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第4章 生态环境实验站监测研究
2003-06-16
     
 

 

4.1万州生态环境实验站

  2002年,万州生态环境实验站开展了坡耕地粮经果复合垄作模式试验观测、坡地植物篱农业技术模式构建试验观测以及优质牧草种植试验观测;分别在万州区长岭镇塘铺村、开县竹溪镇示范推广坡耕地粮经果复合垄作模式、坡地植物篱农业技术模式200亩,在万州区龙宝、长岭、长滩、谷雨、新田农场、开县竹溪、涪陵农场等区域推广皇竹草面积500亩,取得较好的示范推广效益。

4.1.1坡耕地粮经果复合垄作模式构建试验

  2002年,构建了粮经果复合垄作、粮经果复合平作、粮经平作三种种植模式进行试验观测,粮经果品种为玉米、小麦、花生、大豆、胡豆和柚。观测结果表明:粮经果复合垄作模式变坡耕地顺坡平作为横坡网格垄作,变单一农作为农林复合,对增厚坡耕地土壤活土层、增加土壤水库容、提高土壤肥力、减缓旱情、减少水土流失、提高坡耕地农田生态系统的生产力具有较为明显的效果。

4.1.2坡地植物篱农业技术模式构建试验

  2002年,皇竹草-柚-花生(大豆)植物篱农业技术模式和小麦-玉米-红苕纯粮平作模式(对照)对比试验观测结果表明,与对照模式相比,皇竹草植物篱对减缓坡度、缩短坡长、改善土壤理化性状、减少水土流失、提高土地生产潜力等具有显著功效。

4.1.3优质牧草种植

  优质牧草种植选用皇竹草,主要对其生物学特性和栽培模式进行试验观测。

  .皇竹草生物学特性

  不同海拔高度皇竹草的生物学特性不同。在低、中、高海拔区,其生长期分别为317天、264天和245天。

  皇竹草不耐严寒,冬季气温在0℃以上时,植株地上部分可安全越冬,但茎秆上部的芽胞被冻坏;当气温低于-2~-3℃时,芽胞被冻死,地下根茎可安全越冬。坑埋保种方式和大田覆膜保种方式相比,在低海拔区,二者效果俱佳,在中、高海拔区,坑埋保种利于腋芽的保护。

  .皇竹草栽培模式

  皇竹草在紫色土、黄壤、冲积土、石灰土等多种土壤上均能茁壮生长。三峡库区不同的立地条件下可实施相应的栽培模式,如坡地皇竹草植物篱+经济林木、药材、牧草模式,陡坡地种植模式,田埂及地坎种植模式,果园绿篱、公路边坡绿化模式,以及消落带种植模式等。

4.2 秭归生态环境实验站

  2002年,继续开展库首地区水土流失监测和三峡库首半高山(海拔600~900米)轻黄壤地区不同水平氮、钾肥用量对黄姜生物量的影响研究。

4.2.1水土流失监测

  水土流失是三峡库区旱坡地主要特征之一,实验站采用多种水土保持措施长期监测其效果。

  结果表明,果园中不同保水措施径流系数为0.01~0.12,每个小区泥沙损失量为0.004~0.935千克,土壤侵蚀模数为0.09~20.63吨/平方公里。粮田中不同的保水措施径流系数为0.01~0.39,每个小区泥沙损失量为0.004~0.357千克,土壤侵蚀模数为0.01~8.59吨/平方公里。

  从不同处理中可以看出,果园植物活覆盖(脐橙树下种植多年生白三叶)、果园植物死覆盖(脐橙树下覆盖农作物秸杆)和粮田中设置植物过滤带的径流量、径流系数、泥沙含量、土壤侵蚀模数均较小。

4.2.2旱坡地综合治理与高产、稳产、优质的土壤培肥试验示范

  三峡库首半高山轻黄壤地区不同水平氮、钾肥用量对黄姜生物量的影响研究试验结果表明,在海拔1000米左右黄壤地区,配施钾肥、有机肥、混合肥(有机肥与化肥)、有机生物复混肥等有利于一年生黄姜增产;有机肥基施,适量追施尿素对黄姜增产效果最为理想;钾肥超过一定量时并不能产生增产效果,应适量配施。配施钾肥以KO215~16千克/亩为宜;有机肥配施氮、磷、钾肥效果是否更佳有待进一步试验。


4.3小港生态环境监测站

  2002年,对小港至石码头一线的地下水动态、不同潜育化程度土壤的潜育化指标状况以及小港站内降水、蒸发等水平衡要素进行了持续观测,并结合2002年长江及洪河水位资料对地下水位与长江水位的关系进行了研究。

4.3.1地下水动态监测

  洪湖地区地形较平坦开阔,地面标高22.0~25.0米,相对高差一般小于2.0米,坡度小于5%。该地区地下水主要包括浅层第四系松散岩类孔隙水(潜水和承压水)和深层裂隙水。第四系孔隙承压水由全新统砂、砂砾石构成,水量丰富,隔水层顶板标高在9米以上,而该地区长江深泓线标高一般在黄海基面5米以下,长江因此切穿顶板来直接影响承压水。

  2002年,各观测井月平均最高水位均出现在8月份,月平均最低水位多出现在2月份,偶尔出现在1月份。地下水位年均值在21.45~22.64米之间,地下水最高水位在21.90~23.34米之间,最低水位在20.89~21.55米之间,水位变幅为0.89~2.41米。

  地下水位与长江水位相关分析表明,承压水水位、潜水水位和长江水位三者相互之间均存在着极显著的线性相关关系。

41 各观测井地下水位与长江水位相关系数

观测井号

A

B

C

D

E

潜水

0.779

0.796

0.939

0.901

0.442

承压水

0.884

0.775

0.857

0.857

0.391


4.3.2土壤潜育化指标监测

  2002年,沿小港农场至石码头一线的地下水观测剖面继续监测不同潜育化程度土壤剖面的土壤潜育化指标,监测的指标参数与2001年相同。根据监测结果,土壤潜育化指标不仅因为土壤本身的潜育化程度存在较大差异,还受到土地利用状态的影响。

  对不同土壤剖面层次潜育化指标的观测发现,Eh、还原物质总量、活性还原物质和亚铁含量随着土层的加深呈现不同的变化趋势。Eh和亚铁含量由表层、犁底层至心土层的深入而逐渐减少;还原物质总量和活性还原物质含量在表层最大,在犁底层最小。

4.4陆生植物物种资源保护站

  2002年该站试验和监测内容为:气候要素观测,完成一条生物多样性监测样带设置,开展荷叶铁线蕨和疏花水柏枝的生态学研究和珍稀濒危植物迁地保存等工作。

4.4.1气象监测

  2002年,龙门河地区年平均气温为10.4℃,最高气温为32.5℃,最低气温为-8.8℃。7月份平均气温为20.8℃,1月份平均气温1.1℃。各月气温平均值与1997~2002年各月气温平均值相差不大。年降水量1421.9毫米,其中8月份降水量高达347.0毫米。2002年降水量和多年年平均降水量(1391.4毫米)相差不大,但月降水量分布差异明显,具体表现为4、5、8月份降水量较历年均值显著升高,分别达207.5毫米、217.2毫米、347.0毫米,分别增加97.2毫米、50.8毫米、94.4毫米。

4.4.2三峡库区生物多样性监测

  2002年10月,完成了秭归监测样带的设置和调查工作。秭归固定监测样带位于湖北省秭归县水田坝镇,海拔208~1045米。水田坝镇地理位置为北纬31o04ˊ,东经110o40ˊ。由于长期以来人为活动的影响,该区森林已被破坏殆尽,仅在海拔800米以上保留有一些油松林、马尾松林、杉木林和柏木林;海拔600米以下的天然植被(主要为灌丛或草丛)已不多见,大部分被改造为农田或果园。近年来,水田坝镇许多山地被划为禁伐区,由于此前受人为干扰较大,该区对研究人为活动对陆生植被的影响以及陆生植被的自然恢复具有一定的价值。 秭归监测样带由8个沿海拔梯度连续变化的固定监测样方组成。样带内共调查到各类高等植物60余种,其中出现种类较多的科为禾本科、蔷薇科、莎草科、紫金牛科、山矾科、茜草科等。整个监测样带自下而上依次出现杉木幼林、刺槐幼林、火棘灌丛、柏木林、小叶女贞灌丛、油松林、马桑灌丛、扭黄矛草丛8种不同的植被类型。

4.4.3三峡库区珍濒植物的迁地保存

  截止2002年底,该站迁地保存的库区珍惜濒危植物达到35种,绝大部分生长良好。2002年主要工作是加强栽培管理和繁殖试验,进一步扩大珍濒植物的栽培数量,以确保这些物种能够长期保存下去。

  三峡库区需要重点保护的植物有疏花水柏枝、荷叶铁线蕨和川明参。文献记载和近年的研究成果表明,川明参除产于三峡库区高程为80~380米之间外,在四川的青北江、金堂、简阳、苍溪、威远、北川、平武、巴中以及湖北的当阳等地也有栽培或野生植物,三峡工程对该物种存活没有大的负面影响。荷叶铁线蕨主要分布在库区海拔80~430米之间,资源量有限。疏花水柏枝分布在库区海拔80~130米的地段,2003年三峡工程二期蓄水并首次发电后,该区域内生长的疏花水柏枝将全部被淹没。目前已对疏花水柏枝和荷叶铁线蕨采取了抢救性保护,2种植物的长期存活得到了基本保障。

4.5河口生态环境监测站

  2002年,继续开展陆海界面水盐动态和河口水域生态环境监测研究。

4.5.1水盐动态

  在陆海界面设置3个监测断面,分别位于江苏省启东市寅阳镇、大兴乡和兴隆沙农业良种场,距长江北支入海口的距离分别约为4公里、22公里和35公里。每个断面布设3个监测点,主要监测干流水质、断面附近内河闸上水质、各个监测点的土壤电导率、土壤含水量(用土壤负压来表示)、地下水位和地下水电导率。

  监测结果表明,地下水位埋深随降水量的增加而减小,随水面蒸发量的增加而增大。土壤含水量受地下水位埋深、降水和蒸发的共同作用控制,受地下水位埋深的控制更为明显和直接。土壤负压与地下水位埋深变化规律相一致,随地下水位埋深的增加而增高,在年内主要随季节性变化而变化。一般冬、春季土壤负压值最小,土壤含水量最高;夏、秋季土壤负压值最大,土壤含水量最小,特别是8、9月份土壤负压达到最大值。

  河口地区地下水位埋深一般小于1米,近年来地下水位有上升趋势,水力坡度很小,水盐排泄条件较差。降水、蒸发、地下水位和地下水矿化度常常成为影响土壤含盐量的最主要的因素,特别是对40厘米以上土层的影响更为明显。其中,地下水矿化度对土壤含盐量的控制更为明显和直接,土壤电导率随地下水矿化度的增加而增加。春、夏季降雨增多,地下水位升高,土壤盐分淋溶量大,土壤含盐量降低,夏季最低;秋、冬季降水减少,以蒸发为主,地下水位下降,土壤含盐量因盐分聚积而上升。 除气候因素、地下水位和地下水矿化度外,土壤水盐动态还受长江水、内河水以及灌排条件等多种因素的影响。江水、内河水共同影响长江河口敏感区域的地下水盐分。在距离长江大堤500米以内时,江水对地下水盐分的影响居主导地位,在此范围之外区域地下水与内河水联系更为密切。江水矿化度与江水水位呈负相关关系,江水矿化度随江水水位下降而增加。

  从土壤盐分年际变化看,多年来长江河口区耕层的土壤盐分含量呈现出逐渐降低趋势,属盐分自然淋溶状态。

4.5.2水域非生物环境

  .水文要素

  水温、盐度和透明度的分布规律与往年相同。水温和盐度监测值略高于2001年。长江口内水温介于14.86~21.55oC之间,平均17.75oC;长江口门内盐度<3,口门外盐度在7.67~33.72之间变化,平均29.93。透明度监测值有所回落,最低值仅为0.1米,最高值为8.0米。

  .水化学要素

  溶解氧、pH、化学需氧量、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、总氮等7项指标的监测平均值低于2001年,而磷酸盐、硅酸盐和总磷3项指标的平均值高于2001年。

  .沉积要素

  悬浮体烧失量与悬浮体的分布规律一致,且与以往调查结果相同。调查区悬浮体含量变化在0.8~1682.0毫克/升之间,平均93.3毫克/升,为2001年的48.3%;悬浮体烧失量介于0.1~78.0毫克/升之间变化,平均8.7毫克/升,为2001年的58.0%。

4.5.3生物环境

  .叶绿素a和初级生产力

  2002年,叶绿素a含量和初级生产力都明显低于往年。叶绿素a含量为0.053~1.028毫克/立方米,平均0.265毫克/立方米,多数站位叶绿素a含量低于0.3毫克/立方米;初级生产力为0.616~285.454毫克碳/平方米·天,平均45.571毫克碳/平方米·天。河道内各站初级生产力很低,均在3毫克碳/平方米·天以下。

  .浮游植物

  监测调查共采集并鉴定浮游植物89种(含变种和变型),其中硅藻64种,甲藻类22种,另有金藻、蓝藻和绿藻各1种;调查区浮游植物数量为1.26×104~741.4×104个/立方米,平均为40.1×104个/立方米。密集区位于长江口门南侧。大多数站位浮游植物数量较少,不足10×104个/立方米,调查区浮游植物平均数量约为1998年同期的1/200和2000年同期的1/100。

  .浮游动物

  历史资料显示,调查区内浮游动物的密度呈逐年减少的趋势。2002年,浮游动物密度减少得尤为剧烈,总平均密度只有86.5个/立方米,仅为2000年的一半,1999年的1/10。浮游动物总平均密度存在明显的地理差异,主要为径向变化,由河口向外逐渐增加,然后下降。

  .底栖生物

  2002年,底栖生物的种类数、生物量和密度均高于往年同期调查记录。调查样品中,活动底栖生物共144种。其中多毛类77种,占53.5%;软体动物38种,占26.4%;甲壳类16种,占11.1%;棘皮动物5种,占3.5%;其他8种,占5.6%。生物样品的平均总生物量为28.14克/平方米,各生物类群的平均生物量分别为:软体动物12.51克/平方米,甲壳类5.78克/平方米,多毛类5.42克/平方米,棘皮动物3.25克/平方米,其他1.18克/平方米。

  .鱼类浮游生物

  垂直网取样获鱼类浮游生物9个(尾),其中鱼卵5个,皆属于浮性鱼卵;仔稚鱼4尾。水平表面拖网取样获鱼类浮游生物数量55个(尾),其中鱼卵30个,仔稚鱼25条;共11个种,已鉴定到种的鱼类7种,其中包括鳗鲡科、海龙科的2个种。

4.5.4渔业资源

  渔业资源调查共获得73种生物资源种类,个体数9236尾,61042克,平均个体重量7.00克。其中,鱼类47种,虾类13种,蟹类5种,头足类5种,海蜇、海牛、口虾蛄各1种。各种资源生物中,带鱼、龙头鱼、黄鲫和海蜇等4种资源生物为秋季优势种。

  与往年不同的是,本年度海蜇上升为资源优势种。虽然其数量密度不高,但生物量密度占绝对优势。海蜇成为优势种是长江口生态系统生产力出现退化的特征。

4.6 特有鱼类实验站

  2002年,特有鱼类实验的重点实验对象是厚颌鲂,同时进行黑尾近红鲌人工繁殖的重复实验,继续积累其它特有鱼类生物学及人工繁育的资料。

  2002年,解剖厚颌鲂759尾,另收集了400余尾厚颌鲂活鱼用于驯养和人工繁殖实验。资料表明,厚颌鲂种群年龄结构较简单,0~3龄鱼约占94%,种群性比接近1∶1。厚颌鲂2龄开始性成熟,繁殖群体中2、3龄鱼占79.1%,初次性成熟的补充群体占57.3%;产卵群体中雄多雌少,在集群产卵时雌雄数量差异可能十分悬殊。厚颌鲂幼鱼主要食物为藻类,体长120毫米以上的鱼主要以淡水壳菜和水生植物为食。繁殖季节4~7月份,但零星的繁殖活动可能从春季到秋季都可能出现,集群产卵一般出现在4月份和5月份。厚颌鲂的生境既需要深潭躲避、越冬,又需要以水草为代表的水生生物群落;其繁殖需要18℃以上的水温和流水刺激。尽管厚颌鲂是产粘性卵的种类,但其集群产卵往往在电站出水口等激流中进行,流水环境是其繁殖的必需条件之一。

  2002年,特有鱼类实验站采用现场人工授精、药物催产的方法对厚颌鲂进行了8次人工繁殖试验,共获得厚颌鲂初孵仔鱼2万余尾。通过实验,基本掌握了催产的药物种类和剂量等人工繁殖的技术要点,并首次对厚颌鲂的胚胎发育、胚后发育进行了观察,为以后的实验重复奠定了基础。

  4~7月份,进行了8次黑尾近红鲌的人工繁殖,以验证和补充上年度结果。8次实验全部达到预期目的,共获得受精卵23.4万粒,孵化出苗15.4万尾,平均受精率为65.4±31.6%,平均出苗率为37.2±36.1%。 

     
 
  字体:【    】 更新日期:【2003-06-16】 【我要评论】 【打印】 【关闭】