三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及生物治理技術(shù)

王迪友,鄧文強(qiáng),楊帆

摘要：三峽水庫(kù)消落區(qū)具有水淹時(shí)間長(zhǎng)、消落幅度大、水位漲落節(jié)律逆反自然枯洪規(guī)律及面積大、生境類型復(fù)雜等特點(diǎn)。從三峽水庫(kù)消落區(qū)目前所面臨的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題出發(fā)，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及生物治理的研究進(jìn)展，提出了三峽水庫(kù)消落區(qū)的生物治理方案。

關(guān)鍵詞：生物治理；生態(tài)環(huán)境問(wèn)題；三峽水庫(kù)；消落區(qū)

中圖分類號(hào)：Ｘ１７１．４文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）05－0865-05

The Status and Bioremediation Technology of Ecological Environment in

Water-level-fluctuating Zone of the Three Gorges Reservoir

ＷＡＮＧ Ｄｉ－ｙｏｕ１，ＤＥＮＧ Ｗｅｎ－ｑｉａｎｇ2，ＹＡＮＧ Ｆａｎ２

（１．Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙ，Ｐｌａｎｎｉｎｇ，Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｑｕａｔｉｃ Ｂｏｔａｎｙ

ａｎｄ Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ Ｂｏｔａｎｉｃａｌ Ｇａｒｄｅｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗａｔｅｒ－ｌｅｖｅｌ－ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｏｓｓｅｓｓｅｓ ｓｏｍｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｌｏｎｇ ｆｌｏｏｄｉｎｇ ｄｕｒａｔｉｏｎ， ｗｉｄｅ－ｒａｎｇｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ （３０ ｍ）， reversed ｆｌｏｏｄｉｎｇ ｔｉｍｅ ｔｏ ｗｉｎｔｅｒ， ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｈａｂｉｔａｔ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｌｅｖｅｌ－ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ， ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ research advances on ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｌｅｖｅｌ－ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ were summarized． Ｔｈｅ ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ for ｗａｔｅｒ－ｌｅｖｅｌ－ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｂｌｅｍ； Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ； ｗａｔｅｒ－ｌｅｖｅｌ－ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ

長(zhǎng)江三峽工程是開(kāi)發(fā)和治理長(zhǎng)江的關(guān)鍵性骨干工程，具有巨大的防洪、發(fā)電、航運(yùn)、旅游等綜合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。盡管三峽工程帶來(lái)了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，但同時(shí)對(duì)社會(huì)、生態(tài)環(huán)境也造成了一些不可逆的負(fù)面影響［１］。消落區(qū)（Ｗａｔｅｒ－ｌｅｖｅｌ－ｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇ ｚｏｎｅ）是流域內(nèi)水陸生態(tài)系統(tǒng)的自然交錯(cuò)帶，是相鄰陸生和水生生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)、能量和信息交流的紐帶，是流域生態(tài)系統(tǒng)組成的敏感部分，其特殊生境為物種的演化、發(fā)育和保存提供了有利的條件，具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值。三峽水庫(kù)生態(tài)環(huán)境的變化，尤其是消落區(qū)的生態(tài)問(wèn)題，已成為流域生態(tài)修復(fù)和研究的中心環(huán)節(jié)［２］。

三峽水庫(kù)（２９°１６′～３１°２５′Ｎ，１０６°２０′～１１１°５０′ Ｅ）實(shí)行１４５～１７５ ｍ “冬季蓄水、夏季泄洪”的人工調(diào)節(jié)水位后，其水位漲落節(jié)律逆反自然枯洪規(guī)律。同時(shí)，水庫(kù)消落區(qū)具有水淹時(shí)間長(zhǎng)（可達(dá)８?jìng)€(gè)月）、面積大（約３５０ ｋｍ２）、消落幅度大（３０ ｍ）、生境類型多樣等顯著特點(diǎn)。原來(lái)適應(yīng)長(zhǎng)江水位節(jié)律性變化的河岸植被難以適應(yīng)三峽水庫(kù)水位的反季節(jié)變化，逐步消失或死亡，造成新生濕地植被稀疏散布，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所形成的濕地生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱［３］。

三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題復(fù)雜多樣而突出，認(rèn)識(shí)和梳理過(guò)程仍需要一段時(shí)間，諸多目前已認(rèn)識(shí)到的消落區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的解決，也沒(méi)有可供參考和借鑒的資料。消落區(qū)的生物治理，首先要掌握消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，其次要注重消落區(qū)的生態(tài)效益，另外，還要發(fā)揮消落區(qū)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，如何采取有效措施，監(jiān)測(cè)和了解消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，開(kāi)展消落區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)，保障三峽工程的生態(tài)安全運(yùn)行，改善水體質(zhì)量，促進(jìn)庫(kù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展是庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)的中心環(huán)節(jié)。

１三峽水庫(kù)消落區(qū)所面臨的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題

受水庫(kù)水位逆反枯洪規(guī)律人工調(diào)節(jié)的影響，三峽水庫(kù)消落區(qū)逐漸演變成一種新生濕地生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)環(huán)境問(wèn)題與自然消落區(qū)或一般濕地生態(tài)系統(tǒng)所面臨的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題存在較大差異。三峽工程上馬后，水位從以前的６２ ｍ逐漸上升到目前的蓄水水位（１４５～１７５ ｍ），造成生境嚴(yán)重破碎化［４，５］，Ｗｕ等［６］通過(guò)數(shù)字高程模型（Ｄｉｇｉｔａｌ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ，ＤＥＭ）結(jié)合地理信息系統(tǒng)（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ＧＩＳ）估算出水位上升到１７５ ｍ后，將形成４７～１０２個(gè)新的島嶼。水位的反季節(jié)變化及生境破碎化造成原來(lái)的河岸植被難以生存，植物多樣性急劇下降［３］。王勇等［７］對(duì)三峽庫(kù)區(qū)自然消落區(qū)植物區(qū)系的研究表明，消落區(qū)分布有維管植物８３科、２４０屬、４０５種，但２００９年劉維暐等［８］對(duì)蓄水后水庫(kù)消落區(qū)植物區(qū)系的調(diào)查表明，維管植物只有６１科、１６９屬、２３１種，其中科、屬、種分別減少了２６．５１％、２９．５８％和４２．９６％。水庫(kù)蓄水后，水流速度變慢，水體自凈能力下降，造成營(yíng)養(yǎng)元素及重金屬沉積；水庫(kù)蓄水后，消落區(qū)巖土含水量變?yōu)轱柡?，在暴雨徑流沖刷、庫(kù)區(qū)水位變動(dòng)侵潤(rùn)、來(lái)往船只航行涌波等各種動(dòng)力的作用下，消落區(qū)內(nèi)水土流失嚴(yán)重，加劇了水庫(kù)的泥沙沉積［４］。水庫(kù)蓄水后，河面變寬，從而通過(guò)蒸騰、凈輻射等途徑的改變影響三峽庫(kù)區(qū)的微氣候［９］。水位降落后，庫(kù)區(qū)居民利用夏季出露的消落區(qū)土地開(kāi)展短季節(jié)農(nóng)作物的種植、發(fā)展淡水養(yǎng)殖或開(kāi)展其他多種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。肥料、藥物、餌料殘余、作物殘留物、畜禽糞便形成新的非點(diǎn)源污染［１０］。消落區(qū)受水陸交叉污染，易滋生各種相關(guān)的病原體、致病菌，特別是在夏季高溫高濕環(huán)境條件下，污染嚴(yán)重的消落區(qū)將成為相關(guān)病菌、寄生蟲(chóng)的滋生源，有可能導(dǎo)致大規(guī)模疫情的發(fā)生和流行，危害庫(kù)區(qū)居民身心健康［１１，１２］。

２國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

三峽水庫(kù)消落區(qū)的核心問(wèn)題是植被退化嚴(yán)重，并由此引起一系列其他生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。目前三峽水庫(kù)消落區(qū)的研究主要集中在消落區(qū)植被恢復(fù)與重建方面。消落區(qū)植被對(duì)水陸生態(tài)系統(tǒng)間的物流、能流、信息流和生物流等發(fā)揮著廊道、過(guò)濾器和屏障功能，同時(shí)對(duì)維護(hù)庫(kù)岸穩(wěn)定、水庫(kù)壽命以及保持生態(tài)景觀、水體凈化等方面具有重要作用［２，３，５］。

近幾年，對(duì)三峽水庫(kù)消落區(qū)植被的研究較多，如Ｊｉａｎｇ等［１３］對(duì)長(zhǎng)江三峽干河河岸植被的１６種草本及灌木群落的物種組成和物種多樣性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明各群落之間物種多樣性差異不顯著；王勇等［１４］對(duì)長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)自然消落區(qū)植物群落的研究表明，消落區(qū)主要分布有１９種植物群落，４種植被類型，并提出水淹時(shí)間和土壤濕度是該區(qū)域植物群落組成和空間分布的主要限制性影響因子。對(duì)蓄水后水庫(kù)消落區(qū)的植被類型、群落結(jié)構(gòu)的研究主要集中在部分高程或部分地區(qū)，還缺乏系統(tǒng)性研究。如白寶偉等［１５］、馮義龍等［１6］分別對(duì)重慶段庫(kù)區(qū)、重慶市主城區(qū)范圍內(nèi)消落區(qū)植被種類組成及群落分布特征進(jìn)行了研究；楊朝東等［１７］對(duì)三峽庫(kù)區(qū)秭歸太平溪港至巴東楠木園的１４５～１５６ ｍ消落帶的植物分布進(jìn)行了研究，王強(qiáng)等［１８］對(duì)三峽水庫(kù)蓄水后澎溪河消落帶植物群落格局及多樣性進(jìn)行了研究。他們的研究結(jié)果都表明蓄水后水庫(kù)消落區(qū)植被退化嚴(yán)重，群落單一，物種豐富度和多樣性降低。造成這種狀況的主要原因是原來(lái)適應(yīng)長(zhǎng)江水位節(jié)律性變化的植物難以適應(yīng)三峽水庫(kù)消落區(qū)的反季節(jié)水位變化，逐步消失或死亡。

受三峽工程淹沒(méi)的影響，一些庫(kù)區(qū)特有植物如疏花水柏枝（Ｍｙｒｉｃａｒｉａ ｌａｘｉｆｌｏｒａ）、豐都車前（Ｐｌａｎｔａｇｏ ｅｒｏｓａ ｖａｒ． ｆｅｎｇｄｏｕｅｎｓｉｓ）［１９］、宜昌黃楊（Ｂｕｘｕｓ ｉｃｈａｎｇｅｎｓｉｓ）［２０，２１］及荷葉鐵線蕨（Ａｄｉａｎｔｕｍ ｒｅｎｉｆｏｒｍｅ ｖａｒ． ｓｉｎｅｎｓｉｓ）［４］等的自然棲息地完全或部分消失。但中國(guó)科學(xué)院武漢植物園對(duì)以上物種進(jìn)行遷地保護(hù)，有效地保存了物種資源。王永吉等［２０］還對(duì)宜昌黃楊進(jìn)行了扦插繁殖研究，已取得良好進(jìn)展。由于三峽水庫(kù)消落區(qū)是一種新生的濕地生態(tài)型，其內(nèi)的植被恢復(fù)與重建工作需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)積累。中國(guó)科學(xué)院武漢植物園于２００３～２００７年在武漢植物園、秭歸庫(kù)區(qū)和萬(wàn)州庫(kù)區(qū)水淹試驗(yàn)基地進(jìn)行了三峽水庫(kù)消落區(qū)植被重建適宜物種的篩選研究，通過(guò)水淹時(shí)間（３、５、８?jìng)€(gè)月）和水淹深度（１、２、５、１５、２５ ｍ）的交互試驗(yàn)，篩選出適宜重建的耐水淹植物７種、種子散播植物８種、帶外攀爬植物１２種，為深入開(kāi)展三峽水庫(kù)消漲帶植被重建工作提供了種源基礎(chǔ)。同時(shí)還開(kāi)展人工植被組建、結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置研究和示范，結(jié)果表明：在１４５～１５６ ｍ高程，植被恢復(fù)以耐水淹的草本植物為主，如狗牙根（Ｃｙｎｏｄｏｎ ｄａｃｔｙｌｏｎ）、雙穗雀稗（Ｐａｓｐａｌｕｍ ｐａｓｐａｌｏｉｄｅｓ）、頭花蓼（Ｐｏｌｙｇｏｎｕｍ ｃａｐｉｔａｔｕｍ）等；１５６～１７５ ｍ高程，可采取灌草、喬灌草相結(jié)合的方式，喬灌木主要定植在１７０ ｍ以上。同時(shí)，構(gòu)建狗牙根＋雙穗雀稗、狗牙根＋秋花柳（Ｓａｌｉｘ ｖａｒｉｅｇａｔｅ）、加楊（Ｐｏｐｕｌｕｓ ｃａｎａｄｅｎｓｉｓ）＋中華蚊母（Ｄｉｓｔｙｌｉｕｍ ｃｈｉｎｅｓｉｓ）＋暗綠蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ａｔｒｏｖｉｒｅｎｓ）＋狗牙根等植物群落。目前植被恢復(fù)效果良好，可為三峽水庫(kù)消落區(qū)植被重建提供理論指導(dǎo)、技術(shù)基礎(chǔ)和優(yōu)化植被模式。

另外，近年來(lái)對(duì)庫(kù)區(qū)原有植物還開(kāi)展了水淹脅迫下的生理生態(tài)適應(yīng)研究，如硬稈子草（Ｃａｐｉｌｌｉｐｅｄｉｕｍ ａｓｓｉｍｉｌｅ）、雙穗雀稗、狗牙根［２２，２３］、香根草（Ｖｅｔｉｖｅｒｉａ ｚｉｚａｎｉｏｉｄｅｓ）、菖蒲（Ａｃｏｒｕｓ ｃａｌａｍｕｓ）、空心蓮子草（Ａｌｔｅｒｎａｎｔｈｅｒａ ｐｈｉｌｏｘｅｒｏｉｄｅｓ）［２４］、 野古草（Ａｒｕｎｄｉｎｅｌｌａ ａｎｏｍａｌａ）［２５］、中華蚊母［２６］、疏花水柏枝［２７］、秋花柳［２８］等。研究結(jié)果表明，這些植物都形成了特定的耐水淹機(jī)制，可作為三峽水庫(kù)消落區(qū)的植被恢復(fù)與重建的適宜物種。如疏花水柏枝利用在夏秋季處于休眠狀態(tài)、停止生長(zhǎng)，而在冬春季露出水面，進(jìn)入生長(zhǎng)繁殖期的生活習(xí)性來(lái)適應(yīng)夏季洪水淹沒(méi)［２７］；宜昌黃楊通過(guò)皮孔、不定根等形態(tài)特征的變化來(lái)適應(yīng)夏季洪水淹沒(méi)［２１］；秋花柳通過(guò)提高酶活性來(lái)降低活性氧對(duì)細(xì)胞膜的傷害以適應(yīng)水淹脅迫［２８］。

三峽庫(kù)區(qū)陸域污染物主要通過(guò)水土流失及地表徑流進(jìn)入水庫(kù)消落區(qū)，經(jīng)滯留積累轉(zhuǎn)化再進(jìn)入水庫(kù)；因此，水庫(kù)消落區(qū)在陸水污染物遷移轉(zhuǎn)化中具有“庫(kù)”、“源”、“轉(zhuǎn)換傳送站”和“調(diào)節(jié)器”的重要作用。一方面，庫(kù)水中的污染物、營(yíng)養(yǎng)元素、重金屬等通過(guò)土壤機(jī)械吸收、阻留、膠體的理化吸附、沉淀、生物吸收等過(guò)程不斷地在土壤中富集，造成土壤污染［２９］。喻菲等［３０］對(duì)三峽水庫(kù)消落區(qū)重慶段５個(gè)區(qū)縣的土壤樣品進(jìn)行分析，結(jié)果表明：Ｃｄ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｈｇ、Ａｓ含量均達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量２級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，且沿長(zhǎng)江水流方向土壤Ｃｕ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｈｇ含量有降低的趨勢(shì)。土壤環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明三峽水庫(kù)消落區(qū)土壤處于警戒狀態(tài)，其中豐都和忠縣已受到輕度的Ｃｄ和Ｃｕ重金屬污染。據(jù)重慶市環(huán)境科學(xué)研究院估算，沿岸農(nóng)田地表徑流入庫(kù)污染負(fù)荷總量達(dá)２ ４９３．６萬(wàn)ｔ，其中懸浮固體（ＳＳ）為２ ４１０．０萬(wàn)ｔ，化學(xué)需氧量（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ，ＣＯＤ）為６２．４萬(wàn)ｔ，生化需氧量（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｘｙｇｅｎ ｄｅｍａｎｄ，ＢＯＤ）為７．８萬(wàn)ｔ，總氮（ＴＮ）為１２．７萬(wàn)ｔ，總磷（ＴＰ）為０．７萬(wàn)ｔ。萬(wàn)縣市淹沒(méi)城區(qū)的污染表層土壤中Ｃｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、ＴＮ、ＴＰ與溶解磷均比淹沒(méi)區(qū)農(nóng)田土壤中的含量高２～２５５倍［２９］。另一方面，水庫(kù)蓄水后，被淹沒(méi)的土壤中有毒有害物質(zhì)被水溶出，可能引起水庫(kù)的水質(zhì)下降，水體富營(yíng)養(yǎng)化。張金洋等［３１］對(duì)三峽水庫(kù)消落區(qū)淹水后土壤性質(zhì)變化的模擬研究發(fā)現(xiàn)，淹水后土壤中的Ｚｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｈｇ、Ａｓ的含量都有一定的降低，表明土壤中的重金屬不同程度地被水溶出，對(duì)水質(zhì)影響較大。

在三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)面臨的一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題中，重要的問(wèn)題之一是如何保持水庫(kù)消落區(qū)庫(kù)岸穩(wěn)定、控制消落區(qū)的水土流失、提高消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和景觀效果。要達(dá)到這些目的，采用構(gòu)建消落區(qū)植被、提高并恢復(fù)消落區(qū)生態(tài)質(zhì)量、增加居民收入的生物治理措施具有重要意義。國(guó)際上采用營(yíng)造植被的生物措施來(lái)穩(wěn)定河流湖泊庫(kù)岸和控制水土流失已有較多的研究和實(shí)踐，效果明顯。在美國(guó)科羅拉多河［３２，３３］、加利福尼亞州莫哈韋河［３４］、 美國(guó)的Ｋｉｎｇｓｌｅｙ大壩形成麥克克拿基湖通過(guò)楊樹(shù)防護(hù)林來(lái)穩(wěn)定河流湖泊庫(kù)岸和控制水土流失［３５］。Ｆｏｒｔｉｅｒ等［３６］利用楊樹(shù)作為護(hù)岸植物來(lái)控制河岸帶的非點(diǎn)源污染，結(jié)果表明，在加拿大布朗普頓維爾的６年生雜交楊的固碳、Ｎ、Ｐ吸附的值分別達(dá)到了５２ ｔ／ｈｍ２，７７０ ｋｇ/ｈｍ２、８２ ｋｇ／ｈｍ２，有效地改善了水體質(zhì)量，創(chuàng)造了良好的生態(tài)效益。Ｍａｄｅｊｏｎ等［３７］利用白楊（Ｐｏｐｕｌｕｓ ａｌｂａ）作為生物監(jiān)測(cè)器來(lái)追蹤污染河岸帶土壤中８?jìng)€(gè)元素（Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｆｅ）的狀況，研究結(jié)果表明白楊葉片對(duì)土壤中Ｃｄ、Ｚｎ、Ａｓ元素具有較強(qiáng)的吸收能力。孫啟祥等［３８］通過(guò)灘地楊樹(shù)人工林對(duì)抑制釘螺滋生的效果進(jìn)行研究，人工造林后活螺框出現(xiàn)率、活螺密度均呈明顯下降趨勢(shì)，且隨林齡的增加，其下降幅度增大。吳立勛等［３９，４０］研究了楊樹(shù)人工林內(nèi)釘螺種群消長(zhǎng)的內(nèi)在規(guī)律和環(huán)境因子的偶發(fā)效應(yīng)，結(jié)果顯示了灘地楊樹(shù)人工林生態(tài)系統(tǒng)抑螺機(jī)制的有效性和持續(xù)性。

３生物治理初探

３．１建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)察站

保障三峽工程的生態(tài)安全運(yùn)行和庫(kù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，都有賴于在水庫(kù)運(yùn)行的條件下，對(duì)庫(kù)區(qū)包括消落區(qū)在內(nèi)的不同生態(tài)系統(tǒng)類型的生態(tài)環(huán)境開(kāi)展長(zhǎng)期系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估。建議建立三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，為全面系統(tǒng)地反映消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境變化和實(shí)施綜合治理措施提供科學(xué)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容的設(shè)置，必須充分考慮消落區(qū)所面臨的重大和重點(diǎn)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：①消落區(qū)內(nèi)的主要植物物種種類、數(shù)量和分布狀況，群落演替規(guī)律；②土壤理化特性包括土壤的顆粒組成、含水率、容重、ｐＨ、有機(jī)質(zhì)含量、全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、全磷和速效磷、全鉀和速效鉀、重金屬元素（Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｓ）含量等；③地表滯留水體水環(huán)境內(nèi)容包括水溫、ｐＨ、溶解氧、ＣＯＤ、電導(dǎo)率礦化度、銨態(tài)氮，硝態(tài)氮、重金屬元素（Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ａｓ）、大腸桿菌數(shù)、細(xì)菌總數(shù)等內(nèi)容；④生物媒介（鼠類、蚊類、蠅類、釘螺）密度及病原感染情況，土壤主要微生物（好氧和厭氧細(xì)菌、放線菌、真菌）的數(shù)量等。消落區(qū)監(jiān)測(cè)站將對(duì)以上內(nèi)容全面系統(tǒng)地進(jìn)行全過(guò)程的跟蹤監(jiān)測(cè)，并圍繞三峽工程的運(yùn)行，對(duì)消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境開(kāi)展綜合集成分析，預(yù)警和預(yù)報(bào)消落區(qū)土壤和水環(huán)境、植物群落和人口健康等相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，為消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綜合整治、為水庫(kù)管理部門(mén)的決策和三峽工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

３．２建立生物治理示范基地并開(kāi)展應(yīng)用研究

如前所述，消落區(qū)植被能有效地保持庫(kù)岸穩(wěn)定、控制水土流失、提高消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和景觀效果。消落區(qū)植被恢復(fù)不僅要注重生態(tài)效益，而且應(yīng)發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)當(dāng)?shù)卣熬用竦姆e極性。由于消落區(qū)特殊生境及生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，消落區(qū)生態(tài)修復(fù)及生物治理應(yīng)秉承“勤研究，多示范、慎推廣”的原則，因此應(yīng)積極開(kāi)展典型消落區(qū)生物治理試點(diǎn)示范與應(yīng)用研究。

在示范建設(shè)方面應(yīng)做好以下工作：①在原有工作基礎(chǔ)上，繼續(xù)開(kāi)展三峽水庫(kù)消落區(qū)植被重建適宜物種的篩選研究，尤其是一些具有生態(tài)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值的典型植物，如枸杞、桑樹(shù)［４１］、楊樹(shù)［４２，４３］等。研究不同植物的耐水淹極限值（水淹時(shí)間、水淹深度），從而確定在消落區(qū)的種植范圍；②開(kāi)展水庫(kù)消落區(qū)人工植被組建和群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置的研究，探討適合三峽水庫(kù)消落區(qū)生境特點(diǎn)的人工植被優(yōu)化模式，建立消落區(qū)植被重建技術(shù)體系；③開(kāi)展種子庫(kù)萌發(fā)試驗(yàn)研究，研究消落區(qū)土壤種子庫(kù)萌發(fā)數(shù)量特征及動(dòng)態(tài)變化，掌握消落區(qū)植物種子的擴(kuò)散方式，從而掌握消落區(qū)物種演替規(guī)律，為消落區(qū)植被群落構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。由于不同種［４４］或同一物種的不同生態(tài)型［４５］、不同性別［４６］的植株對(duì)環(huán)境脅迫的持續(xù)時(shí)間［４７］、脅迫程度［４８］的反應(yīng)不同，因此，在應(yīng)用方面建議開(kāi)展以下工作：①不同品系或不同生態(tài)型對(duì)水淹脅迫（水淹時(shí)間＋水淹深度）的交互試驗(yàn)，開(kāi)展其對(duì)消落區(qū)環(huán)境（冬季水淹＋夏季干旱）的適應(yīng)機(jī)理研究；②不同適宜植物對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，研究不同植物對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素及重金屬的影響；③不同適宜植物（特別是食用植物如枸杞）組織內(nèi)的重金屬含量，確定是否還能食用；④不同適宜植物對(duì)病原生物的控制效果研究。篩選出“既耐水淹，又耐干旱，還能有效改良土壤環(huán)境并能創(chuàng)造最大經(jīng)濟(jì)價(jià)值”的適宜物種，從而為消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出最大貢獻(xiàn)。

４小結(jié)

受三峽水庫(kù)水位反季節(jié)大幅度漲落的影響，三峽水庫(kù)消落區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題復(fù)雜多樣而突出，認(rèn)識(shí)和梳理過(guò)程仍需要相當(dāng)一段時(shí)間，因此應(yīng)建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，充分掌握消落區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，為三峽水庫(kù)消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償提供第一手資料，預(yù)警和預(yù)報(bào)消落區(qū)植物群落、土壤和水環(huán)境及病原生物等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，為消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)與綜合整治及三峽工程的環(huán)境影響評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。鑒于消落區(qū)植被對(duì)維護(hù)庫(kù)岸穩(wěn)定、控制水土流失及改善水體質(zhì)量等方面的重要性，開(kāi)展消落區(qū)生物治理試點(diǎn)示范及應(yīng)用研究，為保障三峽工程的生態(tài)安全運(yùn)行和庫(kù)區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)與科學(xué)指導(dǎo)。

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［４５］ ＸＩＡＯ Ｘ，ＹＡＮＧ Ｆ，ＺＨＡＮＧ Ｓ，ｅｔ ａｌ． Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｔｗｏ ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ Ｐｏｐｕｌｕｓ ｃａｔｈａｙａｎａ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｔｏ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］． Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉａ Ｐｌａｎｔａｒｕｍ，２００９，１３６（２）：１５０－１６８．

［４６］ ＸＵ Ｘ， ＹＡＮＧ Ｆ， ＸＩＡＯ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ｓｅｘ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ Ｐｏｐｕｌｕｓ ｃａｔｈａｙａｎａ ｔｏ ｄｒｏｕｇｈｔ ａｎｄ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ［Ｊ］． Ｐｌａｎｔ， Ｃｅｌｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００８，３１（６）：８５０－８６０．

［４７］ ＹＡＮＧ Ｆ，ＭＩＡＯ Ｌ． Ａｄａｐｔｉｖｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｔｗｏ ｐｏｐｌａｒ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｌｔｉｔｕｄｅｓ［Ｊ］． Ｓｉｌｖａ Ｆｅｎｎｉｃａ，２０１０，４４（１）：２３－３７．

［４８］ ＹＡＮＧ Ｆ，ＸＵ Ｘ， ＸＩＡＯ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｄｒｏｕｇｈｔ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｔｗｏ ｐｏｐｌａｒ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｌｔｉｔｕｄｅｓ［Ｊ］． Ｂｉｏｌｏｇｉａ Ｐｌａｎｔａｒｕｍ，２００９，５３（３）：５１１－５１６．