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由于三峡水库的水位调度导致水库水位的涨落,从而在三峡水库周边形成的周期性淹没与出露的一段特殊区域,被称之为三峡水库消落带。由于受到水陆生态系统的交替控制和影响,消落带呈现不稳定状态。消落带植被是消落带生态系统的重要组成部分,对于维持消落带生态系统的稳定和减缓由于环境的剧烈变化引起的生态问题具有重要作用。本文通过以下三个部分:(1)2008年-2009年消落带植被情况的变化;(2)一年生草本植物种子耐水淹能力;(3)多年生草本植物在不同水分条件下的适生性,来探讨水淹干扰对消落带植被的影响及本地植物对消落带环境变化的适应性,试图找出可供消落带植被修复的备选物种,并对消落带植被修复提供一定的理论依据。
将三峡消落带分为3个海拔段:145m~156m为消落带下部、156m~165m为消落带中部、165m~175m为消落带上部。采用样方法;分别在2008年9月和2009年9月对出露后的消落带进行了植被调查。结果发现:(1)消落带下部受水淹干扰的影响较为严重,物种数量和群落类型较少。在三峡消落带完全形成后,这段区域分布的植被可能会逐渐演变为以耐水淹的多年生草本植物(如狗牙根(Cynodon dactylon)、双穗雀稗(Paspalum paspaloides)等)和湿地植物为主,并在其中散布一些植株耐水淹的一年生草本植物(如稗(Echinochloacrusgali)、青葙(Celosia argentea)等)的群落类型。(2)水淹干扰使消落带中上部一些耐旱物种消失,一些一年生草本植物增加。由于强度较小,水淹干扰对消落带中上部植被的影响并不剧烈。以后在消落带中上部可能会形成以一年生草本植物为主、耐淹的多年生草本植物分散其中的群落类型。(3)水体的波动扩大了种子的散布范围,并使物种的分布变得更加均匀。此外,适度的水淹干扰会促进苍耳(Xanthium sibiricum)、马唐(Digitaria sanguinalis)、荩草(Arthraxon hispidus)、千金子(Leptochloa chinensis)、青葙(Celosia argentea)、狗尾草(Setaria viridis)等一年生植物种子的萌发,并扩大其分布范围。水淹干扰降低了马兰(Kalimeris indica)、丝茅(Imperata koenigii)、野艾蒿(Artemisialavandulaefolia)、矛叶荩草(Arthraxon prionodes)等多年生草本的适生性;香附子(Cyperus rotundus)、狗牙根、双穗雀稗、喜旱莲子草(Alternantheraphiloxeroides)等多年生草本则可以耐受较长时间的水淹,在消落带内分布较广。
根据三峡水库水位运行时间,设计了30d、75d、115d、155d、195d和240d共6个水淹时间梯度,采用模拟水淹的方法,研究了不同水淹时间对三峡消落带4种常见的一年生草本稗、金狗尾草、马唐和荩草的种子萌发的影响。结果发现:(1)随着水淹处理时间的增长,这4种植物的萌发率基本上呈现先增高后降低的趋势。说明一定时间的水淹有利于打破种子休眠并提高种子萌发率。(2)一定时间的水淹处理加快了这4种植物的萌发进程。和对照相比,一定时间的水淹处理显著提高了这4种植物的萌发指数,缩短了种子的萌发持续时间,并提早了种子萌发高峰时间和达到50%萌发率的时间。长时间的水淹对种子的萌发进程影响不大。(3)总体来说,稗、金狗尾草、马唐和荩草在各个处理下的萌发率均较高(>40%),可以考虑作为三峡消落带植被恢复的备选物种。
通过设置干旱、对照和水淹这3个水分梯度,来比较香附子、狗牙根、双穗雀稗和喜旱莲子草在不同水分条件下的存活率、生长表现及生物量积累状况。处理总共进行30天。实验结果发现:(1)这四种植物在水淹处理下的存活率均为100%。水淹处理显著降低了香附子和狗牙根植株的根长、叶片数等形态指标和各个部分的生物量,且植株各个部分的相对生长速率为负值。水淹处理促进了双穗雀稗和喜旱莲子草茎的生长,其植株的茎生物量、茎相对生长速率、总枝条长、平均节间长显著高于对照值。这说明这四种多年生草本对水淹胁迫均有较强的耐受能力,但采取的策略不同。(2)香附子和狗牙根的耐旱能力很强,干旱处理后存活率均为100%。双穗雀稗具有一定的耐旱能力,干旱处理后,存活率为94.4%,其叶片数、平均节间长、总枝条数和对照之间差异不显著,但植株各个部分的生物量、相对生长速率以及总枝条长显著降低。干旱胁迫造成了大部分喜旱莲子草的地上部分枯死,耐旱能力最差。(3)根据实验结果,可以考虑香附子、狗牙根、双穗雀稗作为三峡库区消落带植被修复的备选物种;但喜旱莲子草属外来入侵种,是否用于植被的人工修复,还需谨慎考虑。