三峽水庫蓄水運行形成的水位季節(jié)性消漲導致消落帶面臨植被消亡及生態(tài)功能退化、土壤侵蝕加劇和污染物循環(huán)累積等一系列生態(tài)環(huán)境問題。在國家自然科學基金資助下,成都山地所水土保持研究團隊基于三峽水庫消落帶沉積物顆粒時空分異特征,分析了水庫特定水文調(diào)節(jié)過程和長江上游季節(jié)性輸沙疊加效應(yīng)對三峽水庫消落帶泥沙沉積的篩選過程,并針對對消落帶環(huán)境現(xiàn)狀探討了消落帶生態(tài)修復策略。
研究表明,三峽水庫消落帶沉積物顆粒存在明顯的橫向、縱向和剖面分異特征,水庫水文調(diào)節(jié)和長江上游河流季節(jié)性輸沙疊加作用,導致消落帶泥沙沉積速率與來源具有明顯的時空分異規(guī)律。具體表現(xiàn)為:同一個蓄水周期內(nèi)形成的消落帶表層沉積物在橫向斷面上沿海拔梯度呈現(xiàn)出由下至上顆粒逐漸變粗的趨勢,沉積速率遞減,反應(yīng)出蓄水導致的淹沒周期、淹沒時間與對應(yīng)的水體懸移質(zhì)泥沙濃度差異的影響;雨季單次洪水事件后,消落帶下部表層沉積泥沙沿水庫縱向自上而下粒度逐漸變細,與水庫水體懸移質(zhì)泥沙粒度的縱向分布趨勢一致,反映出河流輸沙進入庫區(qū)后,粗顆粒優(yōu)先在庫尾區(qū)段發(fā)生沉積;以庫區(qū)中游消落帶下部沉積剖面為例,其粒度在剖面上呈現(xiàn)明顯的旋回分異特征,反映出季節(jié)性河流輸沙疊加沉積的結(jié)果,即雨季河流懸移質(zhì)主要為上游輸沙產(chǎn)物,經(jīng)過長距離輸送篩選后粒度較細,而旱季降雨減少導致河流輸沙量明顯減少,消落帶沉積泥沙來源主要為庫岸侵蝕產(chǎn)物的近源沉積,粒度較粗。
研究表明,消落帶是三峽水庫重要的生態(tài)功能帶,具有固土護岸、調(diào)節(jié)坡面徑流、攔截坡面泥沙和降解污染物等一系列重要的生態(tài)功能。植被恢復及其生態(tài)功能重建是當前有效的消落帶生態(tài)修復手段。植被恢復篩選適生物種對淹水脅迫和抗旱條件耐受性是基本前提,同時根據(jù)形態(tài)和功能性狀建立多樣化的種群;結(jié)合保護目標形成最佳蓋度及種群密度,避免過度恢復導致淹水期營養(yǎng)元素大量釋放,形成污染風險;強調(diào)景觀格局構(gòu)建下的緩沖帶功能最優(yōu)化,達到護土固岸、調(diào)節(jié)坡面徑流和攔截泥沙、降解污染物的作用。
研究成果發(fā)表在國際學術(shù)期刊Science of the Total Environment和National Science Review上。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718310180;
https://academic.oup.com/nsr/article/5/1/10/4093911