水利水电工程对河岸带湿地氮削减功能的影响研究

近几十年来，我国加剧的水利水电开发严重干扰了河岸带湿地的自然生境，进而可能影响到河岸带湿地的各种生态功能。通过土壤的氨挥发、硝化与反硝化作用来削减面源污染中的氮是河岸带湿地最主要的生态功能之一。本项目选择汉江流域8 条筑有大坝的一级支流为研究对象，按大坝干扰程度的不同设置2 类样地: 水库上游河岸带湿地、水库下游河岸带湿地。调查分析样地的自然环境因子，密闭气室法测定样地的NH3 挥发速率，不同浓度乙炔抑制法测定样地硝化与反硝化作用的N2O排放速率。通过比较2 类样地的NH3、N2O排放速率来评介水利水电工程对水库下游河岸带湿地氮削减功能的影响趋势，通过分析影响氨挥发、硝化与反硝化作用的自然环境因子来探讨水利水电工程影响河岸带湿地氮削减功能可能的作用机制。本项目可以为评估水利水电工程对河岸带湿地生态系统结构、过程和功能的影响提供重要的方法学和理论基础。

我国加剧的水利水电开发严重干扰了河岸带湿地的自然生境，进而可能影响到河岸带湿地生态系统的结构和服务功能。本项目通过比较汉江中上游流域的水库库岸带以及邻近河岸带的植被特征和土壤反硝化潜力来反映水利水电工程对河岸带湿地的影响。我们的研究发现水库库岸带和河岸带湿地在物种组成上存在较大的相似性，但是库岸带植被以狗牙根、苘麻等偏陆生的植物为建群种，而河岸带湿地植被则以双穗雀稗、水花生和水蓼等湿生植物为主。CCA排序分析表明地形、坡度以及离水面距离等环境因子可以显著影响水库库岸带物种和群落的分布。研究结果还证实水库库岸带的物种多样性和功能多样性都要比河岸带低，克隆植物的相对物种数和一年生植物的相对盖度与坡度和海拔等环境因子都呈显著负相关。结构方程模型等统计分析表明大多数环境因子都能够显著影响库岸带的物种和功能丰富度，但对功能均匀度和离散度指数则没有显著性的影响。土壤反硝化实验的结果表明水库库岸带土壤具有较强的反硝化潜力，平均值是0.384 µg N (N2O) g-1 soil h-1。不同植物群落下土壤的反硝化潜力存在着显著差异，其中最大的是水蓼群落，地表植物生物量和植被盖度与土壤反硝化潜力间存在显著正相关关系，并且两者合计解释了水库库岸带土壤反硝化潜力44.2 %的变异。本项目的研究结果表明水利工程的兴建会对河岸带湿地的物种组成、群落类型、物种多样性和功能多样性产生消极的影响，研究的结果同时也表明在评估水库库岸带氮削减能力以及进行库岸带生态恢复时必须考虑植被特征的作用。