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

  本文关键词：水位梯度对湿地植物生长、繁殖和生物量分配的影响，由笔耕文化传播整理发布。

水是湿地生态系统的基本生态因子和重要控制因素[1]。湿地水位的高低、涨落、变动频率、持续时间、发生时间等特征[2]影响着植物群落的种类组成[3]、空间分布、生产量[4]、密度以及生活史策略[5]。三峡工程是世界上最大的水利枢纽，三峡水库消落带也是世界上最大的水库消落带之一。库区实现175m蓄水后,三峡水库消落带总面积将达348.39km2[6]。2010年10月26日三峡库区正式蓄水至175m，回水至江津区。重庆主城区嘉陵江石门段消落带示范区经过夏季汛期和冬季蓄水的双重影响，植物的生长受到一定的影响。本文报道了该消落带在2011年库区泄洪后植物恢复生长的状况，旨在积累消落带植物受胁迫后在生长策略方面的长期生态学数据，为消落带恢复重建过程中植物筛选、生态保护及合理利用提供科学依据。

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1 石门消落带示范区概况

1.1  石门消落带示范区地点

石门消落带示范区位于嘉陵江江北区石门段，面积约30000㎡，海拔163m～177m，坡度 5°～45°。土壤类型为潮土（潮土是发育在河流冲积及海相沉积物上，，是受潜水作用形成的一类土壤），土质为砂壤土，主要是砂土含有少量壤土和砾石。

1.2  植被情况

示范区以2004-2007年进行的耐水淹试验地为基础，现有植被主要有南川柳（Salixrostho-rnii）、水杉（Metasequoia  glyptostrobo-ides）、池杉 （Taxodium ascendens）、枫杨（Pterocarya stenoptera） 、秋花柳（Salix Variegate） 、杭子梢（Campylotropis macro-carpa） 、小梾木（Cornus paucinervis）  、枸杞（Lycium chinense） 、长叶水麻（Debreg-easia longifolia） 、中华蚊母树（Distyliu-m chinense） 、卡开芦（Phragmites karka）、甜根子草 （Saccharum spontaneum） 、香根草 （Vetiveria zizanioides） 、狗牙根（Cyno-don dactylon）、扁穗牛鞭草（Hemarthria Compressa）、块茎薹草（Carex thomsonii）等构成的单一或复合群落。

2 数据观测

2.1水位记录

在夏季汛期和冬季库区蓄水后，每天早中晚观察三次水位，记录水位淹没梯度的时间，统计出各高程的连续水淹时间和水淹总时间。连续水淹时间是指一次洪峰来临后，淹没该高程的天数。水淹总时间为该高程淹没时间的总和。

2.2植物生长观察

观察不同高程植物在水淹没期间和水退后的生长表现，如叶片变黄、萎蔫、枝条枯萎、植株枯死、发芽、分蘖以及恢复生长情况等。

3 结果与分析

3.1  2010年度重庆主城消落带水位分析

由图1和表1可知：2010年夏季汛期从6月1日至9月30日三峡大坝开始蓄水（石门水位168.83m），163m淹没长达138天，持续淹水122天；最高水位186m，180m高程淹没时间达10天左右，175m高程淹没21天。10月26日三峡大坝坝前水位达到175m（朝天门水位最高达到176.97m）。175m高程持续淹没时间约90天，168m自7月淹没后至翌年2月中旬始露出，164m淹没达178天。在2011年1月下旬水位逐渐下降，到2月8日，处于消落期的三峡水库已由最高蓄水位175m降至170m，寸滩水位为169.88m。至3月31日退到164.69m。 总之，不同高程全年淹没时间变化较大，175m高程淹没时间达110余天，淹水深度11m；163m高程淹没深度为23m，几乎全年被淹没。

3.2  冬季淹水后植物生长性状

从供试植物在消落带多年实地栽植的表现性状看，最适宜的消落带植物主要有：乔木：枫杨、南川柳；灌木：中华蚊母、秋华柳、小梾木、疏花水柏枝；高草：卡开芦、甜根子草；草本：狗牙根、扁穗牛鞭草、块茎苔草、野青茅。其在淹水期性状表现如下：

南川柳：淹水108天，叶子变黄且部分落叶；淹水160余天，全部落叶；淹水238天，嫩枝部分枯死；退水30天左右开始萌芽。

枫杨：植株全淹水36天，叶子开始落叶；淹水90天，全部落叶；淹水133天，部分枝干枯死，退水30余天后开始萌芽。若淹没不过顶，植株可生长。

中华蚊母：持续淹水133天，部分叶子脱落，颜色淡黄，退水后即返绿；淹没214天后，叶片脱落，部分小枝枯死；退水20天后恢复生长。

图1  2010年3月-2011年3月重庆主城区消落带水位曲线图

表1  2010年汛期及三峡库区蓄水，主城区朝天门不同高程淹没时间

注：（1）重庆主城区水位以寸滩水位为基准校正。

（2）淹水深度为重庆主城50年一遇洪水水位186m与零水位160m之差。

（3）水位统计时间；夏季为 2010年3月26日-9月30日；冬季为2010年10月1日-2011年3月31日, 三峡水库蓄水水位基本都在175m.

秋华柳：夏季淹水80余天，叶子变黄且开始落叶；淹水90余天，全部落叶，且部分顶梢枯死；冬季淹水近178天，退水20天左右开始萌芽。 

卡开芦：夏季水淹90天退水20天后发出新芽，冬季淹水130天，部分枝叶枯死；淹水近180天，主茎及少部分枝条存活，边退水边开始萌发。

甜根子草：夏季水淹60天、持续水淹30天，叶片枯萎；水淹80天、持续水淹45天，叶片全部脱落；水淹92天，植株茎仍存活，地上部分枯死；冬季水淹148天，植株茎秆80%死亡；淹水170余天，仅5%左右茎秆存活。退水20天后开始萌发，1个月左右盖度达85%以上。

狗牙根：夏季水淹40天、持续水淹30天，地上部分开始死亡；水淹108天，持续水淹77天地下根仍存活，退水后10天开始发出新叶。冬季淹水近180天，且被大量泥沙掩埋，退水后25天左右萌发新芽。 

扁穗牛鞭草：夏季水淹40天、持续水淹35天，地上部分全部死亡；水淹108天，持续水淹77天，退水后14天开始发出新叶。冬季淹水近180天，且被大量泥沙掩埋，退水后40天左右萌发新芽。

野青茅：夏季汛期淹水时已基本完成生活史，地上叶片部分叶片枯死，茎秆仍存活，随水位消退，发出新芽。老株冬季淹水180天左右，露出水面7天左右即开始萌发新芽，沉积泥沙中有大量种子萌发，20天左右盖度可达85%，高约108cm。

块茎苔草：夏季水淹25天，持续水淹20天，地上部分开始枯死；水淹128天，持续水淹86天，退水后7天开始发出新叶。冬季淹水近180余天，退水后15天开始萌发，1个月左右盖度达98%，高约45cm。

3.3  淹水后植物恢复生长特征观察

植物经过冬季反季节淹水后，不同生活型植物表现出不同的生活策略，其淹水后恢复生长情况详见表2。

由表2可知，低矮草本植物如扁穗牛鞭草、狗牙根主要在茎秆节间萌发新株或新芽；块茎苔草则从块茎基部萌发新株；野青茅除了从多年生植株基部、茎秆上萌发新芽外，其大量种子从沉积泥土中萌发，能迅速返青，覆盖度很大。

高草甜根子草主要从宿存根茎基部萌发新株，残留的茎秆下部萌发较多；而卡开芦宿存根茎大量萌发新株外，近地面的茎秆都能萌发新株，上部茎秆节间萌发新芽多达6个。乔木南川柳、枫杨主要是从老干上萌发新枝，增加其盖度和生物量。

表2植物淹水后生长恢复情况比较

4   结果与讨论

三峡工程举世瞩目，三峡库区消落带植被是一种比较特殊的消落带植被，对它进行长期监测和研究是评价三峡工程生态影响的一项重要内容,近年来受到广泛关注。目前已经发表的研究结果主要包括植物群落分类排序、植物物种多样性和植物区系。1994年，陈伟烈等[7]开始关注淹没对库区原有植物和植被的影响。王勇等[8]和白宝伟等[9]基于三峡自然消落带植被分析，对三峡水库蓄水后175m以下的植被进行了预测。冯义龙等[10]对重庆主城区两江四岸消落带植被进行了调查，并对植被演替趋势进行了预测。2006年三峡水库蓄水156m以后, 杨朝东等[11]调查了秭归太平溪港至巴东楠木园的145-156m消落带植物群落类型及分布特点；王强等[12]对开县澎溪河、刘荣等[13]对白夹溪沿岸海拔175m以下范围的植被进行调查，研究表明：土壤含水率的变化及分布格局对消落带植物带状分布有较大影响，消落带内植物物种丰富度和多样性较低。而在2010年三峡库区正式蓄水至175米后，对消落带植被产生了哪些影响呢？本文仅对石门消落带示范区内12种供试植物的生长表现和恢复情况作了一个简单的观察统计，对长期的水淹和水位的季节变动导致消落带内植物种类组成、植被空间分布格局及多样性发生巨大变化情况，仍需做进一步的深入研究。

参考文献：

[1]徐治国,何岩,闫百兴,等.营养物及水位变化对湿地植物的影响[J].生态学杂志, 2006, 25(1): 87-92.

[2]刘永,郭怀成,周丰,等.湖泊水位变动对水生植被的影响机理及其调控方法[J].生态学报, 2006, 9(26): 3117-3126.

[3]马龙,刘廷玺.科尔沁沙地植物生态型与地下水位及土壤水分的关系研究[ J].中国沙漠, 2007, 27(3): 391-396.

[4]王海洋,陈家宽,周进.水位梯度对湿地植物生长、繁殖和生物量分配的影响[J].植物生态学报, 1999, 23(3):269-274.

[5]罗文泊,谢永宏,宋凤斌.洪水条件下湿地植物的生存策略[J].生态学杂志, 2007, 26(10): 1478-1485.

[6]张虹.三峡库区消落带土地资源特征分析[J].水土保持通报, 2008, 28(1): 46-49.

[7]谢宗强,陈伟烈,梁松筠，等. 三峡库区特有植物及三峡工程对其影响[J]. 国土与自然资源研究，1994（4）：61-65.

[8]王勇，厉恩华.三峡库区消涨带维管植物区系的初步研究武汉植物学研究，2002，20(4):264一274.

[9]白宝伟，王海洋，李先源，等.三峡库区淹没区与自然消落区现存植被比较[J].西农农业大学学报，2005，5：119-122，126.

[10]冯义龙 ,先旭东,王海洋. 重庆市区消落带植物群落分布特点及淹水后演替特点预测[J].西南师范大学学报（自然科学版），2007，32（5）：112117.

[11]杨朝东，张 霞，向家云. 三峡水库消落带植物群落及分布特点 的 调 查 ［J ］. 安 徽 农 业 科 学，2008，36 ( 31 ):13 795 ～13 796,13 866

 [12]王强,刘红,袁兴中，等. 三峡水库蓄水后澎溪河消落带植物群落格局及多样性[J]. 重庆师范大学学报(自然科学版),2009,26(4):48-54.

[13] 孙荣，袁兴中，丁佳佳.三峡水库蓄水至 156 m 水位后白夹溪消落带植物群落生态学研究[J].湿地科学，2010，8（1）：1-7.

作者简介：

冯义龙/男/汉族，湖北谷城人/硕士研究生/工程师，主要从事城市园林生态、园林植物应用等方面的研究。

  本文关键词：水位梯度对湿地植物生长、繁殖和生物量分配的影响，由笔耕文化传播整理发布。