三峡水库消落区景观异质性及其形成机制

As the primary buffer strip, the drawdown zone of a reservoir plays a critical role in reservoir water quality, bank stability, bio-diversity and the whole catchment ecosystem health. Research on the formation, evolution and driving factors of the drawdown zone ecosystem under the specific circumstances of dam regulation and water management, has become a focus in addressing impacts of hydropower-complex projects on catchment eco-environment. Such knowledge is also the prerequisite for riparian conservation and reasonable utility. Taking the drawdown zone of the Three Gorges Reservoir as the case study, this research will be carried out at three scales - community, patch and landscape – to explore the composition and spatial patterns of the drawdown zone ecosystem and its causal mechanisms. Multiple characteristics of species composition will be applied to describe landscape components, since land cover/use information is insufficient to reflect internal features of landscapes. Multiple scales analysis will be adopted since simple scale is insufficient to reveal the complex effect mechanisms. All the explanatory variables are classified into two types: the local factors driven by water-level-fluctuation, and regional factors driven by the way of land use in the surrounding environment. Hierarchical partitioning, variation partitioning, hierarchical linear models, and multivariate regressions are applied to reveal the response mechanisms of landscape composition and pattern of the Three Gorges Reservoir’s drawdown zone to natural disturbances and human activities. The project will therefore greatly assist in the protection and management of riparian ecosystems of the Three Gorges Reservoir Region under the circumstances of global climate change, regional rapid urbanisation, and loss of natural habitat.

水库消落区作为水库第一道缓冲带，对水质安全、岸堤稳固、生物多样性保护和库区环境健康起着重要作用。科学分析水库消落区生态系统在大坝水位调节下的发生、演变及驱动因素，是研究水利枢纽工程对流域生态环境影响的前沿和热点。本项目以三峡水库消落区为研究对象，从群落、斑块和景观三个尺度探索消落区生态系统的组成、结构及形成机制。研究采用植物群落构成的多种特征分析景观组分构成，解决单纯用土地覆盖/利用划分景观难以反映其内部特征等问题；采用多尺度分析方法剖析景观，解决单一尺度不能反映复杂影响机制的问题；将各种影响因素归纳为两种途径：以水库水位变化为驱动力的本地因素，和以周边环境土地利用为驱动力的区域因素，通过等级分解、方差分析、多层线性分析等方法，揭示水库消落区景观构成与格局对自然环境和人类活动干扰的响应机制，为三峡库区生态系统应对全球气候变化、区域城市化加速、生境破碎化等问题提供科学保护与管理依据。

科学分析水库消落区生态系统在大坝水位调节下的发生、演变及驱动因素，是研究水利枢纽工程对流域生态环境影响的前沿和热点。本项目以三峡水库消落区为研究对象，从群落、斑块和景观三个尺度探索消落区生态系统的组成、结构及形成机制。项目采用植物群落构成的多种特征和多尺度分析方法剖析景观，解决单一尺度不能反映复杂影响机制的问题，通过等级分解、方差分析、多层线性分析等方法，揭示水库消落区景观构成与格局对自然环境和人类活动干扰的响应机制。项目采用双向指示种法(TWINSPAN)划分植物群落类型，并结合方差分解和CCA排序法研究4类生境影响因素组14个生境影响因子与植物群落空间分布的关系，探讨生境对消落带植物群落组成、结构及多样性的影响。研究结果显示三峡水库蓄水运行后，植物群落演替趋向稳定，在空间分布上呈现出一定的分异性。通过新型水库下栖息地、洪水扰动、景观以及个体物种相互作用特征对岸带植被形成的影响研究，结果表明景观、生境和水库的影响在样地、群落和个体物种尺度上呈现不同的主导地位。由水库运行引起的最复杂和脆弱的水位波动带可能起着促进外来物种沿长江流域横向和纵向入侵的作用，可能会进一步加剧中国的生物多样性危机，使三峡水库消落带成为中国物种入侵的高风险廊道。此外，我们将区域生态知识（LEK）融入到城市河流景观的实际当代设计实践中，使LEK及其相关的直接/间接应用并不是目的，而是进一步识别社会生态联系及其对城市园林绿化的贡献的起点。相关研究成果已应用于消落带湿地生态示范工程并取得显著效果。