【转帖】典型区域生态环境监测研究

天涯就是天地

2010/08/28

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　9.1 万州典型区生态环境监测

　　2008年，万州典型区继续开展标准径流场对比试验，跟踪监测不同土地利用模式的土壤水分、土壤养分及水土流失状况。

　　9.1.1 坡耕地粮经果复合垄作模式试验

　　2008年，坡耕地粮经果复合垄作模式营建7年，土壤保水蓄水能力明显增强。由雨日后2天、4天、8天不同土壤层次（0～15厘米、15～30厘米、>30厘米）水分含量动态变化监测结果可知：在同一监测日土壤含水量高低顺序为粮经果复合垄作＞粮经果复合平作＞粮经顺坡平作。与粮经顺坡平作（对照模式）相比，粮经果复合垄作模式使土壤含水量增加，具有明显的保水效益，雨日后2天的土壤含水量平均增幅为17.20%；粮经果复合平作模式平均增幅为6.6%。雨日后2天、4天同一模式不同土层含水量基本保持着表层＞中层＞底层的规律，不同模式不同土层含水量的变化率为粮经果复合垄作＜粮经果复合平作＜粮经顺坡平作。

　　粮经果复合垄作模式实行免耕、少耕、立体种植、秸秆覆盖还田等措施，土壤物理特性与养分状况明显改善，2～0.02毫米土壤颗粒含量小于粮经果复合平作模式，0.02～0.002毫米和＜0.002毫米土壤颗粒含量则大于粮经果复合平作模式。

　　粮经果复合垄作模式土壤养分含量也明显高于粮经果复合平作模式和对照模式。粮经果复合垄作模式土壤中除全钾含量低于对照模式外（果树对钾的需求增加导致钾含量逐年降低），其余养分含量均高于对照模式。从总体上看，不同土地利用模式土壤养分含量表现出粮经果复合垄作模式＞粮经果复合平作＞对照模式的一般规律。

　　不论产流降雨量的大小，同一监测日不同土地利用模式减少土壤侵蚀和地表径流的水土保持效果为粮经果复合垄作模式＞粮经果复合平作模式＞对照模式。侵蚀土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾等养分含量为粮经果复合垄作模式＞粮经果复合平作模式＞对照模式，全钾含量为对照模式＞粮经果复合平作模式＞粮经果复合垄作模式。降雨侵蚀泥沙中＜0.002毫米土壤颗粒含量表现出粮经果复合垄作模式＜粮经果复合平作模式＜对照模式的趋势，说明粮经果复合垄作模式对水土保持效果明显。

　　9.1.2 陡坡地植物篱模式试验

　　由雨日后2天、4天、8天对不同土壤层次（0～15厘米、15～30厘米、>30厘米）水分含量动态变化监测结果可知：同一监测日土壤含水量符合柚—植物篱模式＞纯粮顺坡平作模式的规律；同一模式不同土层（表层、底层、中层）含水量规律不定。在柚—皇竹草植物篱模式中，篱带土壤含水量最高，雨日后土壤含水量的变化率较小，篱带上方、下方土壤含水量相近，雨日后土壤含水量的变化率相对较大。

　　与纯粮顺坡平作模式（对照）相比，植物篱模式中篱带、篱间土壤容重分别增加26.5%和0.7%，孔度分别减少32.8%和17.8%；土壤颗粒组成中<0.002毫米的土壤颗粒含量减少4.2%，0.02～0.002毫米的土壤颗粒增加，反映了植物篱技术能够提高土壤保肥能力。

　　与对照模式相比，皇竹草植物篱模式各层土壤有机质、全氮、碱解氮含量平均增幅分别为27.3%、46.2%和31.5%；篱带、篱间0～30厘米土层全磷含量平均增幅为33.5%；全钾含量平均减幅为3.3%；篱带、篱间各土层速效钾含量平均减幅为27.4%。

　　试验结果表明，营建植物篱模式能有效减少坡地水土流失。在统计的10次降雨过程中，柚—皇竹草植物篱模式3次没有产流，侵蚀土壤中有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾含量高于对照模式，全钾含量低于对照模式。

　　9.2 秭归典型区生态环境监测

　　2008年，秭归典型区继续开展三峡库首坡地典型径流场水土流失和氮磷养分流失的监测，探讨库首陡坡地典型土地利用方式对水土流失与养分流失的影响和生物防治技术对水土与养分流失的控制效果。

　　9.2.1 不同土地利用方式下坡面水土和养分流失监测

　　2008年发生≥10毫米降雨31次，其中16次产生了明显径流和泥沙流失。脐橙园的径流量、泥沙和坡面氮、磷流失量均明显高于农作坡耕地。

　　裸地脐橙小区径流系数、泥沙流失量和坡面氮、磷流失总量分别为常规小麦—花生小区的1.1倍、2.6倍、2.7倍和2.0倍。尽管脐橙园植被覆盖稳定，耕翻频次相对较少，但由于脐橙树冠截流冲刷力较强，且施肥量大大高于农作旱坡地而实际利用量并不高，因此脐橙园坡面水土流失和氮、磷流失量高于农作坡耕地，特别是其氮素流失量大大高于农作坡耕地。库区脐橙园主要分布于海拔500米以下河谷地带，与消落区相毗邻，因此应重视水土流失和氮磷养分流失的防治。

　　9.2.2 生态治理技术控制坡面水土与养分流失效果监测

　　植物篱技术对于脐橙园和旱坡地水土流失和坡面氮磷养分流失均有明显的控制效果。与花生—小麦小区（对照）相比，花生—小麦附设香椿植物篱小区和花生—小麦附设等高多年生牧草植物篱小区的径流系数分别降低3.5%和3.8%，泥沙流失量分别减少70%～80%，坡面氮素流失量分别减少27.4%和37.5%，磷素流失量分别减少83.6%和86.6%。与裸地脐橙小区（对照）相比，脐橙套作黄花菜植物篱小区的径流系数一直处于较低水平，2008年同期泥沙流失量和坡面氮、磷流失量分别减少72.4%、49.5%和55.9%。

　　脐橙园采用套种多年生饲草植物和秸秆覆盖对于水土流失和坡面氮磷养分流失也有一定的控制效果。与裸地脐橙小区相比，脐橙园套种多年生白三叶草小区和脐橙园秸秆覆盖小区泥沙流失量分别减少73.0%和61.5%；橙园套种多年生白三叶草小区坡面氮、磷流失量分别减少24.7%和61.9%，脐橙园秸秆覆盖小区坡面氮、磷流失量分别减少27.4%和58.3%。

　　在盛果期，脐橙园的不同管理模式对坡面径流系数有一定的影响。与常规脐橙园小区相比，脐橙园套种花生—小麦小区径流系数明显提高，脐橙园套种黄花菜小区的径流系数一直处于较低的水平。脐橙园套种白三叶草、脐橙园地表秸秆覆盖对于坡面径流具有一定的控制效果，但不稳定，可能与覆盖度和降水季节分布动态变化有关。

　　9.3 地下水和土壤潜育化监测

　　2008年，在长江中游四湖地区的洪湖石码头至小港农场一线继续开展地下水动态和土壤潜育化指标监测。

　　9.3.1 地下水动态

　　地下水监测剖面由5组10个地下水长期观测孔组成，距长江堤岸的距离分别为1.5千米、3.0千米、5.0千米、8.5千米、13.0千米，代号分别为A、B、C、D、E，观测孔内径0.11米，承压水观测孔深约35米，潜水观测孔深约5～7米。

　　各观测孔地下水位年平均值在21.56～22.49米之间，年内最高水位和最低水位分别在22.14～23.33米和20.63～21.70米之间，年内变幅在0.90～2.11米之间。潜水位、承压水位分别在20.90～23.16米和20.63～23.33米之间，跨幅分别达2.26米和2.70米。与前两年相比，B、D观测孔承压水位略高，A、C、E三孔与上年接近；潜水位情况与承压水位相似，C孔比上年略偏低，其他孔与上年接近。

　　各观测孔潜水、承压水水位月平均值变动范围分别为21.08～22.86米和20.86～23.09米。月平均最高水位多出现在6-9月，其中A、B观测孔出现在7月，C、D、E观测孔出现在8月；最低水位出现在1月和2月，以1月居多；5-11月为高水位期，12月至次年3月为低水位期。较为特别的仍是E孔，其潜水位和承压水位变化趋势很接近，12月以后水位下降趋势明显。从水位动态来看，本年有双峰现象，汛期高峰不明显，在10月形成一个峰值，这一现象可能与秋汛和水库调度有关。

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第1楼2010/08/28

9.3.2 土壤潜育化状况

　　2008年，沿小港农场至石码头一线按夏冬两季监测8个土壤剖面的土壤潜育化状况，监测指标包括土壤含水量、pH、氧化还原电位、还原性物质总量、活性还原物质含量和亚铁含量等。

　　还原性物质总量范围是0.25～14.16厘摩尔/千克，平均值为3.54厘摩尔/千克。活性还原物质含量范围是0.098～12.48厘摩尔/千克，平均值为2.85厘摩尔/千克；亚铁含量范围是0.026～0.762厘摩尔/千克，平均值为0.357厘摩尔/千克。与上年相比，还原性物质总量、活性还原物质含量明显增加，亚铁含量略有增加。夏季还原物质总量、活性还原物质含量分别是冬季的2.22倍和2.47倍，但这两个倍数均小于往年，表明冬季土壤潜育化有加重迹象。

　　9.4 陆生植物群落监测

　　2008年3-10月，对三峡库区145～156米消落带内植物群落进行了调查，在重庆市忠县石宝寨长江干流北岸的典型消落带设置了固定监测样点；同时进行植物耐水淹性观测实验，选择40种耐淹植物在消落带内进行种植。

　　在145～156米消落带内共调查到群落类型61种，大多数为一年生草本植物群落，群落建群种或优势种绝大部分为禾本科、菊科、苋科、莎草科植物，依靠种子繁殖迅速发展并形成优势群落。

　　一年生草本植物的个体生长和群落建成的速度很快，在水库退水期间能够起到很好的绿化和水土保持效果，可以作为水库消落带生态恢复治理的辅助手段。多年生草本植物群落是水库消落带植被恢复最重要的群落类型。水库消落带中的多年生草本植物群落主要由具有很强耐淹能力的多年生草本组成，常见物种包括狗牙根、双穗雀稗、牛鞭草、香附子、节节草、蚕茧草等，这些物种同时具有强大的克隆繁殖能力。

　　固定样地观测结果表明，在146～156m的消落带内，随着海拔升高，物种数量明显增长，即水淹时间越长，物种多样性越低。另外，水淹会导致某些植物（如桑树）光合速率和潜在水分利用效率下降。

　　根据植物耐水淹性实验观测结果，结合消落带自然恢复的植物连续2年的监测调查，初步筛选出60余种可用于水库消落带植被恢复的植物，包括20余种耐淹力较强的木本植物和40余种结籽量大且在水淹过后能够利用土壤中储存的种子库迅速繁殖的一年生草本植物。

　　9.5 河口区水盐动态监测

　　2008年，在陆海界面河口地区继续进行水盐动态监测。在长江北支河口地区布设3个监测断面，距长江北支入海口的距离分别约4千米、22千米和35千米。3个断面均沿南北方向垂直于江堤，其上各设3个监测点。水盐动态监测要素主要为长江水电导率、内河水电导率、土壤电导率、土壤负压、地下水位和地下水电导率等。

　　监测结果表明，2008年河口区各断面的长江水电导率、地下水电导率、土壤电导率的时序动态变化规律相似，距长江口门较近的寅阳断面各水盐要素监测值较高，大兴和兴隆沙断面的监测值相近且低于寅阳。

长江水电导率
　　寅阳、大兴、兴隆沙监测断面年内季节性变化规律相似，上半年电导率逐渐降低，夏季长江水电导率处于年度的最低值，然后呈持续增加状态。寅阳断面长江水电导率9月达到年度最高值，较上年同期增加47.2%。大兴断面长江水电导率从10月开始高于2007年同期。兴隆沙断面上半年长江水电导率较上年同期降低，下半年较2003-2007年同期增加。

地下水位
　　河口地区各断面地下水位时序动态变化规律基本一致，秋季地下水位较低，夏季地下水位较高。寅阳断面冬春季地下水埋深较上年同期偏低，夏秋季偏高。大兴、兴隆沙断面地下水埋深均高于上年同期，并分别在5月和4月达到年内最高值。

地下水电导率
　　寅阳断面6-8月电导率逐渐升高并在8月达到最高，此后又逐渐降低，这种变化趋势与往年有所不同。大兴、兴隆沙断面春季电导率逐渐升高，分别在5月、7月达到最高值，整体变化趋势与寅阳断面相似。大兴断面上半年地下水电导率普遍低于上年同期值，下半年较上年同期增加26.6%。兴隆沙断面地下水电导率月均值高于上年同期。

内河水电导率
　　河口地区各断面内河水电导率的变化规律与长江水电导率动态一致，但在时间上有一定滞后，均表现为春季逐渐降低，6-9月处于年内低值，秋冬季逐渐升高。寅阳断面春、秋季内河水电导率均较上年同期有所提高。大兴断面内河水电导率与上年同期相比有所降低。兴隆沙断面内河水电导率年均值与2003年以来各年相比均偏高。

土壤电导率
　　土壤电导率的动态变化受地下水（包括电导率和水位）与气象（包括降雨量和蒸发量）等要素的影响。近年来，寅阳断面表层土壤含盐量呈增加趋势。寅阳断面土壤电导率上半年变化幅度较小，下半年逐渐升高。大兴断面上半年土壤电导率高于上年同期，下半年与上年同期接近。兴隆沙断面土壤电导率波动幅度较小，上半年高于以往所有年份同期值，下半年与上年同期值接近。距长江大堤较近的监测点土壤电导率值较高。

　　9.6 特有鱼类实验研究

　　2008年，中国科学院水生生物研究所特有鱼类人工繁殖实验的对象为对半、黑尾近红鲌、厚颌鲂、伦氏孟加拉鲮和岩原鲤等5种，分别得到初孵仔鱼7.7万尾、6.8万尾、199.3万尾、23尾和4000尾，为将来开展圆口铜鱼等长江上游特有鱼类人工繁殖积累了经验。自2001年以来，对半、长薄鳅、黑尾近红鲌、厚颌鲂、伦氏孟加拉鲮、岩原鲤等6种长江上游特有鱼类人工繁殖实验共获得初孵仔鱼397万尾。目前，水生所已掌握这6种鱼类人工繁殖技术，但需要进一步提高孵化率和鱼苗成活率。

　　9.6.1 岩原鲤人工繁殖实验

　　2008年4-5月，对62尾岩原鲤雌鱼进行5次催产，平均催产率为62.90%，受精率为93.01%，孵化率为22.30%。催产后，岩原鲤的效应时间为10-13小时。初孵仔鱼培育到5天后能进行大水体培育的数量为6.2万尾，这一阶段成活率为80.52%。

　　9.6.2 厚颌鲂人工繁殖实验

　　2008年6-7月，在泸州基地厚颌鲂人工繁殖实验中分3次对59尾雌鱼和54尾雄鱼进行药物催产，平均催产率为93.55%，受精率为93.30%，孵化率为85.40%。初孵仔鱼183.15万尾，培育到5天后能进行大水体培育的数量为70万尾，鱼苗存活率为38.20%。

　　2008年7月9日，在中国科学院水生生物研究所进行厚颌鲂人工繁殖实验，从人工繁殖的F1代中选取9尾雌鱼和2尾雄鱼进行药物催产，催产率为100%，受精率为96.05%，孵化率为93.64%。