CN106472134A - 一种消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，包括：区域植被调查，从物种的生活型和生长型初步选择适合区域植被恢复的物种；采用土壤种子库萌发实验筛选到遗漏的适宜植物；从消落区植被调查和消落区土壤种子库萌发实验推断出消落区植被恢复的适宜植物；对适宜植物进行水淹耐受性检验，筛选区域植被恢复的适宜物种；对筛选到的适宜物种，根据水淹耐受能力及区域的水文变化特点，进行布置，开展植被恢复的实践示范。本发明有利于防止基因漂流造成的遗传漂变，保持当地物种的基因库稳定，不容易造成外来物种入侵，为水库消落区、河岸带、滩涂湿地等区域的植被恢复大面积示范、推广提供技术支撑和科学指导。

Description

一种消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法

技术领域

本发明属于生态学中受损生态系统修复技术领域，尤其涉及一种消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法。

背景技术

水库消落区、河岸带、滩涂湿地等区域的土壤含水量经常处于过饱和状态，在暴雨径流冲刷、流动水位变动侵润、来往船只航行涌波等各种动力的作用下，这些区域湿地内水土流失严重，加剧这些水体的泥沙沉积。如何保持库岸稳定、控制水土流失、提高这些特殊区域的生态环境质量和景观效果，成为国内外生态学家研究的热点。目前针对水库消落区、河岸带、滩涂湿地等退化生态系统的治理措施主要有工程措施(混泥土工程)、生物措施。工程措施不但成本高、而且还不具备生态功能，只适合在部分特殊区域，不能大面积推广。相对于工程措施,生物措施具有成本低、持续性好、生态服务功能强等特点，适合大面积推广应用。以消落区为例，只有在消落区构建具有自我稳定维持机制的植被，提高消落区植被覆盖率，利用其降解吸收消落区的污染物质，阻截消落区陆上污染物和降低土壤侵蚀，稳定消落区库岸，提高消落区的生态环境质量和景观质量，才能从根本上解决消落区生态问题

消落区植被对维护库岸稳定、延长水库寿命以及保持生态景观、净化水体等方面具有重要作用。消落区植被特征及生态过程是由水位涨落过程、区域气候、地质构造、沿库岸上下及两侧的生物和非生物过程等共同决定的，并同局部地形、地貌、土壤、水文、干扰级别等密切相关，如库区的水位变化造成的水淹深度、水淹季节、水淹持续时间等明显地影响消落区植被的种类组成、物候、结构及生产力。消落区植被恢复的核心在于适宜物种的筛选,因为只有先筛选出适宜物种,才能构建具有自我稳定维持机制的植被,进而发挥其生态功能。在消落区植被恢复的适宜物种选择上，最好能从原生境中去筛选，这样不仅有利于防止基因漂流造成的遗传漂变，保持当地物种的基因库稳定，而且不容易造成外来物种入侵。如上海崇明岛盲目的引进外来物种互花米草进行生态修复，造成严重的生态入侵。

综上所述，适宜物种的筛选是退化生态系统生态修复的关键，但是国内外还没有一套完整的植被恢复适宜物种的筛选方法。大量的文献报道了(1)这些区域的植被调查，然后通过植被调查的结果就直接推测一些适合这些区域植被恢复的适宜物种(刘维暐等，三峡水库消落区不同海拔高度的植物群落多样性差异.生态学报,2012,32(17):5454-5466；刘维暐等，三峡水库干流和库湾消落区植被物种动态分布研究.植物科学学报,2011，29(3),296-306；张志永等，三峡库区澎溪河消落区草本植物的分布与分解.草业学报,2010，19(2),146-152；杨朝东等三峡库区消落带植物群落及分布特点的调查.安徽农业科学,2008，36(31),13795-13796；陈翠翠等，西泉眼水库消落带水生植物群落及分布特点.东北林业大学学报,2012,40(1):110-113；陈忠礼等.水位变动下三峡库区消落带植物群落特征.长江流域资源与环境,2012,21(6):672-677；陈春娣等.三峡库区新生城市湖泊岸带初冬植物群落构成及多样性初步研究——以开县汉丰湖为例.湿地科学，2014，2:197-203；雷波等，三峡水库不同间距高程消落带草本植物群落物种多样性与结构特征.湖泊科学，2014，4:600-606.)。(2)要么只通过在土壤种子库的萌发实验研究，然后根据物种的生长型就直接推断出植被恢复的适宜物种，根本没有进行模拟水淹实验，更没有进行实地水淹能力的检测(刘瑞雪等，丹江口水库消落带土壤种子库与地上植被和环境的关系.应用生态学报,2013,03:801-808；王晓荣等，三峡库区消落带水淹初期地上植被与土壤种子库的关系.生态学报,2010,21:5821-5831；陈忠礼等.三峡库区澎溪河消落带湿地土壤种子库特征.重庆师范大学学报(自然科学版),2011,03:33-36.)。(3)还有的只集中在部分特殊植物的耐水淹机制研究，然后根据模拟水淹的实验结果就断定是这些区域植被恢复的适宜物种(刘送平等，四种水库消落带植物对水淹环境的适应性研究.生态科学,2013,04:462-468；李秋华等，三种水库消落带草本植物对完全水淹的适应机制研究.热带亚热带植物学报,2013,05:459-465；申建红等，三峡水库消落区4种一年生植物种子的水淹耐受性及水淹对其种子萌发的影响.植物生态学报,2011,03:237-246；秦洪文等，三峡水库消落区模拟水淹对4种草本植物生长的影响.生物学杂志,2012,05:52-55.)。殊不知，通常采用模拟淹水试验与实地定位水淹长期观测所获结果不一致。产生这种差异的主要原因是许多模拟淹水试验方案在淹水季节性、水淹周期和水淹深度等方面的设计与实地水文节律不一致。生长季淹水和非生长季淹水、深淹和浅淹胁迫对植物适应性的影响有明显差异。模拟淹水试验仅考虑一次淹水过程,不足以反映种的长期适应性。而且，模拟淹水试验未考虑现实生境中的种间关系和群落组配过程，只考虑了物种在控制条件下的水淹耐受性。因此，单一的植被调查、土壤种子库萌发实验、模拟淹水试验(耐水淹机制研究)对这些消落区植被恢复适宜物种筛选实践的指导意义有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，旨在解决综上所述，国内外还没有一套完整的湿地植被恢复适宜物种的筛选方法；在植被恢复实践过程中存在适宜物种缺乏，物种不适应水文环境、存活率低，群落结构单一，植被恢复困难，生态效果较差的问题。

本发明是这样实现的，一种消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，其特征在于，所述消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法包括以下步骤：

步骤一，区域植被调查，从物种的生活型和生长型初步选择适合区域植被恢复的物种；采用土壤种子库萌发实验筛选到遗漏的适宜植物；

步骤二，从消落区植被调查和消落区土壤种子库萌发实验推断出消落区植被恢复的适宜植物；对适宜植物进行水淹耐受性检验，筛选区域植被恢复的适宜物种；

步骤三，对筛选到的适宜物种，根据水淹耐受能力及区域的水文变化特点，进行布置，开展植被恢复的实践示范。

进一步，步骤一中所述区域植被调查，从物种的生活型和生长型初步选择适合区域植被恢复的物种，具体为：

对每一个调查地，将照消落区分为上、中、下三部分，在每个部分设置3～5个典型样方，首先根据“最小样方法”确定样方的大小，一般遵循乔木10×10m²，灌木5×5m²，草本2×2m²的原则，进行植被群落调查。对于局部环境和微地形的不同，可以适当调整样方的大小和数量。在样方调查中，记录其地理位置，包括调查地点、经纬度、海拔；地形部位，包括调查点所在自然环境的具体位置；坡向和坡度；微地形特征；土壤条件，包括土壤厚度(以cm为单位)及土壤特点；群落名称；植被生活力及干扰情况，包括人类活动、自然灾害、野生动物影响等。记录样方内所有植被的高度，盖度，频度等数据，根据重要值计算公式：重要值(I.V.)＝相对密度+相对频度+相对优势度(相对盖度)，计算样方内所有植被重要值(在运用于灌木或者草原群落时，相对优势度可用相对盖度代替)。统计物种数目，并对每个物种的生活型进行分析。

进一步，步骤一中所述采用土壤种子库萌发实验筛选到遗漏的适宜植物；通过对土壤种子的萌发实验研究，能够有效的反应植被生长及扩散、种子传播的一般规律，并从另一个侧面反映出植被群落结构中各物种之间的内在联系，从而进一步揭示水库消落区植被变化的一般规律。选取14个不同消落区类型监测点，在每个监测点将消落区分为上、中、下三个部位，在每个部位设置4个1m×1m的样方(相当于重复)，总计168个土壤样方。应用内径5cm、高10cm的环刀，在每一个样方内按对角线取样5次，最后合为1份土样。取样的土壤深度为10cm，取好的土壤带回实验室放在4℃保存。

将采集的土样过4mm筛子，除去石块和杂质。在50×50×30cm，(长宽高)的塑料盆底部铺5cm厚取自木工房的新鲜碎木屑，其上再铺5cm厚的细沙(经150℃烘24h灭菌使其原有种子彻底灭火)，把土样均匀铺置在盆中的细沙之上，土样厚度控制在5cm左右。为避免外界种子对萌发实验的干扰，用规格200目(孔径74μm)的白色尼龙网罩住盆并将其固定，定期对尼龙网保洁。每周对土样中萌发出的物种及其幼苗数量加以记录，记录后将其从基部剪除，对于难以辨认的幼苗，将其移栽至单独的花盆中进行培养，直到能够辨认为止。直至每盆再无新的种子萌发，两周后，实验结束。分析物种丰富度、萌发物种数量、种子萌发密度、生活型与消落区类型、消落区不同高程的相关性，进一步筛选出消落区植被恢复的适宜物种。

进一步，所述步骤二所述从消落区植被调查和消落区土壤种子库萌发实验推断出消落区植被恢复的适宜植物；对适宜植物进行水淹耐受性检验，筛选区域植被恢复的适宜物种；具体为：

在植被调查和土壤种子库萌发实验的基础上，推测能适应水库消落区环境的适宜物种，并对这些适宜物种水淹耐受性实验，统计其成活率，力争筛选到消落区植被重建适宜植物达到10种以上。试验采用通过水淹持续时间(3、5、8个月)和水淹深度(1、2、5、15、25m)的正交试验。在库区进行实地水淹试验。

①利用上一年度或当年春季定植在事先已准备好带耳的塑料桶中内的且生长良好的试验苗木进行水体试验。定植苗木时塑料桶底部打孔，以免水渍。

②苗木定植在带耳的塑料桶中，塑料桶用尼龙绳系牢后捆绑在漂浮于水面的汽车胎上，每条胎上系塑料桶约10个。

③栽有苗木的塑料桶，2/3用编织袋包装，以防塑料桶内栽植试验苗木的土壤被水冲刷走，1/3没有用任何东西包装，用于作对比试验。

④浮于水面轮胎用白布缠绕，防止轮胎在阳光下暴晒时不均匀受热爆炸，同时白色作为夜间船只的警戒色。

⑤用铁丝将每三桶连接在一起，用一根绳子沉入水中，以节约绳子。

⑥轮胎之间用铁丝连接，有一定活动性，用于缓冲轮胎的压力；用大石头沉入水底和用铁丝牵引至岸上固定等方法固定水面连成一体的数个轮胎。⑦所有塑料桶均悬浮于水中，不与溪沟底部或库底接触，保持一定的垂直距离，防止淤沙淹埋实验桶。根据设计好的水淹深度、水淹持续时间分批次提取出水淹植株，结束淹水试验，统计其成活率，并通过生长季和非生长季的水淹、不同年际间重复淹水—落干循环实验比较，分析其成活率。

进一步，所述步骤三中对筛选到的适宜物种，根据水淹耐受能力及区域的水文变化特点，进行布置，具体为：

消落区不同高程区域的植物被水淹没的深度和水淹时间长短是不一样的，高程越低的区域水淹深度大、水淹时间长，而高程越高的区域则与之相反。因此，在消落区植被重建和生态修复中的植物选择上，从最低水位线到最高水位线的不同高程上要选择使用具有不同耐淹能力和恢复生长能力的植物，并要考虑不同的生长型类型。总的原则是耐淹能力强的植物要种植在低高程带，耐淹能力相对较弱的植物要种植在更高的高程带上，保证不同高程带上种植耐淹能力合适的植物。从生长型来看，考虑到不同生长型植物的耐淹能力的差异，在消落区的低高程区域选择使用以匍匐生长的草本植物为主；随高程的逐渐增高，增加一些能耐水淹的灌木物种；在消落区较高区域可选用耐淹的乔木物种，起到防护林的作用，同时拦截空中污物。需要注意的是，为形成合理的群落结构以保证正常的群落生态功能发挥，草本植物物种在考虑其耐淹能力大小的基础上应在消落区不同高程区域均要选用。在高程较高的乔灌草区域，采用“你中有我、我中有你”的混搭方式布置，乔木设专类种植区，树下部种植灌草，构建丰富的层次感。在有选择的前提下，植被恢复不仅要考虑物种的生态适宜性，同时也要注重物种所产生的经济效益。

进一步，所述区域植被调查采用生物多样性的原理；具体为：

对每一个调查地，将照消落区分为上、中、下三部分，在每个部分设置3～5个典型样方，首先根据“最小样方法”确定样方的大小，一般遵循乔木10×10m²，灌木5×5m²，草本2×2m²的原则，进行植被群落调查。对于局部环境和微地形的不同，可以适当调整样方的大小和数量。在样方调查中，记录其地理位置，包括调查地点、经纬度、海拔；地形部位，包括调查点所在自然环境的具体位置；坡向和坡度；微地形特征；土壤条件，包括土壤厚度(以cm为单位)及土壤特点；群落名称；植被生活力及干扰情况，包括人类活动、自然灾害、野生动物影响等。记录样方内所有植被的高度，盖度，频度等数据，根据重要值计算公式：重要值(I.V.)＝相对密度+相对频度+相对优势度(相对盖度)，计算样方内所有植被重要值(在运用于灌木或者草原群落时，相对优势度可用相对盖度代替)。统计物种数目，并对每个物种的生活型进行分析。

进一步，所述土壤种子库是指存在于土壤凋落物以及土壤基质中有活力的种子的总和。

进一步，所述土壤种子库以1年生草本和多年生草本为主，相对缺少乔、灌木，且生活型百分比例在不同海拔梯度、不同月份存在差异。

进一步，通过水淹持续时间3个月、5个月、8个月和水淹深1m、2m、5m、15m、25m的正交试验，对适宜物种进行实地水淹实验。

进一步，草本植物物种在耐淹能力大小的基础上应在消落区不同高程区域均要选用；在高程较高的乔灌草区域，采用混搭方式布置，乔木设专类种植区，树下部种植灌草。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法在水库消落区植被恢复适宜物种筛选中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法在河岸带植被恢复适宜物种筛选中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法在滩涂湿地植被恢复适宜物种筛选中的应用。

本发明提供的消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，适宜物种的筛选是水库消落区、河岸带、滩涂湿地等区域植被恢复的关键；在植被恢复的适宜物种选择上，能从原生境中去筛选，不仅有利于防止基因漂流造成的遗传漂变，保持当地物种的基因库稳定，而且不容易造成外来物种入侵。本发明的方法筛选到适宜物种可广泛用于这些区域的植被恢复大面积示范、推广。

附图说明

图1是本发明实施例提供的消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法包括以下步骤：

S101：区域的植被调查能有效掌握物种分布情况，从物种的生活型和生长型可以初步推断适合这些区域植被恢复的适宜物种；土壤种子库萌发实验研究能有效筛选到植被调查过程中有可能遗漏的适宜植物，扩大适宜物种的筛选范围；

S102：从消落区植被调查和消落区土壤种子库萌发实验研究出发，推断出消落区植被恢复的适宜植物；对这些假定的适宜植物进行水淹耐受性检验，从而筛选这些区域植被恢复的适宜物种；

S103：对筛选到的适宜物种，根据它们的水淹耐受能力及这些区域的水文变化特点，进行适当的合理布置，开展植被恢复的实践示范。

进一步，步骤一中所述区域植被调查，从物种的生活型和生长型初步选择适合区域植被恢复的物种，具体为：

对每一个调查地，将照消落区分为上、中、下三部分，在每个部分设置3～5个典型样方，首先根据“最小样方法”确定样方的大小，一般遵循乔木10×10m²，灌木5×5m²，草本2×2m²的原则，进行植被群落调查。对于局部环境和微地形的不同，可以适当调整样方的大小和数量。在样方调查中，记录其地理位置，包括调查地点、经纬度、海拔；地形部位，包括调查点所在自然环境的具体位置；坡向和坡度；微地形特征；土壤条件，包括土壤厚度(以cm为单位)及土壤特点；群落名称；植被生活力及干扰情况，包括人类活动、自然灾害、野生动物影响等。记录样方内所有植被的高度，盖度，频度等数据，根据重要值计算公式：重要值(I.V.)＝相对密度+相对频度+相对优势度(相对盖度)，计算样方内所有植被重要值(在运用于灌木或者草原群落时，相对优势度可用相对盖度代替)。统计物种数目，并对每个物种的生活型进行分析。

进一步，步骤一中所述采用土壤种子库萌发实验筛选到遗漏的适宜植物；通过对土壤种子的萌发实验研究，能够有效的反应植被生长及扩散、种子传播的一般规律，并从另一个侧面反映出植被群落结构中各物种之间的内在联系，从而进一步揭示水库消落区植被变化的一般规律。选取14个不同消落区类型监测点，在每个监测点将消落区分为上、中、下三个部位，在每个部位设置4个1m×1m的样方(相当于重复)，总计168个土壤样方。应用内径5cm、高10cm的环刀，在每一个样方内按对角线取样5次，最后合为1份土样。取样的土壤深度为10cm，取好的土壤带回实验室放在4℃保存。

将采集的土样过4mm筛子，除去石块和杂质。在50×50×30cm，(长宽高)的塑料盆底部铺5cm厚取自木工房的新鲜碎木屑，其上再铺5cm厚的细沙(经150℃烘24h灭菌使其原有种子彻底灭火)，把土样均匀铺置在盆中的细沙之上，土样厚度控制在5cm左右。为避免外界种子对萌发实验的干扰，用规格200目(孔径74μm)的白色尼龙网罩住盆并将其固定，定期对尼龙网保洁。每周对土样中萌发出的物种及其幼苗数量加以记录，记录后将其从基部剪除，对于难以辨认的幼苗，将其移栽至单独的花盆中进行培养，直到能够辨认为止。直至每盆再无新的种子萌发，两周后，实验结束。分析物种丰富度、萌发物种数量、种子萌发密度、生活型与消落区类型、消落区不同高程的相关性，进一步筛选出消落区植被恢复的适宜物种。

进一步，所述步骤二所述从消落区植被调查和消落区土壤种子库萌发实验推断出消落区植被恢复的适宜植物；对适宜植物进行水淹耐受性检验，筛选区域植被恢复的适宜物种；具体为：

在植被调查和土壤种子库萌发实验的基础上，推测能适应水库消落区环境的适宜物种，并对这些适宜物种水淹耐受性实验，统计其成活率，力争筛选到消落区植被重建适宜植物达到10种以上。试验采用通过水淹持续时间(3、5、8个月)和水淹深度(1、2、5、15、25m)的正交试验。在库区进行实地水淹试验。

①利用上一年度或当年春季定植在事先已准备好带耳的塑料桶中内的且生长良好的试验苗木进行水体试验。定植苗木时塑料桶底部打孔，以免水渍。

②苗木定植在带耳的塑料桶中，塑料桶用尼龙绳系牢后捆绑在漂浮于水面的汽车胎上，每条胎上系塑料桶约10个。

③栽有苗木的塑料桶，2/3用编织袋包装，以防塑料桶内栽植试验苗木的土壤被水冲刷走，1/3没有用任何东西包装，用于作对比试验。

④浮于水面轮胎用白布缠绕，防止轮胎在阳光下暴晒时不均匀受热爆炸，同时白色作为夜间船只的警戒色。

⑤用铁丝将每三桶连接在一起，用一根绳子沉入水中，以节约绳子。

⑥轮胎之间用铁丝连接，有一定活动性，用于缓冲轮胎的压力；用大石头沉入水底和用铁丝牵引至岸上固定等方法固定水面连成一体的数个轮胎。⑦所有塑料桶均悬浮于水中，不与溪沟底部或库底接触，保持一定的垂直距离，防止淤沙淹埋实验桶。根据设计好的水淹深度、水淹持续时间分批次提取出水淹植株，结束淹水试验，统计其成活率，并通过生长季和非生长季的水淹、不同年际间重复淹水—落干循环实验比较，分析其成活率。

进一步，所述步骤三中对筛选到的适宜物种，根据水淹耐受能力及区域的水文变化特点，进行布置，具体为：

消落区不同高程区域的植物被水淹没的深度和水淹时间长短是不一样的，高程越低的区域水淹深度大、水淹时间长，而高程越高的区域则与之相反。因此，在消落区植被重建和生态修复中的植物选择上，从最低水位线到最高水位线的不同高程上要选择使用具有不同耐淹能力和恢复生长能力的植物，并要考虑不同的生长型类型。总的原则是耐淹能力强的植物要种植在低高程带，耐淹能力相对较弱的植物要种植在更高的高程带上，保证不同高程带上种植耐淹能力合适的植物。从生长型来看，考虑到不同生长型植物的耐淹能力的差异，在消落区的低高程区域选择使用以匍匐生长的草本植物为主；随高程的逐渐增高，增加一些能耐水淹的灌木物种；在消落区较高区域可选用耐淹的乔木物种，起到防护林的作用，同时拦截空中污物。需要注意的是，为形成合理的群落结构以保证正常的群落生态功能发挥，草本植物物种在考虑其耐淹能力大小的基础上应在消落区不同高程区域均要选用。在高程较高的乔灌草区域，采用“你中有我、我中有你”的混搭方式布置，乔木设专类种植区，树下部种植灌草，构建丰富的层次感。在有选择的前提下，植被恢复不仅要考虑物种的生态适宜性，同时也要注重物种所产生的经济效益。

进一步，所述区域植被调查采用生物多样性的原理；具体为：

对每一个调查地，将照消落区分为上、中、下三部分，在每个部分设置3～5个典型样方，首先根据“最小样方法”确定样方的大小，一般遵循乔木10×10m²，灌木5×5m²，草本2×2m²的原则，进行植被群落调查。对于局部环境和微地形的不同，可以适当调整样方的大小和数量。在样方调查中，记录其地理位置，包括调查地点、经纬度、海拔；地形部位，包括调查点所在自然环境的具体位置；坡向和坡度；微地形特征；土壤条件，包括土壤厚度(以cm为单位)及土壤特点；群落名称；植被生活力及干扰情况，包括人类活动、自然灾害、野生动物影响等。记录样方内所有植被的高度，盖度，频度等数据，根据重要值计算公式：重要值(I.V.)＝相对密度+相对频度+相对优势度(相对盖度)，计算样方内所有植被重要值(在运用于灌木或者草原群落时，相对优势度可用相对盖度代替)。统计物种数目，并对每个物种的生活型进行分析。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。

实施例1：

本发明的实施例充分利用生物多样性的原理，开展水库消落区原有植被的调查，是筛选适合该水库消落区植被恢复适宜物种的有效途径之一。植被调查不仅有利于掌握这些区域的物种组成和分布情况，还能掌握它们的生活型、生长型、群落优势度、群落演替变化。根据调查结果能初步推断出适合这些区域的适宜物种。如对三峡水库消落区的植被调查发现，在三峡水库消落区内有维管植物共有61科169属231种，以草本植物居多，其中一年生草本105种，多年生草本75种，乔木有13种，灌木有22种，藤本植物有15种，竹类1种。在调查中发现的一些多年生生活型的草本、木本、及藤本植物尽管能在消落区环境中通过种子萌发以一年生的形式存在，但在经历下一次水淹胁迫后却死亡消失。在这些植被调查的基础上，对原生境中以多年生的形式存在的植物拟定为能适应消落区环境的，初步认定为消落区植被恢复的适宜物种。这些植物包括草本植物如双穗雀稗、野古草、牛鞭草、硬杆子草、芦苇、狗牙根、暗绿蒿、香根草、菖蒲、喜旱莲子草，木质藤本地果，灌木如秋华柳、中华蚊母、枸杞、黄荆和地瓜，乔木如桑树、黑杨、枫杨、柳树、水杉、池杉、落羽杉、羽脉山黄麻、乌桕等。

土壤种子库(Soil seed bank)是指存在于土壤凋落物以及土壤基质中有活力的种子的总和。土壤种子库作为繁殖体的储备库，在植被演替更新、生物多样性维持以及受损生态系统植被恢复中起着十分重要的作用。消落区土壤中蕴藏着大量随水流、风传播的种子。种子库形成和种子萌发立苗是消落区植被自然恢复的关键。对消落区土壤种子库的研究表明，种子库中主要以1年生草本和多年生草本为主，相对缺少乔、灌木，且生活型百分比例在不同海拔梯度、不同月份存在差异。水位变动会对种子库中物种丰富度、种子萌发密度和物种数目造成极显著的差异。但是，在对消落区植被调查时，土壤种子库中的种子有的萌发后在调查时已经完成生活史，有的在调查时还没萌发，有些物种不容易被发现而被漏掉。因此，开展土壤种子库萌发实验室是进一步筛选适宜物种的重要手段。了解土壤种子库的萌发情况，能够有效的反应植被生长及扩散、种子传播的一般规律，并从另一个侧面反映出植被群落结构中各物种之间的内在联系，从而进一步揭示水库消落区植被变化的潜在规律。对土壤种子库的研究有利于河岸植被恢复重建，一些多年生生活型的物种能被重新发现，这有利于进一步筛选到适合消落区植被恢复的适宜物种，扩大筛选范围。比如从三峡水库土壤种子库的研究发现，一些多年生植物如具芒碎米莎草、阿穆尔莎草、莎草、苔草、酸模叶蓼、无芒稗、车前草、栾树等能被重新发现。当然，还有大量的一年生植物能被重新发现。

通过消落区植被调查，土壤种子库萌发实验，根据物种的生活型能推测到一些适合消落区环境的植物。为了提高植被恢复的成功率，在将这些拟定的适宜植物应用于植被恢复实践前，需要利用生态学的限制因子原理，对这些拟定的适宜植物进行实地水淹实验，检验其水淹耐受性和恢复生长的能力，有利于筛选到适宜植物。消落区不同高程区域被水淹没的深度和水淹时间长短是不一样的，高程越低的消落区区域水淹深度大、水淹时间长，而高程越高的消落区区域则与之相反。因此，在消落区植被重建和生态修复中的植物选择上，从最低水位线到最高水位线的不同高程上要选择使用具有不同耐淹能力和恢复生长能力的植物，并要考虑不同的生长型类型。总的原则是耐淹能力强的植物要种植在低高程带，耐淹能力相对较弱的植物要种植在更高的高程带上，保证不同高程带上种植耐淹能力合适的植物。如中国科学院武汉植物园在武汉植物园、秭归库区和万州库区水淹试验基地进行了三峡水库消落区植被重建适宜物种的筛选研究，通过水淹持续时间(3、5、8个月)和水淹深度(1、2、5、15、25m)的正交试验，对推测的80多种2.7万余株初步拟定的适宜物种进行实地水淹实验，结果只筛选出适宜植27种。结果表明有11种木本植物和16种草本植物具有较好的水淹耐受性，但这些植物耐水淹能力差别较多。在灌木植物中，有的没顶水淹5-8个月还能成活，如秋华柳、中华蚊母等，一些没顶水淹3-5个月还能保持较高的存活率如枸杞、宜昌黄杨、疏花水柏枝。在乔木植物中，有的顶水淹1个月后就死亡，但出露后根系仍能萌发如乌桕、构树、黄荆。另外，如果不没顶水淹，水淹时间能持续好几个月甚至更长时间仍能存活，如加杨、水杉、池杉、枫杨等。草本植物中水淹表现较好的有狗牙根、芒、问荆、暗绿蒿、双穗雀稗、绵枣儿、蛇含委陵菜、川鄂米口袋、牛鞭草、披散木贼、犬问荆、莎草、芦苇、野古草、酸模叶蓼等，但这些物种耐水淹能力差别较多，尤其以狗牙根、牛鞭草、暗绿蒿、莎草、双穗雀稗耐水淹能力最强。其它一些植物也能表现出一定的耐水淹能力但在试验中表现不稳定，能不能适应消涨带的水淹环境，需要在植被恢复示范中进一步进行检验。

消落区不同高程被水淹没的深度和水淹时间长短是不一样的，高程越低的区域水淹深度大、水淹时间长，而高程越高的区域则与之相反。消落区的不同高程，不同河段，其植被组成和生物多样性存在显著差异。在消落区植被重建的适宜物种的选择上，消落区不同高程上要选择使用具有不同耐淹能力和恢复生长能力的植物，并要考虑不同的生长型类型，优化群落配置。在有选择的条件下，植被恢复不仅要考虑物种的生态适应性，同时也要注重物种所产生的经济效益。因此，最终筛选到的适宜植物应该要进行植被恢复示范，展示物种筛选的成果。

在消落区植被重建和生态修复中的植物选择上，从最低水位线到最高水位线的不同高程上要选择使用具有不同耐淹能力和恢复生长能力的植物，并要考虑不同的生长型类型。总的原则是耐淹能力强的植物要种植在低高程带，耐淹能力相对较弱的植物要种植在更高的高程带上，保证不同高程带上种植耐淹能力合适的植物。从生长型来看，考虑到不同生长型植物的耐淹能力的差异，在消落区的低高程区域选择使用以匍匐生长的草本植物为主；随高程的逐渐增高，增加一些能耐水淹的灌木物种；在消落区较高区域可选用耐淹的乔木物种，起到防护林的作用，同时拦截空中污物。需要注意的是，为形成合理的群落结构以保证正常的群落生态功能发挥，草本植物物种在考虑其耐淹能力大小的基础上应在消落区不同高程区域均要选用。在高程较高的乔灌草区域，采用“你中有我、我中有你”的混搭方式布置，乔木设专类种植区，树下部种植灌草，构建丰富的层次感。不同高程利用筛选的适宜物种，通过实验、比较、评估，研究水库消落区植被重建技术和方法，针对水库消落区不同环境条件提出不同的重建策略，和消落区植被的群落组建最佳方案，组建富有明显生态效益的优化人工生态系统。比如145～160m消落区植被恢复。该区域水淹时间最长，水力冲刷明显，水土流失和土壤侵蚀严重。水淹深度大、水淹时间长，该区域的植物必须具备较强的水淹耐受力。植物选择应以低矮的匍匐草本为主，主要品种为耐淹性能极强的狗牙根、双穗雀稗、牛鞭草、莎草等优势种。160～170m消落区植被恢复。该区域水位波动较为频繁，同时出露时间相对较长，而且多为蓄水前的耕地，土壤较好。多数中缓坡区域被当地农民开垦利用，面源污染相对较重。因此，该区域植被恢复主要是地上生物量相对较大的耐水淹高草及耐水淹能力较强灌木为主，除狗牙根、双穗雀稗草坪外，选用牛鞭草、块茎苔草、暗绿蒿、芦苇、硬杆子草，并适当辅以一些耐水淹能力较好的灌木如秋华柳、中华蚊母、枸杞等。同时可以适当定植一些高大乔木如加杨、水杉、池杉等(前提是不能没顶水淹)。170～175m消落区植被恢复本区域水淹时间最短，出露时间最早，因此，该区域的消落区水淹压力小，植被长势相对较好，同时对维持生态景观具有重要作用。该区域的植被恢复采用乔-灌-草相结合的方式，本区内乔木采用“三五成群、错落有致”的方式布置，底部种植灌木和草本，构建丰富的层次感。草本主要以林下匍匐生长的草本为主，可在该区域内开展生态经济植物的专类种植园，如桑树、杨树、水杉、池杉、乌桕、柳树、落羽杉、枸杞、秋华柳、中华蚊母专类园，促进当地生态经济发展；也可在该区域内适当增一些三峡水库蓄水前保护的库区珍稀特珍稀植物，如疏花水柏枝、宜昌黄杨、丰都车前、巫山类芦等，实现这些库区特有植物的回归保护，从而体现区域内的生物多样性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，其特征在于，所述消落区植被恢复适宜物种筛选的方法包括以下步骤：

步骤一，区域植被调查，从物种的生活型和生长型初步选择适合区域植被恢复的物种；采用土壤种子库萌发实验筛选到遗漏的适宜植物；

步骤二，从消落区植被调查和消落区土壤种子库萌发实验推断出消落区植被恢复的适宜植物；对适宜植物进行水淹耐受性检验，筛选区域植被恢复的适宜物种；

步骤三，对筛选到的适宜物种，根据水淹耐受能力及区域的水文变化特点，进行布置，开展植被恢复的实践示范。

2.如权利要求1所述的消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，其特征在于，

步骤一中所述区域植被调查，从物种的生活型和生长型初步选择适合区域植被恢复的物种，具体方法为：

对每一个调查地，按照消落区分为上、中、下三部分，在每个部分设置3～5个典型样方，根据最小样方法确定样方的大小，进行植被群落调查；

在样方调查中，记录样方地理位置、土壤条件、群落名称、植被生活力及干扰情况；记录样方内所有植被的高度、盖度、频度的数据，根据重要值计算公式：

重要值(I.V.)＝相对密度+相对频度+相对优势度；

计算样方内所有植被重要值；统计物种数目，并对每个物种的生活型进行分析；初步选择适合区域植被恢复的物种。

3.如权利要求1所述的消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，其特征在于，

步骤一中所述采用土壤种子库萌发实验筛选到遗漏的适宜植物；具体方法为：

选取不同消落区类型监测点，在每个监测点将消落区分为上、中、下三个部位，在每个部位设置4个1m×1m的样方；应用环刀，在每一个样方内按对角线取样5次，最后合为1份土样；取样的土壤深度为10cm，4℃保存；

将采集的土样过4mm筛子，除去石块和杂质；在塑料盆底部铺5cm厚新鲜碎木屑，鲜碎木屑上面再铺5cm厚的细沙，把土样均匀铺置在盆中的细沙之上，土样厚度控制在5cm；每周对土样中萌发出的物种及其幼苗数量记录，记录后将其从基部剪除，对于难以辨认的幼苗，将其移栽至单独的花盆中进行培养，直到能够辨认为止；直至每盆再无新的种子萌发；分析物种丰富度、萌发物种数量、种子萌发密度、生活型与消落区类型、消落区不同高程的相关性，进一步筛选出消落区植被恢复的适宜物种。

4.如权利要求1所述的消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，其特征在于，

所述步骤二具体方法为：结合在植被调查和土壤种子库萌发实验，推测能适应水库消落区环境的适宜物种，并对这些适宜物种通过水淹持续时间和通过水淹深度的正交试验，在库区进行实地水淹耐受性实验，统计其成活率，筛选区域植被恢复的适宜物种。

5.如权利要求1所述的消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，其特征在于，所述步骤三中根据水淹耐受能力及区域的水文变化特点，进行布置方法为：

耐淹能力强的植物种植在低高程带，耐淹能力弱的植物种植在高的高程带上；从生长型上，在消落区的低高程区域选择匍匐生长的草本植物；随高程的逐渐增高，增加能耐水淹的灌木物种；在消落区较高区域选用耐淹的乔木物种；在高程高的乔灌草区域，采用你中有我、我中有你的混搭方式布置。

6.如权利要求1所述的消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法，其特征在于，

所述土壤种子库是指存在于土壤凋落物以及土壤基质中有活力的种子的总和；

所述土壤种子库以1年生草本和多年生草本为主，相对缺少乔、灌木，且生活型百分比例在不同海拔梯度、不同月份存在差异。

7.一种利用权利要求1-6任意一项所述消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法在水库消落区植被恢复适宜物种筛选中的应用。

8.一种利用权利要求1-6任意一项所述消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法在河岸带植被恢复适宜物种筛选中的应用。

9.一种利用权利要求1-6任意一项所述消落区湿地植被恢复适宜物种筛选的方法在滩涂湿地植被恢复适宜物种筛选中的应用。