水利工程负效应对汉江水生植物功能群的影响

选择长江第一大之流－汉江为研究对象，研究水利工程梯级开发（水电站、调水工程、大坝系统）导致的工程负效应与环境变迁对水生植物功能群的结构、功能以及演替动态影响等，研究汉江干流主要功能群类型；在野外原位开展物种添加与去除实验，分析功能群中关键种和冗余种地位及其相互作用，分析质效应和量效应种及其互作关系；开展人工受控模拟实验，配置不同类型的生物群落功能群，模拟工程负效应（污染积累效应、低温水、氮饱和水、低溶氧量、水位波动）和人为干扰（围垦、放养、挖沙、人为引入外来种等）对水生植物功能群的生产力及能量积累、资源配置、营养元素（C、N、P化学计量学）的生物有效性和在系统内的分配与转移等过程的影响。研究有助于揭示河流生态系统中水生植物功能群对河流水利工程梯级开发的生态适应策略，丰富河流生态学理论，为河流生物多样性保护和受损生态系统恢复提供理论依据。

本项目以长江第一大支流-汉江为研究对象，研究水利工程梯级开发（水电站、调水工程、大坝系统）导致的工程负效应与环境变迁对水生植物功能群的结构、功能以及演替动态的影响。项目完成情况和结果如下：.1）野外调查部分：根据研究计划，每年定期在2、5、8和11月份四次对汉江源头至河口汇合处沿途16处水利工程梯级开发典型江段，对汉江干流水生植被资源和物种多样性进行系统的调查，测定环境背景值，划分汉江干流中主要水生植物功能群类型，对典型水生植物群落设置长期观测样地并用GPS 定位，调查水生植物群落的结构和功能，测定群落中水生植物种的质量特征、时间和空间变化特性。研究发现：汉江作为河流生态系统遭受人为干扰和影响日趋严重，作为河流生态系统的初级生产者-水生植物，在汉江干流分布极端分化，丹江口上游江段和襄樊以下江段主要以芦苇、菖蒲、喜旱莲子草等湿生及挺水植物为优势，沉水植物群落稀少，在丹江口至襄樊的汉江中游江段，各种水生植物群落发育充分，物种多样性较高；由于高密度的梯级水电站建设导致的水文情势的改变（主要是水位波动、水深、流速等）和人为挖沙等，使得汉江中水生植物多样性减少，群落结构趋于简单化，分布区萎缩，由于水库蓄水引起水位抬升显著，一些原来在江中敞水区大量生存的种类逐渐向沿岸带浅水区迁移。.2）同时开展了室内人工受控模拟实验，研究了模拟工程负效应-调水导致的水体净化能力减弱带来的水体富营养化对水生植物功能群的影响，研究了表面活性剂、重金属、除草剂等单一及复合污染对汉江中优势水生植物种及主要功能群的影响。