香溪河消落带植被恢复特征及人工种子库的水淹持续性研究

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三峡工程修建后所形成的大幅度、反季节的水位消涨节律使得库区消落带植物群落及其生态功能严重退化,积极开展消落带植物群落的生态恢复有利于改善库区的生态环境。本文以香溪河消落带为例,通过对人工恢复地和自然恢复地植物群落的野外调查和设置水淹0、5、6、7、8和9个月6个实验处理模拟三峡水库水位消涨节律,研究了不同恢复模式下植物群落的物种组成与结构、物种多样性、群落生物量特征以及人工种子库对水淹胁迫的响应。以客观评价恢复模式对植物群落恢复的效应,并揭示水淹对种子活力的影响及其对水淹的响应机制。结果显示:  (1)人工与自然恢复下的消落带都形成了以一年生和多年生草本为主的植物群落,其中人工恢复样地中共有草本48种,灌木6种。自然恢复样地中有草本42种,无灌乔木的分布。  (2)人工恢复地植物群落的物种多样性略高于自然恢复地。自然恢复地植物群落的物种多样性随海拔梯度的增加呈先增加后减少的变化趋势,而人工恢复地因在消落带上引入了灌木物种呈先增加后减少再增加的趋势。植物群落的组成在不同海拔梯度也呈相应的变化。  (3)两种恢复模式下植物群落生物量都随着海拔梯度的增加而逐步增加,但人工恢复地草本植物群落的生物量显著高于自然恢复地,其中平均生物量高出27.5%,海拔145 m及165 m处的生物量分别高出62.7%和69.4%。总体而言,人工恢复通过引入灌木物种和增播草本植物在一定程度加快了消落带的恢复进程,增强了植物群落的稳定性。  (4)八种植物种子库均具有一定的水淹可持续性,虽然其种子活力随着水淹处理时间的延长呈不断下降的趋势,但在经历5-6个月的水淹后均能保持较高的活性,其中以狗牙根、小梾木种子的活性最高。水淹7个月后八种植物种子库的种子活力都急剧下降,水淹9个月后,狗牙根、小梾木、中山杉种子仍能保持较高活性。  (5)水淹还导致八种植物种子库种子的蛋白质、淀粉、可溶性糖含量显著下降。其下降幅度最大的时期均发生在水淹7个月后。文章还对种子库种子活力、水淹时间以及营养成分开展了相关性分析,研究了种子库水淹持续性的机理。
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