响的研究进展[J]. 地球与环境,2009,37(4):446-453.

[8] 程瑞梅,王晓荣,肖文发,等. 消落带研究进展[J]. 林业科学,2010,46(4):111-119.

[9] 张永祥,蔡德所,易燃. 桂林市青狮潭水库消落带生态脆弱性及其影响因子[J]. 广西师范大学学报:自然科学版,2012,30(4):156-160.

[10] 张光富,王剑伟. 三峡库区开县前置库植物多样性及其消落带的生态修复原则[J]. 南京师大学报(自然科学版),2007,30(3):87-92.

[11] 郭泉水,洪明,康义,等. 消落带适生植物研究进展[J]. 世界林业研究,2010,23(4):14-20.

[12] 刘维暐,杨帆,王杰,等. 三峡水库干流和库湾消落区植被物种动态分布研究[J]. 植物科学学报,2011,29(3):296-306.

[13] 陈翠翠,于洪贤,姚允龙,等. 西泉眼水库消落带水生植物群落及分布特点[J]. 东北林业大学学报,2012,40(1);110-113.

[14] 廖世纯,韦桥现,蔡健和,等. 广西水库消落带植物群落调查[J]. 中国水土保持,2008(8):42-44.

[15] 刘成立,胡东,栾姗姗,等. 妫河下游消落带植物群落优势种种间关系研究[J]. 首都师范大学学报(自然科学版),2011,32(6):34-40.

[16] 郭泉水,康义,洪明,等. 三峡库区消落带陆生植被对首次水陆生境变化的响应[J]. 林业科学,2013,49(5):1-9.

[17] 王建超,朱波,汪涛. 三峡库区典型消落带淹水后草本植被的自然恢复特征[J]. 长江流域资源与环境,2011,20(5):603-610.

[18] 齐代华,贺丽,周旭,等. 三峡水库消落带植物物种组成及群落物种多样性研究[J]. 草地学报,2014,22(5):966-970.

[19] 雷波,王业春,由永飞,等. 三峡水库不同间距高程消落带草本植物群落物种多样性与结构特征[J]. 湖泊科学,2014,26(4):600-606.

[20] 张志永,刘明芹,郑志伟,等. 三峡水库小江流域消落区的植物多样性研究[J]. 水生态学杂志,2011,32(3):38-42.

[21] 张晟,杨春华,王业春,等. 三峡水库蓄水初期消落带植被分布格局[J]. 环境科技,2013(5);45-50.

[22] 孙荣,刘红,丁佳佳,等. 三峡水库蓄水后开县消落带植物群落数量分析[J]. 生态与农村环境学报,2011,27(1)23-28.

[23] 张志永,万成炎,郑志伟,等. 三峡水库小江消落区生境异质性对植物群落影响[J]. 长江流域资源与环境,2013,22(11):1506-1513.

[24] 王业春,雷波,张晟. 三峡库区消落带不同水位高程植被和土壤特征差异[J]. 湖泊科学,2012,24(2):206-212.

[25] 陈春娣,吴胜军,Meurk Colin Douglas,等. 三峡库区新生城市湖泊岸带初冬植物群落构成及多样性初步研究[J]. 湿地科学,2014,12(2):197-203.

[26] 袁慎鸿,曾波,苏晓磊,等. 水位节律差异对三峡水库消落区不同物候类型1年生植物物种构成的影响[J]. 生态学报,2014,34(22):6 481-6 488.

[27] 朱妮妮,秦爱丽,郭泉水,等. 三峡水库巫山—秭归段典型消落带植被空间分异研究[J]. 林业科学研究,2015,28(1):109-115.

[28] 李昌晓,钟章成. 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[J]. 林业科学,2005,41(6):28-34.

[29] 李昌晓,钟章成. 模拟三峡库区消落带土壤水分变化条件下水松幼苗的光合生理响应[J]. 北京林业大学学报,2007,29(3):23-28.

[30] 李昌晓,钟章成,陶建平. 不同水分条件下池杉幼苗根系的苹果酸、莽草酸含量及生物量[J]. 林业科学,2008,44(10):1-7.

[31] 李昌晓,钟章成. 三峡库区消落带土壤水分变化对落羽杉(Taxodium distichum)幼苗根部次生代谢物质含量及根生物量的影响[J]. 生态学报,2007,27(11):4394-4402.

[32] 李川,周倩,王大铭,等. 模拟三峡库区淹水对植物生长及生理生化方面的影响[J]. 西南大学学报(自然科学版),2011,33(10):46-50.

[33] 衣英华,樊大勇,谢宗强,等. 模拟淹水对枫杨和栓皮栎气体交换、叶绿素荧光和水势的影响[J]. 植物生态学报,2006,30(6):960-968.

[34] 陈海生,黄志强,冯伟荣. 山地水库消落带植物枫杨耐淹性研究[J]. 安徽农学通报,2013,19(16):103,106.

[35] 李昌晓,魏虹,吕茜,等. 水分胁迫对枫杨幼苗生长及根系草酸与酒石酸含量的影响[J]. 林业科学,2010,46(11):81-88.

[36] 秦洪文,刘云峰,刘正学,等. 三峡水库消落区模拟水淹对2种木本植物秋华柳Salix varietata和地果Ficus tikoua生长的影响[J]. 西南师范大学学报(自然科学版),2012,37(10):77-81.

[37] 艾丽皎,余居华,张银龙. 水淹对三峡库区消落带南川柳植物群落的影响[J]. 南京林业大学学报(自然科学版),2013,37(4):23-28.

[38] 艾丽皎,王胜,张银龙. 消落带植物南川柳对干旱胁迫的生理响应[J]. 中国农学通报,2013,29(13):14-19.

[39] 杨予静,李昌晓,张晔,等. 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[J]. 林业科学,2013,49(2):61-71.

[40] 李铭怡,刘刚,许文年,等. 新银合欢在不同土壤水分条件下的适生性研究[J]. 水土保持研究,2013,20(2):259-266.

[41] 王轶浩,罗韧,王正春. 三峡库区消落带生态治理引进树种—水紫树的光响应特征[J]. 重庆林业科技,2012(3):33-36.

[42] 李佳杏,黄小辉,刘芸,等. 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[J]. 蚕业科学,2012,38(2):210-215.

[43] 黄小辉,刘芸,李佳杏,等. 水分胁迫对三峡库区消落带桑树幼苗生理特性的影响[J]. 林业科学,2012,48(12):122-127.

[44] 黄小辉,刘芸,李佳杏,等. 模拟三峡库区消落带土壤干旱对桑树生理特性的影响[J]. 西南大学学报(自然科学版)2013,35(9):127-132.

[45] 陈芳清,谢宗强. 三峡库区濒危植物疏花水柏枝的生理生化特性研究[J]. 广西植物,2008,28(3):367-372.

[46] 秦洪文,刘正学,周大祥,等. 中华蚊母对反季节完全淹水的生理响应[J]. 河南农业科学,2012,41(11):126-128.

[47] 秦洪文,刘正学,钟彦,等. 三峡库区岸生植物枸杞对短期水淹的恢复响应[J]. 福建林学院学报,2013,33(1):43-47.

[48] 刘云峰,刘正学. 三峡水库消落区极限条件下狗牙根适生性试验[J]. 西南农业大学学报(自然科学版),2005,27(5):661-663.

[49] 洪明,郭泉水,聂必红,等. 三峡库区消落带狗牙根种群对水陆生境变化的响应[J]. 应用生态学报,2011,22(11):2 829-2 835.

[50] 谭淑端,朱明勇,张克荣,等. 深淹对狗牙根根际土壤酶活性及肥力的影响[J]. 中国生态农业学报,2011,19(1):8-12.

[51] 陈海生,金连根. 淹水胁迫对水库消落带狗牙根保护酶活性的影响[J]. 内蒙古农业大学学报,2014,35(1):46-48.

[52] 李彦杰,杨俊年,刘仁华,等. 三峡库区消落带野生狗牙根在深水淹结束后根系酶活力的动态[J]. 西南农业学报,2014,27(5):1 889-1 893.

[53] 杨玉泉,陈海生. 山地水库消落带狗牙根耐淹性研究[J]. 河南农业科学,2013,42(9):66-68.

[54] 李兆佳,熊高明,邓龙强,等. 狗牙根与牛鞭草在三峡库区消落带水淹结束后的抗氧化酶活力[J]. 生态学报,2013,33(11):3 362-3 368.

[55] 刘旭,程瑞梅,郭泉水,等. 香附子对不同土壤水分梯度的适应性研究[J]. 长江流域资源与环境,2008,17(Z1):60-65.

[56] 洪明,郭泉水,聂必红,等. 三峡库区消落带香附子对水陆生境变化的响应[J]. 河北农业大学学报,2011,35(3):77-84.

[57] 刘泽彬,程瑞梅,肖文发,等. 淹水对三峡库区消落带香附子生长及光合特性的影响[J]. 生态学杂志,2013,32(8):2 015-2 022.

[58] 周大祥,刘云峰,刘学武,等. 涝滞胁迫对空心莲子草生理生化特性的影响[J]. 湖北农业科学,2009,48(3):585-587.

[59] 冯大兰,刘芸,钟章成,等. 三峡库存消落带芦苇(Phragmites communis)的光合生理响应和叶绿素荧光特性[J]. 生态学报,2008,28(5):2 013-2 021.

[60] 冯大兰,刘芸,黄建国,等. 三峡库区消落带芦苇穗期光合生理特性研究[J]. 水生生物学报,2009,33(5):866-873.

[61] 冯大兰,刘芸,黄建国. 三峡库区消落带土壤不同含水量条件下芦苇的氮素与生物量动态变化[J]. 环境科学学报,2009,29(9):2 003-2 009.

[62] 秦洪文,刘云峰。刘正学,等. 三峡水库消落区模拟水淹对4种草本植物生长的影响[J]. 生物学杂志,2012,29(5):52-55.

[63]刘送平,李秋华,支崇远,等. 四种水库消落带植物对水淹环境的适应性研究[J]. 生态科学,2013,32(4):462-468.

[64] 李秋华,刘送平,支崇远,等. 三种水库消落带草本植物对完全水淹的适应机制研究[J]. 热带亚热带植物学报,2013,21(5):459-465.

[65] 郭泉水,洪明,裴顺祥,等. 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[J]. 西北植物学报,2012,32(11):2 328-2 335.

[66] 李铭怡,刘刚,肖海,等. 香根草光合特性对水淹—干旱交替胁迫的响应[J]. 水土保持通报,2014,34(2):48-52.

[67] 詹嘉红,林建平,蓝宗辉. 淹水胁迫对铺地黍几种保护酶活性的影响[J]. 生物技术,2010,20(2):67-69

[68] 詹嘉红,蓝宗辉. 水淹对铺地黍部分生理指标的影响[J]. 广西植物,2011,31(6):823-826.

[69] 李强,高祥,丁武泉,等. 常年淹水和干旱对三峡库区消落带菖蒲生长恢复的影响[J]. 环境科学,2012,33(8):2 628-2 633.

[70] 李强. 重复淹水对三峡库区消落带菖蒲植被生长发育的影响[J]. 安徽农业科学,2012,40(18):9 827-9 830.

[71] 陈芳清,李永,郄光武. 水蓼对模拟水淹的生理生态学响应[J]. 生态环境,2008,17(3):1 096-1 099.

[72] 王晓荣,程瑞梅,封晓晖,等. 三峡库区消落带回水区水淹初期土壤种子库特征[J]. 应用生态学报,2009,20(12):2 891-2 897.

[73] 王晓荣,程瑞梅,肖文发,等. 三峡库区消落带水淹初期地上植被与土壤种子库的关系[J]. 生态学报,2010,30(21):5 821-5 831.

[74] 王晓荣,程瑞梅,唐万鹏,等. 三峡库区消落带水淹初期土壤种子库月份动态[J]. 生态学报,2012,32(10):3 107-3 117.

[75] 陈忠礼,刘红,孙荣,等. 三峡库区澎溪河消落带湿地土壤种子库特征[J]. 重庆师范大学学报(自然科学版),2011,28(3):33-36.

[76] 翟付群,许诺,莫训强,等. 天津蓟运河故道消落带土壤种子库特征与土壤理化性质分析[J]. 环境科学研究,2013,26(1):97-102.

[77] 翟付群,莫训强,李洪远. 蓟运河故道消落带盐碱地土壤种子库特征[J]. 水土保持通报,2013,33(2):193-197, 202.

[78] 刘瑞雪,詹娟,史志华,等. 丹江口水库消落带土壤种子库与地上植被和环境的关系[J]. 应用生态学报,2013,24(3):801-808.

[79] 乔普,曾波,王海锋,等. 低温环境下光照强度对野古草种子萌发的影响[J]. 西南师范大学学报(自然科学版),2007,32(6):57-59.

[80] 李连发,廖建雄,江明喜,等. 干藏和淹水对三峡库区21种草本植物种子萌发的影响[J]. 武汉植物学研究,2010,28(1):99-104.

[81] 申建红,曾波,施美芬,等. 储藏方式和时间对三峡水库消落区一年生植物种子萌发的影响[J]. 生态学报,2010,30(23):6 571-6 580.

[82] 申建红,曾波,类淑桐,等. 三峡水库消落区4种一年生植物种子的水淹耐受性及水淹对其种子萌发的影响[J]. 植物生态学报,2011,35(3):237-246.

[83] 王强,袁兴中,刘红,等. 水淹对三峡水库消落带苍耳种子萌发的影响[J]. 湿地科学,2011,9(4):328-333.

[84] 陈忠礼,袁兴中,刘红,等. 消落带湿地土壤苍耳种子库研究[J]. 西南师范大学学报(自然科学版),2011,36(2):147-152.

[85] 江刘其,陈煜初. 新安江水库消落区种植挺水树木研究初报[J]. 浙江林业科技,1992,12(10):40-43.

[86] 舒东膂,黄程前,曾玲珍,等. 库塘消落区耐水浸型池杉优树选择技术研究[J]. 湖南林业科技,2003(2):23-25.

[87] 吴道圣,张光星,冯黎灵. 耐水湿树种在水库消落带(滩地)造林技术[J]. 湖北林业科技,2008(2):57-58, 65.

[88] 廖世纯,韦桥现,蒙炎成,等. 4种植物的耐淹耐旱性及在消落带中的应用[J]. 中国水土保持,2009(5):13-14.

[89] 王轶浩,耿养会,李彬,等. 三峡库区消落带香根草水土保持功能研究[J]. 四川林业科技,2010,31(2):68-71.

[90] 冯义龙,先旭东. 三峡库区冬季蓄水后石门消落带示范区植物生长情况初报[J]. 园林科技,2012(3):14-17.

[91] 夏品华,林陶,邓河霞,等. 贵州红枫湖水库消落带类型划分及其生态修复试验[J]. 中国水土保持,2011(6):58-60.

[92] 罗韧,王正春,王轶浩. 消落区引种栽培水桦、水紫树试验初报[J]. 重庆林业科技,2012(3):27-30.

[93] 殷云龙,於朝广,华建峰,等. 重庆万州三峡库区消落带中山杉造林试验[J]. 林业科技开发,2014年,28(2):110-114.

[94] 贺秀斌,谢宗强,南宏伟,等. 三峡库区消落带植被修复与蚕桑生态经济发展模式[J]. 科技导报,2007,25(23):59-63.

[95] 林晓渝,藏洁,丁昊,等. 三峡库区消落带饲料桑耐淹种植试验初报[J]. 林业实用技术,2010(10):16-17.

[96] 张建军,任荣荣,朱金兆,等. 长江三峡水库消落带桑树耐水淹试验[J]. 林业科学,2012,48(5):154-158.

[97] 黄先智,沈以红,蒋贵兵,等. 三峡库区消落带桑树种植及资源利用调查[J]. 蚕业科学,2013,39(6):1193-1197.

[98] 裴得道,许文年,郑江英,等. 水库消落带植被混凝土抗侵蚀性能研究[J]. 三峡大学学报(自然科学版),2008,30(6):45-47.

[99] 杨平. 恢复生态学在隔河岩库区消落带生态修复中的应用[J]. 三峡大学学报(自然科学版),2011,33(4):11-14.

[100] 周明涛,杨平,许文年,等. 三峡库区消落带植物治理措施[J]. 中国水土保持科学,2012,10(4):90-94.

[101] 邓斌,陈邦群,郑巍伟,等. 香根草双层加筋复合植被柔性板块技术在三峡库区消落带防护工程中的应用[J]. 交通科技,2013(4):144-146.

[102] 段飞,尹文锋,尤岭. 三峡库区消落带生态库岸整治工程设计概述[J]. 城市道桥与防洪,2014(11):203-204, 214.

[103] 鲍玉海,贺秀斌,钟荣华,等. 三峡水库消落带植被重建途径及其固土护岸效应[J]. 水土保持研究,2014,21(6):171-174, 180.

[104] 钟荣华,鲍玉海,贺秀斌,等. 水库消落带串珠式柔性护岸技术及其应用[J]. 世界科技研究与发展,2015,37(1):1-4.

[105] 王加权,陈文德. 滨河消落带绿化种植盘设计[J]. 资源开发与市场,2014,30(10):1 156-1 157,1 263.

Achievement on Vegetation Restoration and Reconstruction on Water-level-fluctuating Zone in China

LU Gang1,XU Gao-fu2,LIU Le-qun1,ZHANG Jian-he3,LI He-peng1,BAI Ming-e1,HONG Li-xing1
(1. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 2. Chun’an Xin’anjing Development Corporation of Zhejiang, Chun’an 311700, China; 3. Zhejiang Yuancheng Landscape Group Co., Ltd., Hangzhou 310016, China)

Achievement on vegetation restoration and reconstruction of the water-level-fluctuating zone in China was summarized. Basic researches included vegetation types and composition, structure characters, woody and herb plants physiology and ecology, seed bank and seed germination properties, and applied researches covered vegetation restoration test and engineering construction. Analysis on current situation of achievement, further focuses need to be put on selecting more right species, different planting methods, combining vegetation restoration with engineering measures, seed bank and seed germination property, ecological studies on plant population and community.

water-level-fluctuating zone; vegetation restoration and reconstruction; selection

S718.51

B

1001-3776(2016)01-0072-09

2015-08-10;

2015-10-12

浙江省省属科研院所扶持专项计划项目“风化基岩消落带湿地植被重建关键技术研究与示范”(2014F50017)

卢刚(1976-),男,工程师,浙江安吉人,主要从事森林资源培育和森林生态研究和技术推广工作。

猜你喜欢

水淹三峡库区牙根
浅析消费者在水淹车下的权益保护
上颌第一磨牙牙根折裂的临床特征分析
熵权法判别水淹层在埕东东区的应用
水淹吕布
根管治疗术后不同修复方式对牙根抗折性能的影响
复合树脂加玻璃离子夹层修复老年牙根面龋的应用效果
微型种植钉压低过长牙后牙根吸收的CBCT观察
三峡库区生态环保成效显著
三峡库区雕塑遗存忧思录
枣宜会战中蒋介石水淹日军计划的破产