不同干擾條件下鏡湖濕地植物多樣性調(diào)查研究

李王穎 陽檸燦 肖楊 徐若琳 譚麗亞 劉冰 胡忻 王海

摘要：進行了鏡湖濕地植物群落的調(diào)查研究，研究了不同干擾條件下（林地區(qū)、草地區(qū)、水庫區(qū)與建設(shè)用地區(qū)）鏡湖濕地植物多樣性概況。研究結(jié)果表明：鏡湖濕地4個區(qū)域中共有植物物種150種，分屬75科90屬，主要以被子植物為主（140種）。①林地區(qū)域上共有植物103種，優(yōu)勢物種合歡（Albizia julibrissin Du-razz.）的株高，樣方所有植物蓋度及生物量分別為75.6em，85.6%，1608.1g/m²，該區(qū)的Shannon-Win-ner指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)和Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)分別為2.1，0.9與0.64;②草地區(qū)域共有植物95種，優(yōu)勢物種早熟禾（Poaannua LI）的株高，樣方所有植物蓋度及生物量分別為20.1em，79.4%，387.9g/m²，Shannon-Winner指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)和Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)分別為1.8，0.7與0.65;③水庫區(qū)域上共有植物69種，優(yōu)勢種喜旱蓮子草（Alternanthera philoxeroides（Mart.）Griseb）的株高，樣方所有植物蓋度及生物量分別為6.3cm，59.3%，227.8g/m²，Shannon-Winner指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)和Simp-son植物優(yōu)勢度指數(shù)分別為1.1，0.4與0.8;④建設(shè)用地區(qū)域上共有植物73種，優(yōu)勢種諸葛菜的株高，樣方所有植物蓋度及生物量分別為18.9cm，55.8%，355.4g/m²，Shannon-Winner指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)和Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)分別為1.2，0.5與0.7。從整體上看，紹興鏡湖濕地植物資源較豐富，物種多樣性較高。但不同干擾條件，會影響不同區(qū)域的物種多樣性及物種組成。

關(guān)鍵詞：濕地植物;優(yōu)勢種;多樣性;鏡湖濕地

中圖分類號：X36 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）16-0017-04

1引言

濕地具有較高的生物多樣性，兼具有調(diào)節(jié)徑流、蓄洪防旱、調(diào)節(jié)氣候、美化環(huán)境等作用，被譽為“地球之腎。濕地植物作為濕地生物多樣性的重要組成之一，在調(diào)節(jié)氣候、決定濕地降解污染物、發(fā)揮凈化功能等方面具有重要影響。近年來，受人類活動和氣候變化的影響，特別是人類活動干擾等帶來的自然濕地土地利用類型的變化（如自然濕地轉(zhuǎn)變成為濕地公園等）導(dǎo)致濕地生物多樣性銳減，生態(tài)環(huán)境惡化加劇。目前，林地、草地、水庫、建設(shè)用地等是濕地的土地利用的主要類型。濕地土地利用以及植被的變化對濕地生態(tài)環(huán)境乃至全球環(huán)境變化的影響起著舉足輕重的作用，而且濕地的土地利用以及植被變化的定量研究可為動態(tài)監(jiān)測濕地環(huán)境變化和持續(xù)利用濕地資源提供科學(xué)依據(jù)。此外，一些外來植物種如一年蓬、空心蓮子草、鳳眼蓮等，隨著濕地土地類型的變化等干擾影響，更加的繁盛。

研究表明，不同濕地研究方法存在較大差異，想要制定出適宜的研究方法，必須考慮實際情況、事先對所研究地區(qū)有一定的調(diào)查比如對所研究地區(qū)可以根據(jù)干擾情況不同采用“分區(qū)域”研究的方法，這樣可以使得整個研究更為直觀、順暢，從而更有利于研究。大面積研究地區(qū)劃分，可以按不同區(qū)域的屬性不同劃分，比如土壤狀況、結(jié)構(gòu)，植物組成和功能等特性劃分，常見的可以按不同區(qū)域的功能劃分（如草地區(qū)域、林地區(qū)域、荒漠區(qū)域、水庫區(qū)域、建設(shè)用地等）。將大面積的研究區(qū)域劃分后，開始研究不同區(qū)域的一些植物屬性，地理屬性，功能屬性，在這其中可以用一些生態(tài)學(xué)上的統(tǒng)計方法，使得整個研究進展更為清晰。在劃分研究區(qū)域之后，根據(jù)“分區(qū)域”的研究方法可以獲得一些更有價值的研究結(jié)論。

紹興鏡湖濕地是一個水生生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)相結(jié)合的生態(tài)系統(tǒng)，面積較大，要對整個鏡湖濕地進行研究可以采用上述提到的“分區(qū)域”研究方法，將鏡湖濕地劃分為幾個區(qū)域，使得研究更有條理，更為簡便。然而，“分區(qū)域”研究，特別是近年來不同干擾條件的影響下鏡湖濕地植物的多樣性方面的研究較缺乏。本研究擬通過對鏡湖濕地植物的“分區(qū)域”調(diào)查分析，并通過多樣性指標（Shannon-winner指數(shù)，Pielou均勻度指和Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)等）的計算分析，擬得出隨著土地利用類型變化等干擾因素對濕地植物分布以及物種多樣性產(chǎn)生的影響，為濕地建設(shè)、植物多樣性保護與治理提出建議，更好的發(fā)揮濕地的美學(xué)價值、經(jīng)濟價值與生態(tài)價值。

2研究區(qū)域概況

紹興鏡湖濕地處于浙江省的北部（29°14～30°16‘N，119°53～121°12E），濕地面積約1540hm²，水域面積約558hm²，山體面積約17hm²，平原面積約965hm²。鏡湖濕地整個地形呈現(xiàn)荷葉狀，為低濕地，總體來說地勢較為平坦，水網(wǎng)密布，大致上具有農(nóng)耕濕地的特征。同時紹興屬于亞熱帶季風氣候，四季的天氣變化明顯，總體來說氣候比較溫和，年平均溫度約16.4℃，降雨量約1800mm。在設(shè)計實驗方案時需要結(jié)合鏡湖濕地的用地類型、地理位置，設(shè)置合理的取樣點以及符合實際情況的實驗方法和步驟，同時在實驗過程中盡量不要破環(huán)和污染鏡湖濕地的生態(tài)環(huán)境。

3數(shù)據(jù)和方法

3.1野外調(diào)查

根據(jù)鏡湖濕地有關(guān)資料并且在實地調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合有關(guān)鏡湖濕地的地理形勢、用地情況等的資料，按照鏡湖濕地不同區(qū)域功能特點，將鏡湖濕地大致分為四類區(qū)域，分別是林地區(qū)域、草地區(qū)域、水庫區(qū)域與建設(shè)用地區(qū)域，將這四類區(qū)域作為主要的研究區(qū)域。在這四個區(qū)域中選擇植物生長較為均一，地理形勢差異較小的地段，①在林地區(qū)域設(shè)置10個20m×30m的樣方，每個樣方之間的間距大約為150m×150m;②在草地區(qū)域設(shè)置10個20m×20m的樣方，每個樣方之間的間距大約為150m×150m;③在水庫區(qū)域設(shè)置5個8m×8m的樣方，這五個位置分別在水庫區(qū)域的中央及其前后左右四個位置上，每個樣方之間的間距大約為50m×50m;④在建設(shè)用地區(qū)域設(shè)置6個20mX 20m的樣方，每個樣方之間的間距大約是100mX 100m。設(shè)置好樣方后，在每個樣方內(nèi)調(diào)查植物分布情況并對鏡湖濕地的不同區(qū)域的植物種類進行辨認，植物分類及標本鑒定以《浙江植物志（1-7卷）》和《浙江種子植物檢索鑒定手冊》為準，同時統(tǒng)計每個樣方的植被的種類數(shù)目，記錄植被的頻度，各自植被的蓋度以及相應(yīng)的密度等，并對統(tǒng)計區(qū)域中植物，按照1m×1m樣方測定株高、取樣并計算單位面積生物量。

3.2研究方法

將所得數(shù)據(jù)錄入Microsoft Office Excel2007中，按照相應(yīng)計算公式進行指標計算，并用SPSSl8.0軟件進行統(tǒng)計分析，同時選擇Shannon-Winner指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)和Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)來分析各個群落的多樣性，計算方法見文獻[18，19]。

4結(jié)果與分析

4.1鏡湖濕地不同區(qū)域植物概況

紹興鏡湖濕地不同區(qū)域的植物資源存在較大差異（表1）。通過實地調(diào)查及數(shù)據(jù)統(tǒng)計四個區(qū)域中共有植物物種150種，分屬75科90屬，主要以被子植物為主（共140種）。豆科，禾本科，莧科與十字花科為鏡湖濕地四種主要植物資源科。

在這四類不同干擾區(qū)域中，在林地區(qū)域上共有植物103種，分屬52科64屬，其中豆科和禾本科高達15種（表1），優(yōu)勢植物為合歡;在草地區(qū)域上共有植物95種，分屬48科56屬，其中禾本科達到8種，是四種主要科種的種數(shù)數(shù)量最大的植物，以早熟禾為優(yōu)勢植物;在水庫區(qū)域上共有植物69種，分屬25科31屬，其中莧科達到6種，生長著以喜旱蓮子草為優(yōu)勢種的植物;在建設(shè)用地地區(qū)上共有植物73種，分屬28科35屬，其中十字花科有7種，生長著以諸葛菜為優(yōu)勢種的植物。從研究結(jié)果可以看出，不同干擾條件對植物的種類及數(shù)量具有較大的影響。

4.2鏡湖濕地不同區(qū)域植物生態(tài)學(xué)特征

受鏡湖濕地不同區(qū)域的結(jié)構(gòu)與功能不同的影響，使得鏡湖濕地不同區(qū)域的植物生態(tài)學(xué)特征存在較大的差異。通過實地調(diào)查研究鏡湖濕地不同區(qū)域植物的生物學(xué)特征，包括不同區(qū)域優(yōu)勢種的株高、植物的蓋度以及單位面積生物量。

由表2可以看出，在鏡湖濕地林地區(qū)域優(yōu)勢種株高、植物的蓋度、生物量分別為75.6cm、85.6%與1608.1g/m²，其中植物蓋度顯著高于（P<0.05）水庫區(qū)與建設(shè)用地區(qū)，而生物量顯著高于（P<0.05）其它3個區(qū)域。草地區(qū)域的優(yōu)勢種株高僅為20.1cm，樣方生物量為387.9g/m²，然而植物蓋度較高，達到79.4%，顯著高于（P<0.05）水庫區(qū)與建設(shè)用地區(qū)。水庫區(qū)域的優(yōu)勢種株高為6.3cm，植物蓋度、生物量較林地區(qū)域與草地區(qū)域均低，分別為59.3%、227.8g/m²，均顯著低于（P<0.05）林地區(qū)與草地區(qū)。建設(shè)用地區(qū)域的優(yōu)勢種株高為18.9cm，其樣方植物資源的蓋度為55.8%，生物量與草地區(qū)域較相近，為355.4g/m²?？傊?，鏡湖濕地不同區(qū)域的植物生態(tài)學(xué)特征存在較大差異，這與鏡湖濕地不同區(qū)域的植物的功能不同有關(guān)，同時也表明不同干擾條件對優(yōu)勢植物的種類及植物蓋度、生物量等具有較大的影響。

4.3鏡湖濕地不同區(qū)域植物的多樣性

鏡湖濕地不同區(qū)域的建設(shè)狀況、環(huán)境狀況與地形地勢狀況等有所不同，從而導(dǎo)致鏡湖濕地不同區(qū)域的植物多樣性存在較大差異（圖1）。

林地區(qū)域植物物種最多（表1），Shannon-Winner植物多樣性指數(shù)與Pielou均勻度指數(shù)均顯著最高（P<0.05），分別為2.1與0.9。但是，Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)較小，為0.64，整體上，優(yōu)勢度較低。

草地區(qū)域的Shannon-Winner植物多樣性指數(shù)與Pielou均勻度指數(shù)顯著高于（P<0.05）水庫區(qū)與建設(shè)用地區(qū)：分別為1.8與0.7。但是，Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)較小，僅為0.65。這是由于草地區(qū)域與林地區(qū)域都是除了有優(yōu)勢種存在以外植物資源的物種數(shù)目較豐富的區(qū)域，優(yōu)勢種早熟禾還未形成一個絕對的優(yōu)勢，因此鏡湖濕地地區(qū)的草地區(qū)域的優(yōu)勢種指數(shù)比起水庫區(qū)域與建設(shè)用地區(qū)域還較低，但不存在顯著差異。

水庫區(qū)域的優(yōu)勢種是喜旱蓮子草，這是一種對于繁殖環(huán)境要求較低的物種，入侵能力較強，所以喜旱蓮子草在該區(qū)域擁有絕對的生長優(yōu)勢，使得其他植物資源難以在該區(qū)域大量生長，導(dǎo)致鏡湖濕水庫區(qū)域的Shannon—Winner植物多樣性指數(shù)僅為1.1，與此同時Pielou均勻度指數(shù)也較小，僅為0.4，然而Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)較大，為0.8。

諸葛菜雖然是建設(shè)用地區(qū)域的主要優(yōu)勢種，但是鏡湖濕地建設(shè)用地區(qū)域的土壤狀況良好，也有利于其他植物資源的生長，因此建設(shè)用地區(qū)域的植物資源的多樣性比水庫區(qū)域較高。這也是建設(shè)用地區(qū)域的Shannon-Winner植物多樣性指數(shù)（1.2）與Pielou均勻度指數(shù)（0.5）高于水庫區(qū)域，而Simpson植物優(yōu)勢度指數(shù)（0.7）小于水庫區(qū)域的主要原因。

5討論

本研究通過對不同干擾條件下鏡湖濕地植物資源的調(diào)查，得出高等植物種類為150種，以被子植物為主。這與沈琪早期研究的濕地植物數(shù)量（163種）的有一些的差別。這可能因為鏡湖濕地國家公園在對外開放過程中，原本構(gòu)造起來的植物種不適應(yīng)濕地的環(huán)境以及游客等人為的破壞有關(guān)。但是，在優(yōu)勢植物類群上的差別不是很大，都是由被子植物中的雙子葉植物為主，這可能與被子植物是最適應(yīng)陸地環(huán)境的植物，而其中雙子葉植物又在被子植物中占的比例很大的原因有關(guān)。

環(huán)境條件的優(yōu)劣可以決定物種多樣性的高低。本次研究中，林地、草地區(qū)域物種多樣性要高于建設(shè)用地及水庫區(qū)域，也可以看出不同的環(huán)境條件優(yōu)劣或在不同的干擾條件下，均會影響物種多樣性的高低及物種組成等。以往研究表明，物種多樣性與均勻度成正相關(guān)，而與植物優(yōu)勢度呈負相關(guān)，這與本次研究結(jié)果基本一致。

另外，在本次研究中，發(fā)現(xiàn)一些具有較強生命力以及入侵能力的植物進入鏡湖濕地，對鏡湖濕地物種多樣性造成一些影響。比如，鏡湖濕地水庫區(qū)域的喜旱蓮子草以及建設(shè)用地區(qū)域的諸葛菜分別入侵所在區(qū)域，成為所在區(qū)域的優(yōu)勢種，對所在區(qū)域的植物的豐富度以及整個區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定造成一些的影響，因此，對于具有潛在威脅的外來物種，要時刻做好其監(jiān)測和風險評估工作。

6結(jié)論

研究結(jié)果表明，鏡湖濕地在4個區(qū)域中共有植物物種150種，分屬75科90屬，主要以被子植物為主。林地區(qū)域的Shannon-Winner植物多樣性指數(shù)與Pielou均勻度指數(shù)顯著最高（P<0.05），說明林地區(qū)植物多樣性最高。草地區(qū)域Shannon-Winner指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)顯著高于（P<0.05）水庫區(qū)與建設(shè)用地區(qū)，說明草地區(qū)植物多樣性高于水庫區(qū)與建設(shè)用地區(qū)。水庫區(qū)域與建設(shè)用地區(qū)域Shannon-Wiener指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)均較低，這2個區(qū)植物多樣性較低。四個區(qū)域的Simpson植物優(yōu)勢度不存在顯著差異。整體上，鏡湖濕地植物資源較豐富，物種多樣性較高，但不同干擾條件，會影響不同區(qū)域的優(yōu)勢物種、物種多樣性及物種組成。