《三峽水庫消落區(qū)植被恢復(fù)綜合研究》是在對(duì)三峽水庫消落區(qū)生態(tài)環(huán)境問題認(rèn)識(shí)、植被調(diào)查、適宜物種耐水淹機(jī)制研究、三峽水庫消落區(qū)植被恢復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)案例分析等資料的基礎(chǔ)上撰寫而成,為多年研究成果的結(jié)晶。
《三峽水庫消落區(qū)植被恢復(fù)綜合研究》主要內(nèi)容包括:長江及三峽工程的基本情況;三峽水庫消落區(qū)的基本情況;三峽水庫消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀;三峽水庫消落區(qū)植被的研究進(jìn)展情況;三峽水庫消落區(qū)植被研究案例分析;三峽水庫消落區(qū)部分適宜植物的耐水淹機(jī)制研究;以湖北秭歸消落區(qū)為例,進(jìn)行消落區(qū)植被恢復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的案例分析;結(jié)論與展望等。
《三峽水庫消落區(qū)植被恢復(fù)綜合研究》論述嚴(yán)謹(jǐn),結(jié)構(gòu)合理,條理清晰,內(nèi)容豐富新穎,可供從事水利、環(huán)境、生態(tài)等專業(yè)的科研、工程技術(shù)人員參考使用。
舉世矚目的長江三峽工程于1994年12月14日正式開工。2003年6月1日開始二期蓄水,6月10日水位達(dá)到135m高程,11月5日水位達(dá)到139m高程。2006年10月底,三峽工程完成三期蓄水,水位達(dá)到156m高程;2009年,三峽水庫已全部建成,蓄水后水位最終抬升至175m高程。蓄水至175m后,整個(gè)三峽水庫將形成長約660km,庫岸線長達(dá)5,578km(含支流),水域面積達(dá)1,084km2的峽谷型水庫。蓄水后,三峽水庫平均水深80m,最深處可達(dá)170m,蓄水庫容達(dá)221.5億m3,總庫容達(dá)393億m3,平均水面寬1,500m,最寬水面2,600m,年平徑流量達(dá)4,510億m3。三峽工程運(yùn)行后,根據(jù)現(xiàn)行調(diào)度方案,壩前水位夏季145m至冬季175m之間變化,形成221.5億m3防洪庫容的同時(shí),水庫周邊形成面積達(dá)348.93km2的消落區(qū),是我國面積最大的水庫消落區(qū)。
三峽水庫實(shí)行145~175m的“冬季蓄水、夏季泄洪”逆反枯洪規(guī)律的人工水位調(diào)節(jié)后,原來的陸生植被難以適應(yīng)三峽水庫水位的反季節(jié)變化,逐步消失或死亡,形成了新的裸露水庫消落區(qū)及消落區(qū)植被。三峽水庫消落區(qū)的核心問題是植被化嚴(yán)重,并由此引起一系列其它生態(tài)環(huán)境問題,如面源污染、生物多樣性降低、水土流失、流行病情和疫情流行、重金屬和營養(yǎng)元素富集等。生態(tài)文明建設(shè)為生態(tài)學(xué)界推出了空前強(qiáng)烈的科技要求。生態(tài)文明建設(shè)的核心內(nèi)容就是要實(shí)現(xiàn)基于生態(tài)學(xué)理論的可持續(xù)發(fā)展,加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)管理和環(huán)境保護(hù),同時(shí)需要正確的發(fā)展理念和科學(xué)理論指導(dǎo),更需要技術(shù)系統(tǒng)的支撐?沙掷m(xù)發(fā)展的核心就是不犧牲未來發(fā)展空間和利益,現(xiàn)實(shí)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)與修復(fù)必須依靠科技進(jìn)步,三峽水庫消落區(qū)的生態(tài)修復(fù)是三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)的重要內(nèi)容。
三峽水庫消落區(qū)地處庫區(qū)陸域和水域的過渡帶,是流域生態(tài)系統(tǒng)組成的敏感部分。水庫消落區(qū)因水庫水位漲落幅度大、逆反自然洪枯變化,具有季節(jié)性淹水濕地生態(tài)系統(tǒng)特征。水庫消落區(qū)屬于濕地的范疇,是研究相鄰區(qū)域景觀因子間相互作用的關(guān)鍵生態(tài)區(qū)域,具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)價(jià)值,已成為流域生態(tài)修復(fù)和研究的中心環(huán)節(jié)。水庫消落區(qū)植被是庫區(qū)沿岸景觀中的核心組成部分,為許多動(dòng)物提供棲息地、同時(shí)也為動(dòng)植物提供遷徙的廊道,對(duì)水土流失、養(yǎng)分循環(huán)和非點(diǎn)源污染物有著緩沖和過濾作用,在保障水庫安全等方面具有重要屏障作用。但是,由于受到反季節(jié)、高強(qiáng)度的水淹影響,原來的多數(shù)陸生植被難以適應(yīng)消落區(qū)的這種水文環(huán)境,逐步死亡,造成消落區(qū)內(nèi)植被稀疏,水位降落后庫周兩岸經(jīng)常出現(xiàn)“黃色”裸露地帶,極大影響三峽庫區(qū)的生態(tài)觀景、庫岸穩(wěn)定和水庫壽命。目前消落區(qū)的治理主要有工程措施、生物措施、生物十工程相結(jié)合等措施。工程措施不但成本高、而且還不具備生態(tài)功能,只適合在部分特殊區(qū)域,不能大面積推廣。相對(duì)于工程措施,生物措施具有成本低、持續(xù)性好、生態(tài)服務(wù)功能強(qiáng)等特點(diǎn),適合大面積推廣應(yīng)用。只有在消落區(qū)構(gòu)建具有自我穩(wěn)定維持機(jī)制的植被,提高消落區(qū)植被覆蓋率,利用其降解吸收消落區(qū)的污染物質(zhì),阻截消落區(qū)陸上污染物和降低土壤侵蝕,穩(wěn)定消落區(qū)庫岸,提高消落區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和景觀質(zhì)量,才能從根本上解決消落區(qū)生態(tài)問題,實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的可持續(xù)發(fā)展。消落區(qū)濕地植被恢復(fù)重建的核心技術(shù)在于適宜物種的篩選、適宜植物的合理定植、群落的優(yōu)化配置及適宜植物耐水淹機(jī)制研究等。因?yàn)橹挥邢群Y選出適宜物種,才能構(gòu)建具有自穩(wěn)定維持機(jī)制的植被,進(jìn)而發(fā)揮其生態(tài)功能。不同坡度和土壤類型的消落區(qū),要求不同的植物種植技術(shù)。不同植物耐水淹、耐干旱的能力不同,而不同高程的消落區(qū)受水淹程度也不同,因此需要根據(jù)物種的生長型、生活型及耐水淹能力,在消落區(qū)不同高程開展植物群路的優(yōu)化配置技術(shù)研究。適宜植物的耐水淹機(jī)制及后期的恢復(fù)生長能力研究,有利于掌握消落區(qū)植物群落自的我維持機(jī)制,指導(dǎo)消落區(qū)的植被恢復(fù)重建。
前言
第1章 長江三峽及三峽工程
1.1 長江
1.2 三峽
1.3 三峽工程
參考文獻(xiàn)
第2章 三峽水庫消落區(qū)概況
2.1 三峽庫區(qū)區(qū)域概況
2.2 三峽水庫消落區(qū)概況
參考文獻(xiàn)
第3章 三峽庫區(qū)及水庫消落區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀淺析
3.1 三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境問題分析
3.2 針對(duì)庫區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的對(duì)策與建議
3.3 三峽水庫消落區(qū)生態(tài)環(huán)境問題分析
3.4 建立消落區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)重點(diǎn)站的可行性分析
參考文獻(xiàn)
第4章 三峽水庫消落區(qū)植被研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)
4.1 消落區(qū)研究的歷史與背景
4.2 消落區(qū)植被及適宜植物的研究現(xiàn)狀
4.3 消落區(qū)植被及適宜植物現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)
參考文獻(xiàn)
第5章 三峽水庫消落區(qū)植被研究案例
5.1 蓄水前庫區(qū)海拔200m以下地區(qū)植物資源的本底調(diào)查數(shù)據(jù)
5.2 長江三峽水庫蓄水前自然消落區(qū)植被研究
5.3 三峽水庫蓄水后水庫消落區(qū)植被研究案例
5.4 三峽水庫消落區(qū)植被重建適宜物種篩選案例
參考文獻(xiàn)
第6章 消落區(qū)適宜植物耐水淹機(jī)制研究案例
6.1 車前屬植物對(duì)水淹脅迫的組織特異性和種間特異性響應(yīng)
6.2 狗牙根對(duì)水淹、干旱及鹽脅迫在生理、蛋白質(zhì)組及代謝組學(xué)水平的適應(yīng)分析
6.3 三峽水庫消落區(qū)秋華柳對(duì)冬季水淹后恢復(fù)生長期的適應(yīng)研究
6.4 美洲黑楊雌、雄植株對(duì)夏季水淹脅迫在生理生態(tài)方面的性別差異響應(yīng)
6.5 美洲黑楊雌雄植株對(duì)冬季水淹脅迫的生理生化差異響應(yīng)
6.6 美洲黑楊雌雄植株對(duì)冬季水淹脅迫的差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究
參考文獻(xiàn)
第7章 消落區(qū)植被恢復(fù)初步設(shè)計(jì)——以秭歸縣吒溪河水田壩鄉(xiāng)段、童莊河郭家壩鎮(zhèn)段為例
7.1 總論
7.2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性
7.3 項(xiàng)目區(qū)概況
7.4 建設(shè)目標(biāo)
7.5 工程設(shè)計(jì)
7.6 施工組織設(shè)計(jì)
7.7 項(xiàng)目組織管理
7.8 項(xiàng)目消防、勞動(dòng)安全與職業(yè)衛(wèi)生、節(jié)能措施
7.9 環(huán)境影響評(píng)價(jià)
7.10 投資概算與資金籌措
7.11 風(fēng)險(xiǎn)及效益分析
參考文獻(xiàn)
第8章 結(jié)論與展望
8.1 主要研究結(jié)論
8.2 不足與展望
《三峽水庫消落區(qū)植被恢復(fù)綜合研究》:
1.3.1 長江流域特大洪水情況
長江流域是中華民族的發(fā)祥地之一,流域內(nèi)資源豐富,土地肥沃,特別是中下游地區(qū),是中國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。長江上游地區(qū)自然地理?xiàng)l件復(fù)雜多樣,生物多樣性豐富,水系發(fā)達(dá),是長江流域重要的水源區(qū)和生態(tài)屏障。但是,在三峽水庫蓄水前,由于河道行洪能力不足,洪水高出兩岸地面數(shù)米至十幾米,這一地區(qū)也是洪水災(zāi)害頻繁且嚴(yán)重的地區(qū)。因此,長江的治理開發(fā)對(duì)中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的影響。長江洪水由暴雨形成,一般年份上游和中下游洪水相互錯(cuò)開,不致形成威脅中下游平原區(qū)的大洪水;若上游及中下游雨季重疊或上游發(fā)生特大暴雨,洪水相互遭遇,中下游就會(huì)出現(xiàn)較大或特大洪水。長江中下游發(fā)生洪水災(zāi)害的根本原因是上游干流及中游支流洪水來量大,中游沒有一個(gè)有足夠容積的調(diào)洪、滯洪場所,而且河道渲泄能力又不足,當(dāng)洪水來量超過河槽安全泄量時(shí),勢(shì)必造成堤防潰決,洪水漫流成災(zāi)。
據(jù)歷史記載,自漢初至清末2000年間(公元前185年-1911年),長江曾發(fā)生大小洪災(zāi)214次,平均約十年一次。20世紀(jì),長江在1931年、1935年、1954年和1998年共發(fā)生四次嚴(yán)重的洪水災(zāi)害,這四次洪災(zāi)都造成了極其慘重的損失,1998年長江遭遇了百年以來僅次于1954年的特大洪水,國家動(dòng)用了大量人力、物力,進(jìn)行了近三個(gè)月的抗洪搶險(xiǎn),全國各地調(diào)用130多億元的搶險(xiǎn)物資,高峰期有670萬群眾和數(shù)十萬軍隊(duì)參加抗洪搶險(xiǎn),才使長江中下游人民生命財(cái)產(chǎn)免遭巨大的損失。
1870年(清同治九年,庚午年)的洪水是長江上、中游的一次特大洪水。自1153年以來的849年間,在歷史記載到的8次歷史性大洪水和實(shí)測(cè)到的20世紀(jì)5次大洪水中,以1870年的洪水最大,實(shí)屬歷史上罕見的大洪水。1870年7月長江中下游地區(qū)連續(xù)降雨,7月中下旬,暴雨進(jìn)入長江上游地區(qū)。這次暴雨范圍廣、強(qiáng)度大、歷時(shí)長。整個(gè)暴雨過程約為7天,經(jīng)模擬分析,7天暴雨量200mm以上的籠罩面積達(dá)160,000km2。宜昌站水位達(dá)59.50m、洪峰流量達(dá)105,000m3/s,15天洪量為975.1億m3,30天洪量為1,650億m3。這次特大洪水的災(zāi)情十分嚴(yán)重,損失之巨,范圍之廣,為數(shù)百年所罕見。主要受災(zāi)地區(qū)為四川、湖北、湖南等省。1870年洪水災(zāi)害與1931年、1935年、1954年洪水災(zāi)害相比,其范圍之廣、災(zāi)情之重,為我國歷史上所罕見。
1931年7月,長江中下游連續(xù)降雨近一個(gè)月,雨量超過常年同期雨量兩倍以上,江湖洪水滿盈。7月下旬長江中下游梅雨結(jié)束后,雨區(qū)轉(zhuǎn)向長江上游,金沙江、岷江、嘉陵江發(fā)生大水,以岷江洪水最大。川水東下與長江中下游洪水相遇,造成荊江大堤下段漫潰,沿江兩岸一片汪洋,54個(gè)縣市受災(zāi),受淹農(nóng)田5,090萬畝,受災(zāi)人口2,855萬人,損毀房屋180萬間,因?yàn)?zāi)死亡14.52萬人,災(zāi)情慘重。武漢三鎮(zhèn)平地水深丈余,陸地行舟,商業(yè)停頓,百業(yè)俱廢,物價(jià)飛漲,瘟疫流行,受淹時(shí)間長達(dá)133天。1935年7月3日至7日的5天內(nèi),三峽區(qū)間南部以五峰為中心,北部以興山為中心,發(fā)生了緊相銜接的兩次特大暴雨。五天內(nèi)暴雨量實(shí)測(cè)值以五峰1,281.8mm為最大,是我國著名的“357”暴雨(即1935年7月暴雨)的最大暴雨中心。興山暴雨中心的五日暴雨量也達(dá)1,084mm。由于暴雨急驟,致使三峽地區(qū)、清江、澧水、漢江洪水陡漲,來勢(shì)兇猛,荊江大堤沙市以上得勝寺和橫店子,沙市以下麻布拐相繼潰口,荊州、沙市、監(jiān)利、沔陽、枝江、松滋和石首均成澤國,“縱橫千里,一片汪洋,田禾牲畜,蕩然無存,十室十空,骨肉離散,為狀之慘,目不忍睹”。江漢平原53個(gè)縣市受災(zāi),受淹農(nóng)田2,264萬畝,受災(zāi)人口1,003萬人,因?yàn)?zāi)死亡14.2萬人,損毀房屋40.6萬間。由于這次洪水的洪峰流量大而洪水總量較小,故長江中下游干流兩岸災(zāi)情比1931年小,具體災(zāi)情詳見表1-2。
1954年6月中旬,長江中下游發(fā)生三次較大暴雨,歷時(shí)9天,雨季提前且雨帶長期徘徊于長江流域,直至7月底流域內(nèi)每天均有暴雨出現(xiàn),且暴雨強(qiáng)度大、面積廣、持續(xù)時(shí)間長,在長江中下游南北兩岸形成拉鋸局面。8月上半月,暴雨移至長江上游及漢江上中游。由于在上游洪水未到之前,中下游湖泊洼地均已滿盈,以致上游洪水東下時(shí),渲泄受阻,形成了20世紀(jì)以來的又一次大洪水。百萬軍民奮戰(zhàn)百天,并相繼運(yùn)用了荊江分洪區(qū)和一大批平原分蓄洪區(qū),才保住了武漢、黃石等重點(diǎn)城市免遭水淹,確保了荊江大堤未潰決,但洪災(zāi)造成的損失仍然十分嚴(yán)重。受災(zāi)農(nóng)田4,755萬畝,受災(zāi)人口1,888萬人,因?yàn)?zāi)死亡3.3萬人,損毀房屋427.6萬間。武昌、漢口被洪水圍困百日之久,京廣鐵路一百天不能正常通車,具體災(zāi)情詳見表1-2。
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