南京城區(qū)水體水生植物調(diào)查1)

田如男 朱 敏

(南京林業(yè)大學(xué)，南京，210037)

吳 彤

(江蘇省古典建筑園林建設(shè)有限公司)

孫欣欣

(南京大學(xué)金陵學(xué)院)

王守攻

(東南大學(xué)成賢學(xué)院)

南京四周低山盤曲、山環(huán)水繞，水以江、河、湖成網(wǎng)，水面占全市面積的11.4%，水資源極為豐富［1］。水生植物是水體生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是構(gòu)成健康水質(zhì)和優(yōu)美環(huán)境不可或缺的重要元素。由于水生植物對(duì)水體中氮磷的富集與轉(zhuǎn)移有明顯的效果［2－4］，或具有克藻效應(yīng)［5－6］，可用于富營養(yǎng)化水體的凈化。同時(shí)，水生植物還具有重要的景觀意義，與水體及周邊硬質(zhì)景觀的結(jié)合往往能創(chuàng)造出意境幽遠(yuǎn)的圣境。本文通過對(duì)南京主城區(qū)典型水體的水生植物應(yīng)用現(xiàn)狀的調(diào)查，分析現(xiàn)有水生植物凈化及景觀效果，以期為水生植物在南京城市水體的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 調(diào)查區(qū)域與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域

在南京主城區(qū)范圍內(nèi)選取有代表性的城市水體9處進(jìn)行調(diào)查，分別為:主城區(qū)東部鐘山風(fēng)景區(qū)的梅花湖、前湖及琵琶湖3處，主城區(qū)南部的月牙湖、秦淮河節(jié)制閘段2處，西部和北部則分別選取了莫愁湖、秦淮河水西門段及玄武湖、情侶園內(nèi)湖泊共4處。

1.2 調(diào)查方法

在9個(gè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)采用典型取樣方法設(shè)置樣地，并在每個(gè)樣地中設(shè)置1～3個(gè)樣帶，樣帶之間至少間隔10 m。所有樣帶垂直于水陸交界線，寬2 m，長4～14 m不等。每個(gè)樣帶設(shè)2～8個(gè)樣方。樣方間間隔2 m，樣方面積2 m×2 m。當(dāng)樣方跨越邊界明顯的水陸交界線時(shí)，緊貼交界線兩邊的樣方之間可無間隔。水中植物樣方設(shè)至水中不再出現(xiàn)水生維管植物為止，其余樣方沿水分梯度在陸上排列，至出現(xiàn)連續(xù)的典型旱生群落或道路邊界為止［7］。

9個(gè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)共設(shè)置樣地32個(gè)，樣帶57條，樣方220個(gè)。其中:水岸邊濕地樣方71個(gè)，水中樣方149個(gè)。出現(xiàn)挺水植物的樣方有148個(gè)，出現(xiàn)浮葉植物的樣方108個(gè)，出現(xiàn)沉水植物的樣方45個(gè)，出現(xiàn)濕生植物的樣方102個(gè)。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

本次調(diào)查記錄了水生植物的種類、頻度及蓋度等，用以分析植物群落的數(shù)量特征［8－9］。物種多樣性指數(shù)選用3種指標(biāo):豐富度指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)［10］。

Patrick豐富度指數(shù)(S):為群落中物種數(shù)。

Pielou 均勻度指數(shù):JS，I=()/(1－1/S)

式中:Pi=Ni/N;Ni為第i種物種的重要值;N為群落中所有種的重要值。

2 結(jié)果與分析

2.1 水生植物種類及應(yīng)用頻度

根據(jù)實(shí)地調(diào)查結(jié)果，南京城區(qū)已普遍應(yīng)用的水生植物共96種，分別隸屬于47科。其中:濕生植物68種，挺水植物17種，浮葉植物8種，沉水植物3種。

表1 南京城區(qū)水體主要水生植物

表1 (續(xù))

南京城區(qū)水體中應(yīng)用的濕生植物種類較多，頻度分析抽取了重要值排在前列的部分濕生植物種類進(jìn)行分析。其中羊蹄、雙穗雀稗、一年蓬及白茅的應(yīng)用頻度較高，一般能達(dá)到15% ～20%，羊蹄在9個(gè)調(diào)查水體中的8個(gè)都有分布。

應(yīng)用頻度較高的挺水植物包括水花生、荷花、黃菖蒲、香蒲及蘆葦?shù)?。水花生?個(gè)樣地的多個(gè)樣方內(nèi)都有分布，大多處于自然生長、大片蔓延的狀態(tài)，其應(yīng)用頻度達(dá)50%以上;荷花的應(yīng)用頻度達(dá)25%以上，多在寬闊水域中以面狀群植的形式分布;黃菖蒲、香蒲等觀賞價(jià)值較高的挺水植物的應(yīng)用頻度也都在15%以上。

浮葉植物中，浮萍的應(yīng)用頻度最高，達(dá)55%以上;野菱、荇菜、睡蓮、滿江紅的應(yīng)用頻度也較高，達(dá)15%以上。

3種沉水植物的應(yīng)用頻度均較高，菹草的應(yīng)用頻度最高，達(dá)65%以上;輪葉狐尾藻和金魚藻的應(yīng)用頻度均達(dá)25%以上。

2.2 水生植物群落數(shù)量特征分析

由于濕生植物種類多樣，本次數(shù)量特征分析僅抽取了在各區(qū)域中重要值排在前20位的濕生植物種類，見表2～表4。

表2 城區(qū)東部水體水生植物群落數(shù)量特征

城東地區(qū)包括琵琶湖、前湖和梅花湖3處水體。此區(qū)應(yīng)用的挺水植物種類較多，共15種，浮葉植物7種，沉水植物3種，濕生植物36種。挺水植物層中以香蒲、水花生和荷花的重要值最高，同時(shí)包括新優(yōu)種再力花、梭魚草、水蔥、千屈菜及剪刀草等的應(yīng)用，并多由人工配置成叢生及片生狀。浮葉植物層中的優(yōu)勢(shì)種主要有野菱、荇菜、浮萍及睡蓮，沉水植物層中則以菹草的重要值最高。濕生植物白茅的重要值高達(dá)0.27，遠(yuǎn)高于后幾位的雙穗雀稗、水蜈蚣、菵草及葎草等，成為濕生植物層中最主要的優(yōu)勢(shì)種(表2)。

城區(qū)西部及南部水體包括莫愁湖、秦淮河水西門段、月牙湖和秦淮河節(jié)制閘段水體。此兩區(qū)應(yīng)用的水生植物種類相對(duì)較少，其中挺水植物7種，以水花生的重要值最高，在多處湖體中呈自然蔓延的狀態(tài)。浮葉植物層中，以浮萍的重要值最高，同樣呈現(xiàn)自然蔓延的狀態(tài)，應(yīng)及早加以遏制。沉水植物菹草構(gòu)成了單一的沉水植物群落，應(yīng)適當(dāng)增加沉水植物的應(yīng)用。濕生植物共27種，以求米草、金茅和紅花酢漿草的重要值最高，構(gòu)成了濕生植物層中的優(yōu)勢(shì)種(表3)。

表3 城區(qū)西部、南部水體水生植物群落數(shù)量特征

城區(qū)北部包括玄武湖和情侶園內(nèi)湖泊。此兩處水體應(yīng)用的植物種類均較多，層次也較為豐富，挺水植物共11種，浮葉植物4種，挺水植物層中以荷花的重要值為最高。浮葉植物層中，除浮萍和滿江紅呈現(xiàn)大片蔓延的狀態(tài)外，睡蓮的重要值也達(dá)到了0.147，造成了多處水體荷蓮景觀的雷同。挺水植物層中同樣出現(xiàn)了新優(yōu)種梭魚草及水蔥等的應(yīng)用，但重要值較低，應(yīng)在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)新優(yōu)植物的應(yīng)用。得到應(yīng)用的3種沉水植物中，同樣以菹草的重要值最高，達(dá)0.662，其余兩種沉水植物的重要值相對(duì)較低。濕生植物群落中的優(yōu)勢(shì)種為雙穗雀稗、一年蓬、酢漿草及白茅等(表4)。

2.3 水生植物群落物種多樣性分析

如表5所示，城東地區(qū)鐘山風(fēng)景區(qū)內(nèi)的3個(gè)湖泊(琵琶湖、前湖和梅花湖)以及玄武湖的水生植物群落物種豐富度最高，秦淮河及莫愁湖的物種豐富度最低，僅在10左右。Simpson多樣性指數(shù)最高的湖體是前湖，高達(dá)0.61，其次為情侶園內(nèi)的湖泊，為0.58。Pielou均勻度指數(shù)最高的是情侶園內(nèi)的湖泊，其次是前湖，分別為0.85和0.81。兩個(gè)指數(shù)最低的水體均為莫愁湖，其次為秦淮河節(jié)制閘段及水西門段。說明位于城區(qū)西部及南部的幾處水體的水生植物種類極其匱乏，應(yīng)適當(dāng)增加水生植物的應(yīng)用，豐富水體及周邊景觀。

表5 南京城區(qū)各水體水生植物多樣性指數(shù)

將城區(qū)水體岸邊與水中水生植物群落的物種多樣性進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，9個(gè)調(diào)查地水生植物群落的物種豐富度均為岸邊高于水中;Simpson多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)，有6個(gè)調(diào)查地表現(xiàn)為岸邊高于水中。因此，應(yīng)增加水中水生植物的種類和數(shù)量。但同時(shí)發(fā)現(xiàn)，雖然岸邊水生植物的多樣性相對(duì)較高，但以野生草本為主，配置雜亂，觀賞價(jià)值不高，所以也應(yīng)增加岸邊水生植物的種類和數(shù)量，并進(jìn)行有序配置。

將南京城區(qū)不同類型水體的水生植物群落進(jìn)行物種多樣性分析，發(fā)現(xiàn)湖泊水生植物群落的物種多樣性、Simpson多樣性指數(shù)及Pielou均勻度指數(shù)都比河流水生植物群落要高，說明湖泊水體的水生植物群落的物種相對(duì)豐富，分布也相對(duì)均勻。

2.4 南京城區(qū)水體水生植物群落結(jié)構(gòu)分析

本研究中所有樣帶均垂直于水陸交界線，因而樣帶中植物的垂直結(jié)構(gòu)能較好地反映水生植物隨水分梯度帶狀分布的特征。根據(jù)植物的生活型和種類組成，將植被從低到高依次劃分為沉水植物層、浮葉植物層、均高50cm以下的根狀莖草+叢生草+挺水植物+藤本、均高50cm以上的高大叢生草+高大挺水植物+高大直立草本。分別將其命名為沉水層、水面層、低草層和高草層，并進(jìn)行分析。計(jì)算不同調(diào)查地點(diǎn)中同一成層結(jié)構(gòu)所有植物蓋度之和，除以該調(diào)查地點(diǎn)中樣帶數(shù)，以所得之平均值分析樣點(diǎn)的群落結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行樣點(diǎn)間的橫向比較。

如表6所示，調(diào)查范圍內(nèi)，同時(shí)擁有4層豐富結(jié)構(gòu)的樣帶占24.56%，擁有3層結(jié)構(gòu)的樣帶占52.63%，僅有1或2層簡單結(jié)構(gòu)的樣帶占22.81%。各層按在全部調(diào)查區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)排名依次為:低草層＞水面層＞高草層＞沉水層。調(diào)查范圍內(nèi)擁有4層豐富結(jié)構(gòu)的樣帶已不足1/4，一些樣帶的植被僅剩下單層結(jié)構(gòu)。由此可見，南京城區(qū)水生植物群落結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，應(yīng)適當(dāng)增加高草層和沉水層的植物種類及數(shù)量，以豐富水體及水生植物群落景觀。

表6 南京城區(qū)水體水生植物群落各層平均蓋度 %

2.5 南京城區(qū)水體水生植物群落景觀特征分析

文中根據(jù)水生植物的生境和生活型將水生植物群落分為挺水植物群落、浮葉植物群落、沉水植物群落和濕生植物群落。通過對(duì)南京城區(qū)9處水體的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，總結(jié)出以具觀賞價(jià)值的水生植物為優(yōu)勢(shì)種而構(gòu)成的主要水生植物群落。

2.5.1 挺水植物群落

(1)藨草群落 伴生白茅、酸模葉蓼、水花生等。藨草植株挺拔、色彩光雅，伴生種多為低矮水生植物，構(gòu)成雙層次群落。

(2)黃菖蒲群落 伴生水花生、通泉草、葎草、羊蹄、鵝觀草、一年蓬、菵草、白茅、雙穗雀稗等。黃菖蒲花期4—7月，觀花和觀葉，多種濕生草本伴生，低矮層次景觀豐富。

(3)香蒲群落 伴生荷花、睡蓮、菹草、水花生、浮萍、滿江紅、藨草、白茅等。挺水植物層以觀葉為主，5—10月觀香蒲的果序，浮葉植物層較豐富，觀葉觀花俱佳，偶與沉水植物形成立體混生結(jié)構(gòu)。

(4)菖蒲群落 伴生黃菖蒲、酸模葉蓼、菵草、葎草、羊蹄、水花生等。菖蒲葉色亮綠，葉形如劍，觀花為主的黃菖蒲伴生，景觀效果良好，低矮層次的濕生草本景觀略顯雜亂。

(5)荷花群落 伴生睡蓮、野菱、菹草、雙穗雀稗、水花生、輪葉狐尾藻等。荷花花葉俱大，花色多樣，為著名的觀花觀葉植物。與野菱、睡蓮等其他浮葉植物以及菹草等沉水植物構(gòu)成層次豐富的水生植物群落，觀賞期集中在夏季。

(6)水花生群落 伴生白茅、羊蹄、石龍芮、菹草、水苦買、菵草、小巢菜、浮萍、一年蓬等。水花生適應(yīng)性極強(qiáng)，石龍芮早春觀黃花，小巢菜、一年蓬均為優(yōu)良觀花草本，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，景觀雜亂。

(7)千屈菜群落 伴生水蜈蚣、雙穗雀稗、老鸛草、鬼針草、雞眼草、藎草、菵草、揚(yáng)子毛茛、水苦買、水花生等。夏秋季觀賞千屈菜紫紅色花序，多與濕生觀花、觀葉草本混生，景觀較為豐富。

(8)蘆葦群落 伴生菖蒲、白茅、菵草、雙穗雀稗等。伴生種較少，常獨(dú)自形成大片蘆葦蕩，形成壯觀的群落景觀，并且以觀姿為主。

(9)水蔥群落 伴生輪葉狐尾藻、金魚藻、菹草、雙穗雀稗、水花生、浮萍等。水蔥株叢挺拔直立，植株較高，伴生種多為沉水及低矮的濕生草本，形成的景觀層次不夠豐富。

(10)再力花群落 伴生輪葉狐尾藻、水花生、菹草。再力花植株高大挺拔，夏秋觀花，與沉水植物構(gòu)成混生結(jié)構(gòu)。

(11)梭魚草群落 伴生輪葉狐尾藻、水花生、浮萍等。梭魚草花葉極具觀賞性，伴生種少，景觀層次單一。

2.5.2 浮葉植物群落

(1)野菱群落 伴生浮萍、荇菜、雙穗雀稗、菹草等。野菱葉形奇特，與其他浮葉植物構(gòu)成良好的觀葉景觀，荇菜點(diǎn)點(diǎn)黃花點(diǎn)綴其間，甚為美觀。

(2)荇菜群落 伴生野菱、浮萍、香蒲、雙穗雀稗等。荇菜心形葉，花黃色，花期長，為優(yōu)良的觀花觀葉植物，少量野菱、浮萍及挺水植物構(gòu)成較豐富的群落結(jié)構(gòu)。

(3)田字萍群落 伴生野菱、荇菜，為浮葉植物景觀。田字萍葉型奇特呈田字型，與可觀花的浮葉植物共同構(gòu)成壯觀的浮葉景觀。

(4)睡蓮群落 伴生野菱、菹草。以花葉俱佳的睡蓮為主，夏秋觀花。

(5)浮萍+滿江紅群落 伴生水花生、菹草、輪葉狐尾藻、水芹、水鱉、雙穗雀稗等。以浮葉觀葉植物為主，滿江紅在早春和秋季呈紫紅色，并與其他沉水及挺水植物構(gòu)成立體混生結(jié)構(gòu)。

2.5.3 沉水植物群落

(1)金魚藻群落 伴生棒頭草、水花生、田字萍、荇菜、野菱、菹草等。金魚藻葉細(xì)小，是優(yōu)良觀姿沉水植物，多與浮葉觀葉植物構(gòu)成立體結(jié)構(gòu)。

(2)輪葉狐尾藻群落 伴生雙穗雀稗、菹草、水花生等。觀葉，在河岸邊與低矮草本形成稍豐富的群落結(jié)構(gòu)。

(3)菹草群落 伴生種極少，幾乎為純粹菹草群落。觀葉，景觀效果單一。

2.5.4 濕生植物群落

濕生植物層的植物配置缺乏美學(xué)指導(dǎo)，植物多為野生，景觀效果較為雜亂。

(1)羊蹄群落 伴生白茅、蛇莓、酢漿草、水花生、車前、杠板歸等。

(2)雙穗雀稗群落 伴生浮萍、菹草、金魚藻、水花生等。

(3)白茅群落 伴生翼果薹草、一年蓬、蔊菜、洋珍珠菜、菵草等。

(4)葎草群落 伴生野艾蒿、絞股藍(lán)、鵝觀草等。

(5)蛇莓群落 伴生一年蓬、小藜等。

(6)酸模葉蓼群落 伴生浮萍、水花生等。

(7)老鸛草群落 伴生一年蓬、酢漿草等。

3 結(jié)論與討論

調(diào)查結(jié)果顯示，城區(qū)東部和北部水體水生植物的豐富度和多樣性指數(shù)均較高，其景觀配置也較為豐富，而位于城區(qū)西部及南部的莫愁湖、秦淮河水西門段和秦淮河節(jié)制閘段水體的水生植物種類最為匱乏，植物配置也最為單調(diào)。根據(jù)玄武湖、莫愁湖和內(nèi)秦淮河的水質(zhì)年際變化，認(rèn)為3個(gè)湖泊濕地的水質(zhì)均存在不同程度的富營養(yǎng)化問題，按優(yōu)劣順序依次為:玄武湖＞莫愁湖＞內(nèi)秦淮河。莫愁湖和內(nèi)秦淮河水體污染嚴(yán)重，已達(dá)到嚴(yán)重富營養(yǎng)化狀態(tài)［11］。因此，在控制污染源的基礎(chǔ)上，應(yīng)合理配置水生植物以發(fā)揮其改善水體水質(zhì)的作用。

各水體應(yīng)用的水生植物以挺水植物和濕生植物為主，浮葉和沉水植物為輔。挺水植物以荷花、蘆葦、香蒲、黃菖蒲等應(yīng)用較為廣泛，而浮葉、沉水植物則以睡蓮、菹草的應(yīng)用頻度最高，分布最廣。實(shí)踐證明，這些植物能夠適應(yīng)本地的生長環(huán)境，并因其良好的生長表現(xiàn)成為南京城區(qū)水體中水生植物造景的基礎(chǔ)材料和主要種類。再力花、梭魚草、花葉蘆竹、荇菜、萍蓬草等一些新優(yōu)種在南京逐步推廣應(yīng)用，但目前應(yīng)用量較小，仍局限于部分小景處的配置。

沉水植物具有很強(qiáng)的凈化水體的能力［12－13］，并且其纖長的枝葉或隱居于水下，或隨流水而飄逸，具有較高的觀賞價(jià)值。但目前只有3種沉水植物應(yīng)用于南京城區(qū)水體，且應(yīng)用不廣泛，很多水體缺乏沉水植物的應(yīng)用。

水花生俗稱空心蓮子草，其適應(yīng)性廣、繁殖迅速，水陸均可生長。自1985年以來，水花生已經(jīng)成為我國雜草防治中的重點(diǎn)目標(biāo)之一，被列入2003年國家環(huán)境保護(hù)總局公布的“中國第一批外來入侵物種名單”［14］。水花生在南京城區(qū)水體中的分布范圍最廣，生物量最大，在部分水體中大量蔓延。另外，因?yàn)橛行┧w比較封閉，水流速度慢，加上氣候適宜和水中營養(yǎng)豐富，造成浮萍、滿江紅等浮葉植物大量繁殖，出現(xiàn)侵占大面積水域的現(xiàn)象，使水面顯得過密過滿，不僅影響了水中的倒影及景觀透視線，影響整體景觀效果，而且使水質(zhì)變差。因此，應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)對(duì)這些植物的防除，以免泛濫成災(zāi)。

通過水生植物群落結(jié)構(gòu)分析可以看出，多處水體缺少高草層及沉水層的植物，綜合來看缺乏闊葉與窄葉、箭葉等各葉型植物之間的相互配置，以及不同層次間的植物配置，因而在豎向上不能展現(xiàn)高低錯(cuò)落、疏密有致的層次效果。在配置上大多形式簡單，景觀雷同，尤其是岸邊的濕生草本景觀最為雜亂，水中植物景觀多為列兵式配置，給人生硬呆板的感覺。

總之，應(yīng)及早去除蔓延嚴(yán)重的惡性雜草，增加具有較高觀賞價(jià)值及凈化能力的水生植物種類，選擇不同觀賞特性和凈化效果的植物進(jìn)行合理搭配，注重岸邊耐濕喬灌木和濕生草本、挺水、浮葉、沉水植物間的和諧過渡，構(gòu)建適宜南京城區(qū)水體應(yīng)用的水生植物群落，充分發(fā)揮水生植物的生態(tài)和美化效應(yīng)。

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