臥龍湖湖岸帶植物豐度多樣性及其截留凈化能力分析

趙光輝

摘 要：根據(jù)2014年春夏秋季共30個(gè)樣地的調(diào)查結(jié)果，記錄到臥龍湖湖岸帶植物27種，分屬16科25屬，為單一草本植物，季相明顯，優(yōu)勢(shì)種為菖蒲、蘆葦、青綠苔草、矮蒿、浮毛茛、野大豆等。單因素方差分析顯示臥龍湖各季節(jié)湖岸帶植物豐度差異不顯著（P=0.639>0.05），研究期間湖岸帶植物豐度均值1 808.9株/樣方，各樣方豐度空間變異性較低。臥龍湖湖岸帶植物Margalef豐富度指數(shù)（5.33）較低，Pielou均勻度指數(shù)（0.72）和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（1.71）較高，說明植物種群分布相對(duì)均勻，生態(tài)優(yōu)勢(shì)度低。臥龍湖天然湖岸帶受損，生境異質(zhì)性下降，湖岸帶植物種類較少、豐度較低，植物分布雖然相對(duì)均勻，但分布片段化、狹窄，原有的生態(tài)功能衰退，污染物轉(zhuǎn)化和攔截功能降低。

關(guān)鍵詞：湖岸帶植物 豐度 多樣性 截留凈化能力 臥龍湖

中圖分類號(hào)：X17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（c）-0129-04

湖岸帶是水生生態(tài)系統(tǒng)與陸生生態(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)交錯(cuò)帶，具有獨(dú)特的空間特征和邊緣效應(yīng)，生境情況復(fù)雜多變[1-4]。自然狀態(tài)下形成的湖岸帶多表現(xiàn)為連續(xù)分布的植被帶，它既能承載水體循環(huán)、保持水土，又能調(diào)節(jié)溫濕度、改善生態(tài)環(huán)境，更重要的是它能通過滲透、過濾、吸收、沉積和截留等作用來削減到達(dá)表面水體或地下水體的徑流量及載污量，起到緩沖帶的作用[5]。

臥龍湖（123°8′43″～123°20′4″E，42°41′4″～42°48′3″N）位于遼寧省北部的康平縣，內(nèi)蒙古科爾沁沙地南緣，遼河上游西岸，是以保護(hù)水禽棲息地和水生物資源為目的的湖泊型省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，屬于中國一級(jí)生態(tài)敏感帶。2012年，臥龍湖憑借其重要的生態(tài)地位，被列入國家湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)17個(gè)試點(diǎn)之一。因此，開展臥龍湖湖岸帶植物豐度多樣性的調(diào)查并進(jìn)一步分析其截流凈化能力尤為重要，對(duì)于臥龍湖國家湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)試點(diǎn)工作具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 調(diào)查方法

采用樣方法調(diào)查，基于代表性取樣和隨機(jī)取樣相結(jié)合的方法沿湖岸帶設(shè)置樣地，樣方為5 m×5 m。2014年春季（5月）、夏季（8月）、秋季（10月）對(duì)臥龍湖采樣調(diào)查3次，每次設(shè)置10個(gè)樣地，采用GPS定位。

1.2 計(jì)算方法

Margalef豐富度指數(shù)（R）、香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)（Shannon-Wiener Index，H）、Pielou均勻度指數(shù)（J）。

S為各樣點(diǎn)物種數(shù)，Ni為各樣點(diǎn)某一物種的數(shù)量，N為各采樣點(diǎn)所有物種總數(shù)。

1.3 分析方法

采用單因素方差分析植物豐度、多樣性的季節(jié)變化，此分析在SPSS 22.0軟件中實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 湖岸帶植物種類

根據(jù)2014年春、夏、秋季3次×10個(gè)樣地的調(diào)查結(jié)果，記錄到臥龍湖湖岸帶植物27種，分屬16科25屬，為單一草本植物，季相明顯，各河流流經(jīng)地會(huì)出現(xiàn)由不同的共優(yōu)種群組成的群落特征。

具體植物種類見表1。

群落的物種數(shù)是最直觀、最有效地反映群落多樣性的指標(biāo)，它是指樣地群落中所出現(xiàn)的物種數(shù)量，是與物種多樣性指數(shù)和均勻度呈緊密正相關(guān)的一個(gè)指標(biāo)[6]。臥龍湖湖岸帶主要植物組成有菖蒲、蘆葦、青綠苔草、矮蒿、浮毛茛、野大豆等。

從圖1可以看出，臥龍湖湖岸帶植物所含種數(shù)占優(yōu)勢(shì)的科為禾本科（7種，占總種數(shù)25.9%）、菊科（4種，占總種數(shù)14.8%）、木賊科（2種，占總種數(shù)7.4%）、毛茛科（2種，占總種數(shù)7.4%），即區(qū)系組成中≥2種的科有4科，占科總數(shù)的25.0%，僅含1種的屬有25屬，占屬總數(shù)的92.6%，說明臥龍湖湖岸帶植物群落科屬組成較為分散。

臥龍湖湖岸帶植被以草本植物為主。草本植物是生態(tài)系統(tǒng)的先鋒植物，適應(yīng)力強(qiáng)，有較寬的生態(tài)位，生活史短暫，且能及時(shí)調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境的變化，同時(shí)，生境的復(fù)雜性以及人為和自然干擾的影響使河岸帶草本植物的分布規(guī)律更加多變，因此，湖岸帶草本植物的群落特征更能反映出湖岸帶生態(tài)系統(tǒng)受自然或人為因素干擾所發(fā)生的環(huán)境變化[4，7，8]。

2.2 湖岸帶植物豐度時(shí)空變化特征

臥龍湖湖岸帶植物豐度特征見表2。研究期間，臥龍湖湖岸帶植物豐度均值1 808.9株/樣方，呈現(xiàn)從春季到秋季逐漸遞減趨勢(shì)，即春季>夏季>秋季。臥龍湖湖岸帶植物春季豐度為1 915.2株/樣方，夏季為1 812.5株/樣方，秋季豐度為1 698.9株/樣方。各樣方豐度空間變異性較低。

經(jīng)單樣本非參數(shù)K-S檢驗(yàn)，臥龍湖湖岸帶植物豐度呈正態(tài)分布。單因素方差分析顯示臥龍湖各季節(jié)湖岸帶植物豐度差異不顯著（P=0.639>0.05）。

2.3 湖岸帶植物多樣性時(shí)空變化特征

臥龍湖湖岸帶植物多樣性特征見表3。研究期間，各點(diǎn)位豐富度指數(shù)變化范圍為3.0～7.0，均值為5.33；均勻度指數(shù)變化范圍為0.13～0.92，均值為0.72；多樣性指數(shù)變化范圍為0.27～2.25，均值為1.71。均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)具有相同的變化規(guī)律，夏季>秋季>春季；豐富度指數(shù)夏季>春季>秋季。3種多樣性指數(shù)變異系數(shù)范圍0.10～0.38，表明各樣點(diǎn)空間差異較小。

單因素方差分析顯示臥龍湖湖岸帶植物豐富度指數(shù)（P=0.724>0.05）、均勻度指數(shù)（P=0.404>0.05）、多樣性指數(shù)（P=0.598>0.05）各季節(jié)差異都不顯著。

植物物種多樣性直接或間接體現(xiàn)物種結(jié)構(gòu)類型、組織水平、發(fā)展階段、穩(wěn)定程度和生境差異，植物群落物種多樣性指數(shù)反映了植物群落內(nèi)各植物種類的多少及各植物物種的數(shù)量在種間分布的均勻程度[6]，臥龍湖湖岸帶植物豐富度指數(shù)較低，均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)較高，說明植物種群分布相對(duì)均勻，生態(tài)優(yōu)勢(shì)度低。

臥龍湖湖岸帶植物多樣性的空間變化見圖2?？傮w上，各樣點(diǎn)植物物種的豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、多樣性指數(shù)反映出基本一致的趨勢(shì)，物種多樣性指數(shù)與物種均勻度指數(shù)呈正相關(guān)。

臥龍湖湖岸帶植物豐富度指數(shù)低、各樣點(diǎn)差異小，7號(hào)點(diǎn)的豐富度指數(shù)7.0，相對(duì)較高，6號(hào)點(diǎn)的豐富度指數(shù)較低，各季節(jié)以蘆葦、青綠苔草、菖蒲3種植物為主，另外，春季有少量浮毛茛，夏季有少量萎陵菜。

1號(hào)點(diǎn)和7號(hào)點(diǎn)均勻度指數(shù)分別為0.38和0.52，相對(duì)較低，說明這兩個(gè)點(diǎn)位由較少的物種占優(yōu)勢(shì)，1號(hào)點(diǎn)是矮蒿占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，7號(hào)點(diǎn)是青綠苔草占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，菖蒲次之，矮蒿、青綠苔草、菖蒲為密集生長(zhǎng)型植物，具有較高的蓋度和較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)作用，使得群落下層物種不能獲得足夠的營養(yǎng)和生存空間而受到抑制；9號(hào)點(diǎn)、6號(hào)點(diǎn)、10號(hào)點(diǎn)均勻度指數(shù)較高，均值≥0.85，說明群落中物種個(gè)體數(shù)目分配均勻，優(yōu)勢(shì)種不明顯。

1號(hào)點(diǎn)和7號(hào)點(diǎn)多樣性指數(shù)較低，均值分別為0.92和1.46，說明群落中種數(shù)較少，各種個(gè)體分配不均勻，指示群落多樣性較低。3號(hào)點(diǎn)、10號(hào)點(diǎn)多樣性指數(shù)較高，均值>2.00，說明該樣點(diǎn)植物種類多樣，生態(tài)功能和景觀異質(zhì)性高。

3 湖岸帶植物截留凈化能力分析

生境是決定湖岸帶植物分布格局的主導(dǎo)因子，近年來，臥龍湖湖濱帶的濕地形態(tài)特征發(fā)生了明顯的改變，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、旅游等人為活動(dòng)造成土地過度開墾，原有的湖岸帶濕地許多已被改造成耕地、環(huán)湖路等，破壞了湖岸帶原有的濕地生態(tài)系統(tǒng)。湖岸植物帶的寬度大大變窄，局部地段甚至緊剩數(shù)十米乃至消失。2013年臥龍湖發(fā)生水災(zāi)，最高水位89.17 m，水深超過2 m，淹沒耕地12 266畝，其中環(huán)湖路內(nèi)水淹耕地面積8 294畝，淺水區(qū)消失殆盡、灘涂大幅減少，湖岸帶植物遭到更嚴(yán)重的破壞。

目前，國家良好湖泊生態(tài)保護(hù)試點(diǎn)項(xiàng)目在康平灣地區(qū)實(shí)施了一定的生態(tài)恢復(fù)項(xiàng)目，臨近環(huán)湖路約30～50 m的區(qū)域形成了一道生態(tài)屏障，但在老壩根至環(huán)湖之間大量的淺水區(qū)仍然沒有植被，自康平灣至北排基本無植被，北排至東馬蓮河近岸區(qū)域，僅有零星的植被生長(zhǎng)。

綜上，臥龍湖天然湖岸帶受損，生境異質(zhì)性下降，湖岸帶植物種類較少、豐度較低，植物分布雖然相對(duì)均勻，但分布片段化、狹窄，原有的生態(tài)功能衰退，污染物轉(zhuǎn)化和攔截功能降低。

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