生態(tài)河道淺水區(qū)域植物多樣性研究

孟楚翔 徐美萍 薛慶云 聶陽 徐正浩

摘要：以生態(tài)河道淺水域為植物采樣區(qū)，用等距離取樣法采集了植物樣運用生態(tài)學(xué)、雜草學(xué)等研究方法，分析了生態(tài)河道物種間相遇率、雜草重要值、Shannon多樣性指數(shù)、Shannon均勻度指數(shù)以及Maglef物種豐富度指數(shù)。結(jié)果表明：采集到的lO種淺水域植物中，外來植物和本土植物各占50%;生態(tài)位相同或接近的水盾草和黑藻種問相遇率最高;挺水植物水苦荬發(fā)生的頻度最高，其雜草重要值最大;Shannon多樣性指數(shù)在0.201～0.300區(qū)間的占39%，Shannon均勻度指數(shù)和Maglef物種豐富度指數(shù)各采樣點間差異明顯。

關(guān)鍵詞：生態(tài)Wilt;淺水域;種間相遇率;雜草重要值;植物多樣性

中圖分類號：X173 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）16-0049-03

1引言

生態(tài)河道建立的草型植物種群，可減少或遏制富營養(yǎng)化水體藻型優(yōu)勢種群的發(fā)生。水生植物優(yōu)勢群落的建立，能有效削減水體中的氮、磷等營養(yǎng)鹽，提高河道水體的自凈能力，豐富水生生物的多樣性。本文以生態(tài)河道余杭塘河支流為研究對象，通過采集、分析水域淺水區(qū)的植物種，解析水生植物的群落結(jié)構(gòu)，可為生態(tài)河道建設(shè)提供參考。

2材料與方法

2.1生態(tài)河道植物采樣區(qū)域

余杭塘河位于杭州城西，是以生態(tài)河道進行打造的河道，經(jīng)多年的整治，水體質(zhì)量明顯改善，達到Ⅳ類水水質(zhì)水平。余杭塘河支流是典型的生態(tài)河道，水陸交錯帶主要由草坡護岸，并用石塊加固，是浙江大學(xué)紫金港校區(qū)水域的重要外源清水引水渠。

植物采樣區(qū)塊位于浙江大學(xué)紫金港校區(qū)環(huán)境與資源學(xué)院東側(cè)河道，取樣始端為小東門橋，末端為啟真湖，每間隔50m取樣，共采集12個樣點，每采樣點重復(fù)3次，間距2～5m。調(diào)查取樣時間為2019年6月13日。

2.2調(diào)查方法

用0.5mX0.5m的采草器，采集采樣框內(nèi)所有植物。采樣點為河水淹沒區(qū)，水域深0.2～0.8m。每個采樣點植物樣用尼龍網(wǎng)袋裝袋，并標(biāo)簽。

2.3植物生物學(xué)特性測定

植物樣帶回實驗室分析。揀出樹枝、樹葉等雜物，并將植物分類后，分別測定每種植物的株數(shù)、株高和鮮重。鮮重稱量后的植株體，按種類分別裝入信封，先經(jīng)105℃殺青2h，再將烘箱溫度穩(wěn)定在80℃，烘干至恒重，冷卻后測量干重。

2.4種間相遇百分率

采用種間相遇百分率（%）描述2種水生植物之間的相遇

種間相遇百分率（%）=a/（a+b+c）（1）

在式（1）中，a為2種水生植物均出現(xiàn)的采樣點數(shù)，b為只有一種水生植物出現(xiàn)的采樣點數(shù)，c為只有另一種水生植物出現(xiàn)的采樣點數(shù)。

2.4生物多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和物種豐富度指數(shù)

運用Shannon多樣性指數(shù)。Shannon均勻度指數(shù)以及Maglef物種豐富度指數(shù)從而描述生態(tài)河道水生植物群落生物多樣性，其中：

2.5重要值的計算

用雜草重要值描述各類水生植物在群落中的優(yōu)勢程度。計算式為：

雜草重要值=（RN+RH+RM）/3（5）

式（5）中，RN為相對株數(shù)，計算方法為莫種水生植物得住數(shù)除以水生植物群落中所有水生植物的株數(shù)之和;RH為相對株高，計算方法為某種水生植物的株高除以水生植物群落中最高株高;RM為相對干重，計算方法為某種水生植物的干重除以水生植物群落中所有水生植物的干重之和。

3結(jié)果與分析

3.1水生檀物種類

在12個采樣區(qū)塊，36個采樣點中，共采集到10種不同種類水生植物，其中菊科2種，莼菜科、水鱉科、車前科、金魚藻科、禾本科、莧科、十字花科以及五加科各.有1種。其中，金魚藻、黑藻和水盾草為沉水植物，南美天胡荽和喜旱蓮子草為浮水植物，水苦荬、棒頭草、風(fēng)花菜、大狼把草與鉆形紫菀為挺水植物。

3.2水生植物種間相遇百分率

3種沉水植物間均相遇，其中水盾草與黑藻種間相遇率最高，其次是水盾草與金魚藻，而2種本土植物間相遇率相對較低（表1）。黑藻對金魚藻具有化感抑制作用，因此，黑藻生長旺盛的水域，金魚藻發(fā)生數(shù)量少，導(dǎo)致兩者之間的相遇率變小。

5種挺水植物通常生長于20～30cm的淺水域，與沉水植物的相遇率高低與植物種在淺水域出現(xiàn)的頻度、多度密切相關(guān)。入侵沉水植物水盾草與挺水植物水苦荬種間相遇率在15對組合中最高，說明2種植物在淺水域區(qū)塊均擁有較高的頻度和多度;入侵挺水植物大狼把草與3沉水植物均不相遇，說明大狼把草在淺水域區(qū)塊出現(xiàn)的頻度低;入侵挺水植物鉆形紫菀與金魚藻，以及本土挺水植物風(fēng)花菜與黑藻的種間相遇率也為零;挺水植物水苦荬與3種沉水植物的種間相遇率均高于其他挺水植物，說明水苦荬在淺水域的頻度、多度等較大;夏熟植物棒頭草與3種沉水植物均相遇，相遇率僅次于水苦荬（表2）。

喜旱蓮子草在水域可漂浮生長，并隨莖的伸展向水域生長，覆蓋水面，并在富營養(yǎng)化水域形成單一優(yōu)勢種群。生態(tài)河道由于人工清除水面飄浮水草、雜物，喜旱蓮子草僅出現(xiàn)于河岸邊淺水域，并與3種沉水植物均相遇，且與水盾草相遇率最高，金魚藻次之，黑藻最小。南美天胡荽在杭州一些河道水域有種植，作為觀賞植物和清潔水體的飄浮植物，生態(tài)河道中出現(xiàn)的南美天胡荽是通過引水進入，并在靜水域定植。由于南美天胡荽出現(xiàn)的頻度小，與3種沉水植物均不相遇（表3）。

南美天胡荽與僅與水苦荬相遇，相遇率小，而與其他4種挺水植物均不相遇。喜旱蓮子草與大狼把草也不相遇，與水苦荬的相遇率最高，其次為棒頭草，與鉆形紫菀和風(fēng)花菜的相遇率漸次下降（表4）。

3.3水生植物的雜草重要值

水盾草除3個樣點未出現(xiàn)外，其他樣點均出現(xiàn)，頻度最大;黑藻4個樣點未出現(xiàn)，頻度其次;金魚藻5個樣點未出現(xiàn)，頻度最小。水盾草最大雜草重要值出現(xiàn)在12樣點，高于黑藻和金魚藻的最大雜草重要值;黑藻最大雜草重要值出現(xiàn)在9樣點，高于金魚藻的最大雜草重要值;金魚藻最大雜草重要值出現(xiàn)在2樣點，僅為水盾草最大雜草重要值的1/4，為金魚藻最大雜草重要值的1/3。

挺水植物水苦荬在每個采樣點出現(xiàn)，其頻度為所有調(diào)查獲得的水生植物中最高;棒頭草、鉆形紫菀、風(fēng)花菜和大狼把草在樣點出現(xiàn)頻度呈梯減趨勢。水苦荬最大雜草重要值出現(xiàn)在3樣點，高于所有水生植物;棒頭草最大雜草重要值出現(xiàn)在6樣點，鉆形紫菀出現(xiàn)在6樣點，風(fēng)花菜出現(xiàn)在4樣點，大狼把草出現(xiàn)在5樣點，其重要呈遞減趨勢。大狼把草頻度最小，僅出現(xiàn)在5樣點。

喜旱蓮子草僅2個樣點未出現(xiàn)，最大雜草重要值出現(xiàn)在5樣點;南美天胡荽僅出現(xiàn)在10樣點，頻度低。

3.4水生植物群落結(jié)構(gòu)特性

水生植物Shannon生物多樣性指數(shù)最大值出現(xiàn)在樣點2，多數(shù)樣點的Shannon生物多樣性指數(shù)介于0.2～0.3）。樣點2的Shannon均勻度指數(shù)最大，極大多數(shù)樣點的Shannon均勻度指數(shù)介于0.1～0.2。生態(tài)河道中下段Maglef物種豐富度指數(shù)最大，多數(shù)樣點的Maglef物種豐富度指數(shù)介于5.0～14。

4結(jié)語

取樣生態(tài)河道淺水域由沉水植物、挺水植物和漂浮植物組成，其中，挺水植物占50%，本土物種和外來物種各占50%。水盾草、水苦荬出現(xiàn)的頻度最高，與其他水生植物種間相遇率高;挺水植物大狼把草和外來植物南美天胡荽出現(xiàn)頻度最小，與其他水生植物種間相遇率低。雜草重要值最大為水苦荬，其次為水盾草;大狼把草和南美天胡荽由于出現(xiàn)頻度小，雜草重要值小。樣點間Shannon生物多樣性植物存在差異性，但多數(shù)介于0.2～0.3;樣點間Shannon均勻度指數(shù)差異不明顯，極大多數(shù)介于0.1～0.2;樣點間Maglef物種豐富度指數(shù)變化大，與雜草出現(xiàn)的頻度對應(yīng)。