三峡水库消落带植物群落生态学研究.pdf
中文摘要 摘 要 三峡水库东起湖北秭归(三斗坪) ，西至重庆江津(花红堡) ，涉及湖北省和重 庆市的 22 个区(县) 。三峡水库除长江干流外，还包括香溪河、澎溪河、大宁河、 乌江、嘉陵江等 400 多条次级河流。三峡大坝建成后，河流水文形态发生了明 显变化，形成了“冬季淹没，夏季出露” 、垂直落差达 30m 、面积约 348.93 km2 的消落带。三峡水库蓄水淹没了原有的陆地生态系统，改变了原有的生物群落， 使生物多样性降低，尤其是对植物群落结构与分布格局的影响甚大。每年长达 半年的冬季蓄水淹没与夏季短期洪水对消落带植物群落有极大影响。到2018 年， 三峡水库高水位蓄水整整 10 年。在 10 年季节性水位变动和反复水淹胁迫驱动 下，消落带植物群落现状如何？发生了什么变化？其变化的规律和调节机制是 什么？因此，对十年高水位蓄水后的消落带，开展植物群落现状及变化规律研 究，对于大型蓄水水库生态演变及其驱动机制的了解、以及三峡水库消落带生 态保护修复，具有重要的理论意义和应用价值。本文以三峡水库消落带植物群 落为研究对象，在野外调查的基础上，综合运用统计学和数量生态学的方法， 对消落带植物群落进行了较为系统的分析，探讨了消落带植物群落的种类组成 与区系特点，植物多样性与空间分布格局，优势种生态位与种间关系，植物群 落与环境因子间的关系，探讨了高水位蓄水 10 年来的植物群落的动态变化。主 要研究成果如下： ① 三峡水库消落带共有维管植物 44 科 125 属 150 种，植物种类组成有向寡 种科和少种科分散，同时向禾本科、菊科、莎草科等大科集中的趋势，生活型以 一年生草本植物为主，木本植物种类少，且均以幼苗的形式分布于 175m 附近。消 落带植物区系组成上，以热带和温带成分为主，与蓄水初期相比，区系类型减少， 热带成分占比有增加趋势。 ② 草本植物是消落带植物群落构建的主要建群种。群落物种丰富度在水库中 段较大，沿纵向梯度总体呈现先增加后减小的趋势，而沿侧向高程梯度方向则呈 明显增加趋势。Shannon-Wiener 多样性指数沿纵向梯度总体呈现减小趋势，沿侧 向高程梯度方向则呈明显增加趋势。总盖度沿纵向梯度与侧向高程梯度方向总体 均呈一定的减小趋势，但变化不显著。地上生物量沿纵向梯度表现为库首和库尾 较小，而中部较高，沿侧向高程梯度方向表现为 160-170m 高程较高，155m 和 170-175m 高程较低。 ③ 根据各物种在样方中出现的频率和平均盖度，筛选出狗牙根、苍耳、狼杷 草、稗、酸模叶蓼、马唐、鳢肠、香附子、狗尾草、莲子草、苘麻、草木犀、小 I 重庆大学硕士学位论文 酸浆、小蓬草、牛鞭草等 15 个消落带优势种。研究发现，优势种群生态位宽度和 生态位重叠值较大，表明消落带长期反复淹水环境下，植物受环境胁迫较大，种 2 间竞争较为激烈。应用x 检验、Spearman 秩相关分析，可知 105 个种对中，正关 联种对数略多于负关联种对数。将 15 个优势种划分为 3 个生态种组，基本上反映 了优势种随高程梯度的分布规律。由此可知，三峡水库消落带经过高水位蓄水反 复淹没 10 年后，植物群落结构已呈现出初步稳定的趋势。 ④ 草本植物是消落带植物群落构建的主要类群，消落带物种数和群落类型随 高程升高而逐渐增多。双向指示种分析法(TWINSPAN)将消落带植物群落划分为 8 个群落类型。典范对应分析(CCA)排序分析表明，沿第 1 轴从左到右，淹水深度逐 渐降低，伴随着高程逐渐增加、淹水时间逐渐缩短，植物从分布于低海拔区的狗 牙根、稗和碎米莎草等向分布于高海拔区的小蓬草、野艾蒿和黄花蒿等物种过渡， 群落类型则从狗牙根群落、狗牙根+稗群落过渡到海拔 175m 附近的狼杷草+草木犀、 狼杷草+小蓬草等植物群落。消落带植物群落多样性和分布格局是多种因素综合作 用的结果，但主要受水淹干扰(淹水深度) 的影响。 ⑤ 通过与高水位蓄水初期调查结果进行比较研究，发现消落带植物种类比高 水位蓄水初期减
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