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9.1 万州典型区生态环境监测
2004年,万州典型区生态环境监测研究继续进行径流场试验,对不同土地利用模式下的土壤水分动态和土壤侵蚀状况进行对比观测。同时,进一步开展坡耕地粮经果复合垄作和陡坡地生物篱等生态农业技术的推广应用,取得了良好的经济效益和生态效益。
9.1.1 坡耕地粮经果复合垄作模式试验
坡耕地粮经果复合垄作、粮经果复合平作和粮经平作模式均已营建3年。对比试验表明:粮经果复合垄作模式保水蓄水效果最好,土壤含水量最高,粮经果复合平作模式次之,粮经顺坡平作模式最低,雨日后土壤含水量的递减率和不同土壤层次含水量变化率的大小顺序均与之相反。同一土地利用模式春、秋、冬季的土壤含水量变化率小于夏季。与上年相比,粮经果复合垄作模式对土壤保水蓄水能力增强,土壤含水量递减率减小,粮经果复合平作模式变化不大,粮经顺坡平作模式有所增大。
粮经果复合垄作模式减少土壤侵蚀和地表径流的作用最好,侵蚀土壤中各种养分的含量最高,粮经果复合平作模式次之,粮经顺坡平作最差。与上年相比,粮经果复合垄作模式侵蚀土壤中各种养分的含量均有所增加,有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾的含量分别增加9.98%、11.46%、10.98%、5.37%、8.20%、22.58%、13.91%。
9.1.2 陡坡地生物篱模式试验
陡坡地生物篱模式试验继续对柚-皇竹草植物篱农业技术模式小区和纯粮顺坡平作模式进行对比观测,结果表明:已营建3年的柚-皇竹草植物篱模式土壤含水量和不同土壤层次含水量的变化率高于纯粮顺坡平作模式。其篱带土壤含水量最高,雨日后变化率较小;篱带上方、下方土壤含水量相近,雨日后变化率相对较大。与上年相比,柚-皇竹草植物篱模式雨日后土壤含水量递减率减小,保水蓄水能力增强,而粮经顺坡平作模式变化不大。
与纯粮顺坡平作模式相比,柚-皇竹草植物篱模式减少土壤侵蚀和地表径流的作用较好,侵蚀土壤中各种养分的含量较高,有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾的含量均高于上年,增幅分别为14.20%、15.96%、17.07%、2.67%、16.33%、26.43%、6.88%。
9.2 秭归典型区生态环境监测
2004年,秭归典型区生态环境监测研究继续开展三峡库首旱坡地水土流失监测和土壤肥力监测,并进一步推广无公害脐橙栽培综合技术试验示范。
9.2.1 水土流失监测
旱坡地果园径流场和饲草-粮作径流场不同保水措施下的水土流失监测结果表明:果园等高生物篱笆和饲草-粮作设置生物篱笆不仅能够保持水土,还能够有效地降低径流氮素损失量。果园等高生物篱笆模式与果园套作麦-花生模式相比,土壤侵蚀模数降低90.8%,氮素流失量降低81.7%;饲草-粮作设置生物篱笆模式与小麦-花生模式相比,土壤侵蚀模数降低89.8%~91.2%,氮素流失量降低47.7%~53.4%。
植被覆盖在一定程度上能够降低土壤侵蚀,但不是绝对因素。不同管理措施下土壤扰动程度的不同也会对土壤侵蚀产生明显影响。人为翻耕和低植被覆盖与降雨相遇,是产生较强土壤侵蚀的根本原因。
9.2.2 土壤肥力监测
果园地面秸秆覆盖技术和白三叶草覆盖技术,能够有效地提高土壤肥力水平,与果园套作麦-花生相比表层土壤(0~20cm)有机质含量分别提高44.7%和26.3%,全氮含量分别提高24.0%和26.0%,全磷和全钾含量变化不明显。果园栽植生物篱模式土壤养分含量增加不明显。与旱坡地小麦-花生模式相比,小麦-花生配置香椿作生物蓠模式,土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量分别提高1.5%、51.7%、12.8%和12.6%;由于不耐旱,紫花苜蓿和黑麦草-籽粒苋模式两种模式长势较差,培肥土壤效果不理想。
9.2.3 无公害脐橙栽培综合技术试验示范
2004年,无公害脐橙栽培综合技术试验示范得到进一步推广,主要技术措施包括节水灌溉、施有机肥、生草覆盖、果园挂灯、以螨制螨(用捕食螨控制害螨)和树冠吊瓶等。
节水灌溉示范实施1000亩,其中喷灌530亩、滴灌100亩、低微喷灌370亩;施有机肥示范推广有机生物肥500吨;生草覆盖示范推广果园种、留草技术,行间种植百喜草、白三叶草和藿香蓟;果园挂灯示范共安装振频式杀虫灯80盏,每30亩安装1盏,杀虫面积2400亩;以螨制螨技术共推广捕食螨14400袋。
9.3 地下水和土壤潜育化监测
2004年,继续在中游四湖地区进行小港至石码头一线的地下水动态观测和不同潜育化程度土壤的潜育化指标状况观测。
9.3.1 地下水动态监测
地下水监测剖面共由5组10个地下水长期观测孔组成,距长江堤岸的距离分别为1.5、3.0、5.0、8.5、13.0千米,代号分别为A、B、C、D、E,承压水观测孔深约35米,潜水观测孔深约5~7米。
2004年,各个观测井地下水位年平均值的变动范围在21.12~22.33米之间,年内变幅为0.83~2.50米;潜水水位在20.63~23.14米之间变动,变幅为2.51米;承压水位在20.73~23.49米之间变动,变幅为2.76米。无论是承压水还是潜水,地下水位最高值多出现8月份,最低值多出现在2月份。与前几年相比,承压水和潜水地下水位年均值多有下降,尤其是潜水下降较为明显。地下水位的降低将对土壤潜育化状况产生一定的影响。
表9-1 2004年各观测井地下水位
单位:米
| 观测孔 |
承压水位 |
潜水位 |
| A |
B |
C |
D |
E |
A |
B |
C |
D |
E |
| 年均值 |
22.27 |
21.45 |
21.86 |
21.45 |
21.9 |
22.04 |
22.33 |
22.15 |
21.96 |
21.89 |
| 最大值 |
23.49 |
22.3 |
22.85 |
22.02 |
22.36 |
23.13 |
23.14 |
22.8 |
22.59 |
22.48 |
| 最小值 |
21.04 |
20.73 |
20.99 |
20.73 |
21.53 |
20.63 |
21.46 |
21.41 |
21.4 |
21.54 |
| 变 幅 |
2.45 |
1.57 |
1.86 |
1.29 |
0.83 |
2.5 |
1.68 |
1.39 |
1.19 |
0.94 |
表9-2 2001-2004年各观测井年平均地下水位
单位:米
| 观测孔 |
承压水位 |
潜水位 |
| 年份 |
A |
B |
C |
D |
E |
A |
B |
C |
D |
E |
| 2001 |
22.38 |
21.73 |
21.78 |
21.41 |
21.76 |
22.53 |
22.6 |
22.26 |
22.02 |
21.74 |
| 2002 |
22.53 |
21.76 |
21.93 |
21.45 |
21.9 |
22.45 |
22.64 |
22.33 |
22.17 |
21.88 |
| 2003 |
22.51 |
21.72 |
21.83 |
21.45 |
21.95 |
22.04 |
22.57 |
22.25 |
22 |
21.94 |
| 2004 |
22.27 |
21.45 |
21.86 |
21.45 |
21.9 |
22.04 |
22.33 |
22.15 |
21.96 |
21.89 |
9.3.2 土壤潜育化指标监测
2004年,沿小港农场至石码头一线的地下水观测剖面继续监测不同潜育化程度土壤剖面的土壤潜育化指标,分冬季和夏季两次进行,监测的指标参数包括氧化还原电位、还原物质总量、活性还原物质、亚铁等。
监测结果表明:与上年相比,2004年土壤潜育化各项指标值明显偏低,特别是冬季。从土壤剖面整体上看,各潜育化指标值存在明显的季节差异,还原物质总量、活性还原物质含量和亚铁含量夏季高于冬季,在不同土壤剖面层次的分布顺序为表层>次表层>心土层,pH和Eh恰与之相反;从土壤剖面不同层次上看,表层的季节变化大,心土层的季节变化小,不同剖面层次潜育化指标值变幅夏季大于冬季。
9.4 陆生植物群落专项监测
2004年,为积累三峡库区蓄水初期植被本底资料,分析植物群落状态属性,客观评价三峡库区陆地生态系统的健康状况,陆生植物群落专项监测主要内容为收集资料,布设植物群落调查样地和样方,采集野外样品以及进行库区东、中部地区考察。
9.4.1 固定监测样地设置
通过布设固定监测样地和样方进行库区植物群落调查。监测样地的选择按不同群落类型(群系级)进行,并兼顾所处地理位置、行政区划、自然生境等方面的典型性和代表性。2004年,在库区12个县(市)共设置固定监测样地193个,总面积约4.18公顷,布设样方377个,采集植物标本1500多份,采集土壤样品193个。固定监测样地按地理位置分江南83个、江北110个;按海拨高度分低海拔76个、中海拔43个、高海拔74个。
9.4.2 植被类型调查
2004年,共调查植被类型69个,其中森林类型41个、灌丛类型15个、草丛类型13个。
● 森林
由于长期以来人为活动的剧烈影响,三峡库区天然植被尤其是森林植被的分布面积已十分狭小,且多处于次生状态。库区地带性植被常绿阔叶林仅在极少数地区残存。长江南岸森林植被类型在石柱县和武隆县境内分布比较集中,长江北岸天然森林植被(马尾松、柏木等除外)主要分布在靠近神农架林区的局部山区,如兴山县龙门河林场、巫溪县白果林场、宜昌的大老岭林场等。
600米以下的低海拔地区由于居民较多,大多已开垦为农田、果园,森林极少,且多分布在海拔1000米以上的陡峭山区。600~1000米的中海拔地区是一个过渡地带,由低至高森林植被逐渐增多而农田逐渐减少。
● 灌草丛
三峡库区灌草丛多为退化的次生类型,黄荆灌丛、黄栌灌丛、马桑灌丛最为常见,分布的海拔范围也较大,占库区灌丛的绝大部分。草丛中最常见的是黄茅草丛、白茅草丛、荩草草丛等,绝大多数为退化荒坡上演替的先锋群落。
9.5 河口生态环境监测
2004年,河口生态环境监测研究继续进行陆海界面水盐动态监测以及河口水域生物与非生物环境综合监测。
9.5.1 水盐动态
2004年,在长江北支河口陆海界面布设3个监测断面,分别位于江苏省启东市寅阳镇、大兴乡和兴隆沙农业良种场,距长江北支入海口的距离分别约4千米、22千米和35千米。每个断面布设3个监测点(南北方向),与长江大堤的距离分别约200米、500米和1000米。主要监测长江北支河口地区土壤电导率、土壤负压、地下水位和地下水电导率等。
寅阳断面春季地下水位比以往多年平均值升高约15厘米,秋冬季节比以往多年平均值降低10厘米左右,但地下水位变动过程较往年平缓。土壤水分状况与地下水埋深关系密切,且呈季节性变动。地下水电导率自1997年建站以来有逐渐淡化的趋势,但2004年内河水电导率和地下水电导率较上年均有所增加,且在秋冬季节的增幅更为明显。
大兴断面地下水位动态变化与长江水的水位动态趋势一致。与以往相比,春季地下水位无明显变化,而秋冬季地下水位降幅明显。地下水电导率较以往多年平均值降低约0.8毫西门子/厘米。全断面地下水电导率动态与长江水电导率的动态变化基本一致,距长江江堤愈远,地下水电导率愈低,反映长江水矿化度对地下水矿化度影响明显。内河水与长江水的盐分变化规律相同,平均电导率与同期多年平均值相比有所降低,但较上年有所增加。年内土壤电导率也持续增高。
兴隆沙断面春季地下水位较上年同期稍高,也较多年平均值高10厘米左右。地下水电导率与建站以来的多年平均值相比有所下降,但与上年相比有所升高。内河水矿化度与往年相比没有明显差异。年内长江水电导率高于内河水电导率。长江水和内河水电导率动态变幅较大,而土壤电导率动态变幅相对较小。
在沿江纵向方位上,各断面江水、内河水、地下水的电导率因其所处感潮江段不同而有所差异。寅阳断面(下游)和大兴断面(上游)的监测结果表明:江水电导率、内河水电导率、地下水电导率、土壤电导率均随断面与长江入海口门的距离的远近呈相似规律性变化。即,距长江入海口门越近,相应的监测值越高。但各监测要素的变化幅度不同,江水电导率变幅大于内河水电导率,地下水电导率变幅大于土壤电导率。
9.5.2 水域非生物环境
● 水文要素
各季监测结果表明,调查海域内水温介于7.96℃~28.50℃之间,8月份最高。长江口及邻近海域表层春季平均水温为20.86℃,底层为18.46℃。秋季平均水温与上年相比变化不大。盐度最小值低于3,最大值为34.49,大致呈现长江口内及邻近海域低、远岸海域高,表层低、底层高的分布形式,但不同季节、不同海域存在差异。
● 水化学要素
2004年,调查海域pH、溶解氧、化学需氧量、磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐、总氮、总磷等8项指标监测平均值均高于上年,氨氮监测平均值略低于上年,亚硝酸盐监测平均值变化不大。
● 沉积要素
2004年秋季,调查海域悬浮体含量介于1.7~320.6毫克/升之间,平均为17.8毫克/升,低于上年。悬浮体含量由长江口内到口外逐渐降低,底层一般高于表层。长江口内悬浮体含量平均为65.6毫克/升,形成了长江口东南海域悬浮体较高含量区。但从总体上看,无论是长江口内还是长江口外,悬浮体含量均明显减少。
9.5.3 水域生物环境
● 叶绿素a
2004年,春、夏、秋、冬季长江口叶绿素a含量分别为1.74±2.71毫克/升、0.74±0.76毫克/升、0.53±0.26毫克/升和0.44±0.18毫克/升。
● 浮游植物
2004年,调查监测共采集鉴定浮游植物种类92种,其中硅藻64种、甲藻25种、绿藻2种、金藻1种。在数量上肋骨条藻最占优势,布氏双尾藻和尖刺菱形藻也相对较多。与2001年相比浮游植物种类增加了29种。
调查海域浮游植物数量为1.75×104个/立方米~1.11×109个/立方米,不同区域数量差异很大,平均数量为5.34×107个/立方米。
● 浮游动物
2004年,长江口共采集浮游动物123类。浮游动物密度最高为725.3个/立方米,最低为107.5个/立方米。桡足类、水母和箭虫的密度均比上年有所增加。
● 底栖生物
调查样品分析鉴定共获得底栖生物215种,其中多毛类112种、软体动物54种、甲壳动物27种、棘皮动物7种、其它类15种。多毛类种类最多,其次为软体动物,甲壳动物和棘皮动物种类较少。底栖动物总密度最高为19543个/平方米,最低为6253个/平方米。各类生物中多毛类密度较高,5月份和11月份的总密度分别高达12000个/平方米和15640个/平方米,其次为软体动物,总密度均在1000个/平方米以上。
与往年同期相比,底栖生物出现的种类数、总平均生物量春季变化不大,秋季偏低。
● 鱼类浮游生物
2004年,长江口生物调查共获得鱼类浮游生物44种,734个(尾)。主要优势种包括细纹狮子鱼、大头狗母鱼、凤鲚、鳀鱼和康氏小公鱼。
● 渔业资源
2004年,渔业资源调查中,获得生物资源种类83种,其中鱼类52种,无脊椎动物31种。主要鱼类优势种包括黄鯽、龙头鱼、凤鲚、带鱼和刺鲳,无脊椎动物优势种包括脊腹褐虾、葛氏长臂虾、脊尾白虾、沙水母、海蜇、双斑蟳和三疣梭子蟹。
与以往相比,渔业资源种类数量减少,春季不到往年的一半,秋季减少了三分之一。春季,长江口和临近海域充斥着水母类,主要是无经济价值的沙水母,经济鱼类和无脊椎动物的资源量下降到历史最低水平。秋季,优势种发生演替,往年渔业资源优势种霞水母未出现。
9.6 特有鱼类实验研究
2004年,特有鱼类实验研究对岩原鲤、华鲮、黑尾近红鮊的早期发育情况进行了观察,并开展了一系列相关实验。同时,重点进行了岩原鲤和华鲮人工繁殖实验,重复了黑尾近红鮊人工繁殖操作,并继续积累其它特有鱼类的人工繁育资料。
9.6.1 早期发育研究
岩原鲤仔鱼孵出后第2天,鳔一室出现,并开始充气,眼睛出现黑色素。仔鱼孵出3天后体长为8.9±0.4毫米,56天后体长达到33.3±0.9毫米,平均每天增长0.45毫米。仔鱼孵出4天后,肠管发育,开始摄食;27天后鳍条发育完全,发育至幼鱼期。
黑尾近红鮊初孵仔鱼全长4.04±0.09毫米,孵出后第4天开始摄食,随着初次摄食时间的延迟,仔鱼长度增长减慢。孵出后第30天鳞片开始出现,所有鳍条发育完全,腹褶仍残存,进入稚鱼发育阶段。
9.6.2 人工繁殖实验
2004年,采用药物催产和人工授精的方法对12种特有鱼类共进行31次人工繁殖实验,其中催产成功的鱼类有岩原鲤、华鲮、黑尾近红鮊、白甲鱼、中华倒刺鲃、长吻鮠、翘嘴鮊,培育出了岩原鲤、华鲮、黑尾近红鮊、白甲鱼、中华倒刺鲃等特有鱼类的仔鱼。华鲮人工繁殖成功在国内尚属首次。
对岩原鲤进行7次人工繁殖实验,4次取得成功,但总催产率不高,总产卵数不多。全年共获得岩原鲤初孵仔鱼6万余尾,除用于发育观察研究外,饲养了约1.8万尾幼鱼。对华鲮进行3次人工繁殖实验,均取得成功,全年共获得华鲮初孵仔鱼108万余尾,除用于发育观察研究和销售外,饲养了约0.1万尾幼鱼。重复进行黑尾近红鮊人工繁殖实验1次,孵出鱼苗5万尾,平均出苗率为33.33%。
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