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三峡水库自2010年175 m正式蓄水后,库区消落带生态系统遭到严重破坏,消落带植被作为消落带生态系统的重要组成部分,消落带植物的生长存活关系到其是否能在现有的植被群落内长久维持,对消落带生态环境保护具有重要的意义。在三峡水库长时间大深度水淹的连年筛选作用下,消落带植被持续发生着演变:三峡水库蓄水之初大量多年生植物因不耐受水淹而消亡,一年生植物在消落带各高程(尤其是低高程)占据优势;但随着蓄水年限的增加,多年生植物狗牙根逐渐占据着低高程并形成单优群落,而一年生植物在消落带植被中的优势度逐年下降。三峡库区消落带植被中一年生植物衰退而狗牙根形成单优群落的机制尚不清楚。在三峡库区消落带极端水淹干扰的生境中,一年生植物以种子形式度过水淹期并通过种子的萌发建成种群。狗牙根则是通过极端耐受水淹的植株度过水淹期并通过芽的萌发恢复生长。消落带上一个出露期的狗牙根地上部分是水淹后狗牙根植被重建的基础,同时也形成了群落内一年生植物发生的生物环境因子。因此,在三峡库区消落带低高程植被中,一年生植物稀少的可能原因包括:连年高强度水淹导致低高程区域土壤种子库中一年生植物种子缺乏、种子在消落带出露期非生物环境中无法萌发、幼苗或植株在出露期非生物环境中下无法存活以及狗牙根地上部分对种子的萌发、幼苗生长及植株存活的影响。为探明三峡库区消落带狗牙根单优群落中一年生植物稀少的原因,本研究于2019年5月至2020年7月通过刈割法以及植株标记追踪法对消落带植被开展了系统地调查研究,主要研究结果如下:(1)三峡库区消落带高密度纯狗牙根群落中异种植物幼苗发生能力对比三峡库区消落带高密度纯狗牙根群落狗牙根刈割组和保留组样方内幼苗发生情况发现,仅刈割组有一年生植物幼苗发生。实验期内共调查到5科8属8种植物,其中唇形科植物1种、菊科植物4种、豆科植物1种、禾本科植物1种、大戟科植物1种。153 m高程的一年生植物物种分别有灯笼草(Clinopodium polycephalum)、苍耳(Xanthium sibiricum)和鳢肠(Eclipta prostrate)。157 m高程的一年生植物物种分别有灯笼草(Clinopodium polycephalum)、苍耳(Xanthium sibiricum)、鳢肠(Eclipta prostrate)、狼杷草(Bidens tripartite)、合萌(Aeschynomene indica)、稗(Echinochloa crusgalli)、叶下珠(Phyllanthus urinaria)和藿香蓟(Ageratum conyzoides)。153 m高程区域内狗牙根地上部分刈割样方内的一年生植物幼苗数量为0.6株/m~2,157m高程区域内狗牙根地上部分刈割样方内的一年生植物幼苗数量为49.3株/m~2,157m高程区域的一年生植物幼苗数显著高于153m高程区域的一年生植物幼苗数量(P<0.05)。一年生植物幼苗株高在153 m高程和157 m高程没有显著差异(P>0.05)。结果表明,在三峡水库消落带低高程纯狗牙根群落中,土壤种子库中存在着一年生植物种子,且这些一年生植物种子在消落带出露期不受狗牙根地上部分影响的生境中具有较好的萌发能力。(2)狗牙根植丛对一年生植物种子萌发的影响通过对三峡库区消落带狗牙根地上部分刈割和保留两种处理下的一年生植物种子萌发情况观察发现,狗牙根地上部分刈割样方内一年生植物种子累积萌发的幼苗数量以及物种数量显著增多,狗牙根地上部分保留样方内一年生植物种子累积萌发的幼苗数量及物种数量较少。狗牙根地上部分刈割样方内一年生植物累积萌发的幼苗数量、物种数均显著高于狗牙根地上部分保留样方内的一年生植物种子累积萌发的幼苗数量和物种数量(P<0.05)。结果表明,狗牙根生长达到一定的繁茂程度对一年生植物种子萌发具有显著的抑制作用。(3)狗牙根植丛对一年生植物幼苗生长的影响通过植株标记追踪法观察三峡库区消落带狗牙根植丛内一年生植物幼苗的生长存活情况,发现狗牙根地上部分保留样方内一年生植物的植株存活率、植株平均主茎长以及生物量均大量降低,而狗牙根地上部分刈割样方内一年生植物的植株存活率、植株平均主茎长以及生物量明显增大。狗牙根地上部分刈割样方内一年生植物的植株存活率、存活植株平均主茎长以及生物量均显著高于狗牙根地上部分保留样方内一年生植物的植株存活率、存活植株平均主茎长以及生物量(P<0.05)。研究表明,狗牙根生长达到一定的繁茂程度对一年生植物的幼苗生长具有显著的抑制作用。(4)三峡库区消落带不同高程区域狗牙根繁茂程度通过对三峡库区消落带不同高程狗牙根繁茂程度(植株密度、植丛高度)调查研究发现,153 m高程区域的狗牙根植株密度显著高于157 m、161 m、165 m、169 m高程的狗牙根植株密度(P<0.05)。狗牙根植丛高度在不同高程区域总体上无显著差异(P>0.05)。研究表明,不同高程区域的狗牙根繁茂程度不同,并且狗牙根繁茂程度随高程的增加而呈现降低的趋势。(5)狗牙根繁茂程度与植丛内一年生植物生长的关系偏相关性分析结果表明,三峡库区消落带狗牙根繁茂程度与一年生植物的植株数量、植株高度以及植物生物量之间具有显著相关性。其中一年生植物的植株数量、植株高度以及植物生物量与狗牙根密度之间均存在显著相关性(P<0.05),而与狗牙根植丛高度不存在显著相关性(P>0.05)。狗牙根密度越高,狗牙根植丛内一年生植物的植株数量、植株高度和植株生物量就越低。(6)狗牙根植丛抑制一年生植物生长的植丛密度临界值及透光率临界值通过对三峡库区消落带无任何植物生长的高密度纯狗牙根群落内的狗牙根植株密度和植丛内透光率的测定发现,狗牙根抑制一年生植物生长出露狗牙根植丛顶部的植丛透光率范围在0.03%-1.75%之间,植丛密度范围是2133.33株/m~2-3666.67株/m~2。研究结果表明,狗牙根抑制一年生植物生长出露于狗牙根植丛顶部的最大透光率1.75%即为临界透光率,最小植丛密度2133.33株/m~2即为临界密度值。综上所述,三峡库区消落带植被中出现以狗牙根占据绝大优势,而一年生植物不占优势的主要原因是狗牙根生长形成茂密狗牙根植丛后可抑制一年生植物的种子萌发、植株生长,从而导致一年生植物数量在消落带植被中大幅度减少。因此,消落带植被中出现狗牙根单优群落现象。