[发明专利]基于生态系统功能权衡的消落带草本植物搭配方法

说明书

本发明涉及基于生态系统功能权衡的消落带草本植物搭配方法，该方法根据消落带不同高程水位干扰强度的特点及野外物种特点，在植物恢复中除考虑物种耐淹特性外，应充分考虑分解速率较快和分解速率较慢的物种的搭配，长期淹水区受淹水强度干扰较大，搭配不同种植比例的分解速率较快和分解速率较慢的物种，该方法基于不同物种搭配，资源异质性使混合物种分解过程表现为分解速率较快和较慢的相互抵消的结果，进而使植物分解对水质和土壤的影响表现为权衡，该方法在植被恢复中充分考虑到生态系统功能的作用，对于环境的可持续发展具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于消落带植被恢复领域，涉及基于生态系统功能权衡的消落带草本植物搭配方法。

背景技术

水库消落带又称消落区或涨落带，是指由于水库调度引起水库水位周期性变动而在库区周围形成的周期性出露于水面的一段特殊区域，通常指水库最低水位线至最高水位线之间的地貌单元，是水陆生态系统的交错地带。消落带植被具有过滤泥沙和营养物质、保持水土、稳定河岸系统等多种重要的生态功能，并具有一定的景观美学功能和社会经济效益。但由于长期受到水位的干扰，消落带植被出现不同程度的退化，因此消落带植被恢复也是目前研究的热点。

目前关于消落带植被的恢复大多只考虑植物的耐淹特性，对生态系统功能(水环境和土壤碳库)的影响未做考虑。消落带受季节性水位涨落的影响，植物在淹水-落干循环的影响下会形成两个分解过程：淹没中新鲜植物的水生分解过程和落干期枯落物的分解过程。植物的淹没分解和陆生分解必然会对水环境和土壤碳库的输入产生重要的影响。

在水位上涨期，大部分地上植物淹没分解对水环境会造成潜在的污染。据报道三峡库区消落带植物淹没分解后，可向上覆水释放的污染负荷分别为TOC 2942.1kg/ha²，TN81.1kg/ha²，TP 24.7kg/ha²(Wang L W,Zhu B Kumwimba,M N,et al.Plant soakingdecomposition as well as nitrogen and phosphorous release in the water-levelfluctuation zone of the Three Gorges Reservoir.2015,15(592):597-534)。也有研究认为，在水体TN，TP的来源中，来自于植物淹没分解的贡献量远高于非点源的面源污染，如农村分散污水，土壤冲涮，沉积物等(Zhu B,Wang Z,Wang T.Non-point-source nitrogenand phosphorus loadings from a small watershed in the Three Gorges Reservoirarea.J.Mt.Sci.9.10-15)。由此可见，植物淹没分解对水环境的影响不容忽视。

土壤有机碳对土壤形成、土壤肥力、环境保护及农林业可持续发展等方面都有着极其重要作用的意义。植物残体是土壤有机碳形成的重要来源之一。由于植物种类及环境因素的差异，在陆地生态系统中，植物残体的分解都不同程度增加了土壤中有机碳含量，如在辽河三角洲，碱蓬属可提高土壤有机碳135％；在森林生态系统中，西黄松针叶凋落物中22–28％的碳储存在土壤表层(经过10年后)。在消落带生态系统中，水位下降后，植物残体难降解部分，经过物理破碎，风化，降解，最终形成粗颗粒有机碳。再加上淹水末期，也会形成稳定的细颗粒有机碳(淹水期，植物易降解部分，可被微生物利用合成新的生物体，死亡的微生物最终会进入土壤形成细颗粒有机碳)，因此消落带植物残体的分解对土壤有机碳的形成具有重要的影响。