三峽水庫消落區受三峽水庫水位人工調節的影響,消落區植被受到長時間、反季節的冬季水淹的影響,植物多樣性及植物生長受到嚴重影響。因此,三峽水庫消落區的生態系統十分脆弱,面臨著生物多樣性低、面源污染、營養富集、重金屬污染等問題。同時,消落區的生態健康和穩定將直接影響三峽水庫的水體水質。消落區防護林對提高消落區的生態景觀、過濾污染物、穩定河岸,維持水陸生態系統的穩定性起重要作用。因此,篩選適宜的木本植物在三峽水庫消落區上部建設防護林是十分重要和比要的。
中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室植物水分脅迫生物學學科組楊帆博士通過對三峽水庫消落區木本植物的分布調查結果表明,盡管在消落區內分布有24科37屬39種木本植物,其中包含12種喬木樹種和27種灌木樹種,但這些木本植物大部分通過種子萌發以一年生的形式存在,在經歷下次水淹后就死亡,而只有少部分植物如烏桕(Sapium sebiferum)、桑樹(Morus alba)、加楊(Poplus ×canadensis)、柳樹(Salix matsudana)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、池杉 (Taxodium ascendens)、楓楊(Pterocarya stenoptera)、地果 (Ficus tikoua)、枸杞(Lycium chinense)、薔薇(Rosa multiflora)、秋華柳(Salix variegata)、疏花水柏枝 (Myricaria laxiflora)、中華蚊母(Distylium chinense)能以多年生的形式存在。對桑樹、加楊、柳樹、水杉、池杉、楓楊、枸杞、薔薇、秋華柳、疏花水柏枝、中華蚊母不同水淹深度和水淹時間的研究結果表明,這11種植物均具有較好的水淹耐受性,可作為消落區防護林建設的適宜物種。喬木中水杉、池杉、桑樹、加楊的耐水淹能力較為突出,灌木中枸杞、秋華柳、疏花水柏枝、中華蚊母的水淹耐受性較好,尤其是秋華柳。對消落區定植的枸杞、秋華柳、桑樹、加楊、水杉、池杉的成活率的分析結果表明,這幾種植物經歷幾次冬季水淹后均能保持較高的存活率,但優勢雜草群落對灌木的致死率比水淹脅迫的影響更大。生理生化分析表明,經歷冬季水淹后的枸杞、秋華柳、桑樹、加楊在生長恢復期間能形成適當的修復機制來促進生長。另外,消落區的防護林建設過程中應根據物種的水淹耐受性差異在不同海拔高程合理分布,并在后期加強管理維護。該研究成果將為消落區的防護林建設提供科學指導。
以上研究獲得國家自然科學基金(No.31270449)和國務院三峽辦項目(No. SX2008-005)的共同資助。相關研究成果發表在 PLoS One (2014, 9(9): e108725)上。
冬季水淹后秋華柳在生長恢復期的色素含量分析