長江中下游退化淺水湖泊水陸交錯(cuò)帶環(huán)境因子及其對植物多樣性的影響研究
——以黃陂湖為例

馬 歡，劉 園，任建洲，高 珍，呂佼佼，張學(xué)弟，趙西寧

(1.中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,西安 710065；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水利工程博士后流動(dòng)站，陜西 楊凌 712100；3.中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 博士后科研工作站,西安 710065；4.陜西省“四主體一聯(lián)合”河湖生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)校企聯(lián)合研究中心,西安 710065；5.西北農(nóng)林科技大學(xué) 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；6.中國科學(xué)院水利部水土保持研究所，陜西 楊凌 712100)

0 前 言

湖泊是地球上最重要的淡水資源之一，除了氣候調(diào)節(jié)、水資源供給、水安全保障等功能以外，還具有維持區(qū)域生態(tài)平衡和生物多樣性保持等重要作用[1]。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國面積大于10 km2的湖泊中，淡水湖累計(jì)面積27 727.3 km2，占全國同類級別湖泊面積的32.6%，其主要分布在東部沿海與長江中下游地區(qū)，占全國淡水湖泊總數(shù)的65%以上，且絕大多數(shù)為淺水湖泊[2]。自20世紀(jì)80年代開始，人們在淺水湖泊區(qū)域進(jìn)行了大面積的圍湖造田及承包養(yǎng)殖活動(dòng)，使得湖區(qū)所在流域水土流失嚴(yán)重、湖區(qū)淤積，從而導(dǎo)致淺水湖泊水面嚴(yán)重萎縮，以致河流生態(tài)功能喪失殆盡[3]。

淺水湖泊的富營養(yǎng)化現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，亟需對淺水湖泊進(jìn)行植被重建及生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)。水陸交錯(cuò)帶是水環(huán)境與陸地環(huán)境之間的過渡區(qū)域，是連接陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生態(tài)系統(tǒng)之間的紐帶，其不僅具有抑制面源污染進(jìn)入自然水體的重要作用[4]，而且水陸交錯(cuò)帶系統(tǒng)的穩(wěn)定性很大程度上會(huì)影響河湖生態(tài)系統(tǒng)的健康[5]。由于環(huán)境的復(fù)雜多變性，在對退化湖泊進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，水陸交錯(cuò)帶植物群落的人工恢復(fù)往往難度較大，雖然眾多學(xué)者開展了有關(guān)研究，但對淺水湖泊水陸交錯(cuò)帶植物群落和環(huán)境因子的相互關(guān)系研究較少。

為了解退化淺水湖泊水陸交錯(cuò)帶環(huán)境特征，明確環(huán)境因子對水陸交錯(cuò)帶植物群落的影響規(guī)律，本文以巢湖流域典型淺水湖泊黃陂湖為研究區(qū)，通過植物多樣性調(diào)查及環(huán)境檢測，研究明確黃陂湖水陸交錯(cuò)帶的植物群落狀態(tài)，比較水環(huán)境因子和土壤環(huán)境因子對水陸交錯(cuò)帶植物群落的影響異同，探索影響水陸交錯(cuò)帶植被恢復(fù)的主要因素，以期未來對淺水湖泊生態(tài)修復(fù)工程提供相應(yīng)的理論指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

黃陂湖位于安徽省合肥市廬江縣城東南，湖區(qū)東西長約8.8 km，南北長約2.4 km，流域面積約598 km2，是典型的潛水型淡水湖。具體研究區(qū)位見圖1。黃陂湖湖區(qū)西達(dá)廬江縣魚苗場，東至缺口大橋，北岸夏家莊處湖岸伸向湖心，湖底高程6.60～7.10 m，屬于內(nèi)陸淺水湖泊。入湖河流包括縣河、扁擔(dān)河、黃泥河、黃屯河等，下游經(jīng)兆河入巢湖。20世紀(jì)70年代，黃陂湖地區(qū)進(jìn)行了大面積的圍湖造田及承包養(yǎng)殖活動(dòng)，造成水土流失、湖區(qū)淤積等導(dǎo)致黃陂湖水面嚴(yán)重萎縮，未被圍湖養(yǎng)殖的水面積從48.1 km2減少到3.63 km2，使得黃陂湖生態(tài)功能喪失殆盡。近年來，為了保護(hù)河湖生態(tài)環(huán)境，修復(fù)流域生態(tài)系統(tǒng)，合肥市為全面推進(jìn)環(huán)巢湖流域治理工作，進(jìn)行了巢湖周邊湖泊退圩還湖、退耕還湖工程，將黃陂湖20世紀(jì)90年代以來圍墾的水產(chǎn)養(yǎng)殖場和沿湖小圩全部還湖，修復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)。

圖1 研究區(qū)位圖

2 研究方法

2.1 采樣點(diǎn)布設(shè)及采樣方法

2.1.1采樣點(diǎn)布設(shè)

由于湖區(qū)土地利用、入湖河流上游情況不盡相同，根據(jù)初步查勘情況，湖區(qū)水環(huán)境及植被情況有較大差異。因此，根據(jù)土地利用類型和入湖河流情況將湖區(qū)分為5個(gè)片區(qū)，編號分別為A、B、C、D、E,不同片區(qū)概況見表1。

表1 湖區(qū)分片區(qū)特征及采樣情況表

根據(jù)湖區(qū)水陸交錯(cuò)帶分布情況對植被情況進(jìn)行樣方采樣，樣方布設(shè)盡量均勻沿湖岸帶分布，若遇到優(yōu)勢種群落則增加樣點(diǎn)，共布設(shè)植物采樣點(diǎn)138個(gè)。植物樣方調(diào)查范圍及采樣點(diǎn)布設(shè)見圖2。另外，為了研究環(huán)境因子對植物群落的影響，根據(jù)現(xiàn)場情況選擇一定植物樣方對其土壤及水質(zhì)情況進(jìn)行現(xiàn)場采樣，共布設(shè)土壤及水質(zhì)采樣點(diǎn)18個(gè)。

圖2 植物樣方調(diào)查范圍及采樣點(diǎn)布設(shè)圖

2.1.2采樣方法

在湖區(qū)水陸交錯(cuò)帶進(jìn)行植物樣方調(diào)查，其中喬木樣方設(shè)置10 m×10 m(長×寬)，灌木樣方設(shè)置2 m×2 m(長×寬)，草本樣方設(shè)置1 m×1 m(長×寬)。記錄樣方中植物種類、蓋度、周邊環(huán)境情況等。

水質(zhì)采樣采用有機(jī)玻璃采水器，采集植物樣方附近水樣并帶回實(shí)驗(yàn)室分析，依據(jù)GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》并結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，確定檢測指標(biāo)包括：pH值、水溫(Temp.)、溶解氧(DO)、電導(dǎo)率(EC)、透明度(Trans.)、總氮(TN)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)及化學(xué)需氧量(COD)。土壤樣品采集利用彼得遜采泥器抓取水底表層底泥，用專用密封袋密封、包裝、冷藏，經(jīng)風(fēng)干后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室成分分析。參考GB 15618-2008《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》并結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際污染物情況，確定黃陂湖區(qū)域水陸交錯(cuò)帶土壤環(huán)境檢測指標(biāo)包括：pH值、全鹽量(TM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全鉀(TK)、砷(As)、汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、銅(Cu)、鋅(Zn)。

2.2 數(shù)據(jù)處理

2.2.1植物多樣性計(jì)算

根據(jù)植物樣方數(shù)據(jù)計(jì)算Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)及Pielou均勻度指數(shù)，計(jì)算公式如下：

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：

(1)

Simpson多樣性指數(shù)：

(2)

Pielou均勻度指數(shù)：

(3)

式中：S為樣地內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù);Pi為樣方內(nèi)第i個(gè)物種的多度比例。

2.2.2Pearson相關(guān)分析

Pearson關(guān)系數(shù)是計(jì)算兩組變量之間線性相關(guān)的參數(shù)，通過變量的協(xié)方差計(jì)算變量之間的相關(guān)關(guān)系。Pearson相關(guān)系數(shù)r以下式計(jì)算：

(4)

式中：xi和yi分別為兩組變量的第i對觀測值，n為成對觀測的數(shù)量。r的計(jì)算結(jié)果介于[-1,1]，若r>0，則兩組變量成正相關(guān)；若r<0，則兩組變量成負(fù)相關(guān)。

Pearson相關(guān)系數(shù)r的顯著性檢驗(yàn)采用t檢驗(yàn)：

(5)

2.2.3PCA分析

PCA分析(principal component analysis)也被稱為主分量分析，于1954年由Goodall引入植被分析，由于其屬于低維空間排列樣方而包含了大多數(shù)數(shù)據(jù)信息的多元排序方法，因此受到不少學(xué)者的采用。其過程即為將樣方或植物種排列在一定的空間，使得排序軸能夠反映一定的生態(tài)梯度，從而能夠解釋植被或植物種的分布與環(huán)境因子的關(guān)系，可以揭示植被—環(huán)境間的生態(tài)關(guān)系[6]。PCA分析過程包括數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、屬性間內(nèi)積矩陣的計(jì)算、內(nèi)積矩陣的特征根計(jì)算、特征根對應(yīng)的特征向量計(jì)算、排序坐標(biāo)矩陣計(jì)算及屬性的負(fù)荷量計(jì)算。

以上數(shù)據(jù)分析過程及作圖通過開源軟件R(4.0.3版本)完成。

3 研究結(jié)果

3.1 黃陂湖水陸交錯(cuò)帶植物特征

3.1.1黃陂湖水陸交錯(cuò)帶植物組成

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，黃陂湖水陸交錯(cuò)帶范圍內(nèi)植物共統(tǒng)計(jì)到70科181屬218種。其中蕨類植物2科2屬2種，裸子植物5科8屬9種，被子植物63科171屬207種。

(1) 蕨類植物

黃陂湖水陸交錯(cuò)帶范圍內(nèi)蕨類植物種類較少，僅2科2屬2種，分別為節(jié)節(jié)草(Equisetumramosissimum)和井欄邊草(Pterismultifida)。其中節(jié)節(jié)草是黃陂湖比較常見的蕨類植物。

(2) 裸子植物

黃陂湖水陸交錯(cuò)帶范圍內(nèi)裸子植物種類數(shù)量不多，為5科8屬9種，分別為銀杏(Ginkgobiloba)、側(cè)柏(Platycladusorientalis)、刺柏(Juniperusformosana)、雪松(Cedrusdeodara)、白皮松(Pinusbungeana)、馬尾松(Pinusmassoniana)、杉木(Cunninghamialanceolata)、水杉(Metasequoiaglyptostroboides)和紅豆杉(Taxuschinensis)。其中銀杏、馬尾松是黃陂湖相對常見的裸子植物

(3) 被子植物

黃陂湖水陸交錯(cuò)帶范圍內(nèi)被子植物種類數(shù)量比較豐富，其中單子葉植物9科30屬32種，雙子葉植物56科143屬177種。

從植物種類上看，黃陂湖雙子葉植物種類較多，占種類總數(shù)的80.09%。雙子葉植物中木本植物種類明顯少于草本植物，受人工干擾影響，常見的木本雙子葉植物多為行道樹種，包括樟(Cinnamomumcamphora)、意楊(Populuscanadensis)、廣玉蘭(Magnoliagrandiflora)、構(gòu)樹(Broussonetiapapyrifera)、烏桕(Sapiumsebiferum)等。草本雙子葉植物種類數(shù)量非常豐富，優(yōu)勢科為菊科(26種)、薔薇科(19種)和豆科(15種)，均為黃陂湖重要的建群科。

黃陂湖的單子葉植物種類相較雙子葉植物種類數(shù)量較少，但其種群數(shù)還是比較豐富，所含種類數(shù)量最多的科為禾本科，有19屬20種。比較常見的雙子葉植物包括蘆葦(Phragmitesaustralis)、香蒲(Typhaorientalis)、狗牙根(Cynodondactylon)、菵草(Beckmanniasyzigachne)等。

3.1.2黃陂湖水陸交錯(cuò)帶優(yōu)勢種群落及分布特征

根據(jù)表2結(jié)果顯示，黃陂湖水陸交錯(cuò)帶優(yōu)勢植被群落有喜旱蓮子草群叢、蘆葦群叢、菰群叢、香蒲群叢、蓮群叢、節(jié)節(jié)草群叢、益母草群叢、齒果酸模群叢等。就植物科數(shù)來說，5個(gè)片區(qū)排列順序?yàn)镃片區(qū)>D片區(qū)>B片區(qū)>E片區(qū)>A片區(qū)；就植物屬數(shù)來說，5個(gè)片區(qū)排列情況為C片區(qū)>B片區(qū)>D片區(qū)>E片區(qū)>A片區(qū)；就植物種數(shù)來說，呈C片區(qū)>B片區(qū)>D片區(qū)>E片區(qū)>A片區(qū)規(guī)律?？傮w來說湖區(qū)植物種分布呈現(xiàn)多數(shù)種屬于少數(shù)科，少數(shù)科屬于多數(shù)種的規(guī)律。

表2 不同片區(qū)植物分布特征表

3.1.3黃陂湖水陸交錯(cuò)帶植物區(qū)系特征

根據(jù)吳鉦鎰《種子植物分布區(qū)類型及起源和分化》記載[7]，中國種子植物現(xiàn)有記錄的屬3116屬，分屬于15個(gè)大類型31個(gè)變型；根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，黃陂湖現(xiàn)有種子植物181屬，占中國種子植物現(xiàn)有屬的5.81%，按照吳鉦鎰《中國種子植物屬的分布區(qū)類型》[8]進(jìn)行劃分，除中亞分布類型外，15個(gè)大分布類型在黃陂湖均有分布。

種子植物根據(jù)吳征鎰植物地理成分對所有屬進(jìn)行分類分析，依據(jù)各個(gè)類型及變型的性質(zhì)，將它們歸并為世界分布、熱帶分布、溫帶分布和中國特有四大類。

黃陂湖共有各類種子植物181屬，種子植物屬分布區(qū)類型見表3。就分布區(qū)類型數(shù)量看，世界廣布型32屬，占種子植物總屬數(shù)的17.68%，此類型主要以草本為主，這和草本植物更易傳播、生活周期短、更易適應(yīng)新的環(huán)境有關(guān)。在黃陂湖主要有：蒼耳屬、車前屬、繁縷屬、飛蓬屬、鬼針草屬等；熱帶分布型47屬，占種子植物總屬數(shù)的25.97%，主要為：白茅屬、稗屬、大青屬、稻屬、冬青屬、狗尾草屬等；溫帶分布型98屬，占種子植物總屬數(shù)的54.14%，主要有：胡蘿卜屬、胡頹子屬、黃楊屬、薊屬、卷耳屬等；中國特有屬有4個(gè)，占總種子植物總屬數(shù)的2.21%。分別為：杉木屬、水杉屬、銀杏屬、枳屬。

表3 種子植物屬分布區(qū)類型表

3.2 植物群落多樣性特征及其影響因素

3.2.1不同片區(qū)群落多樣性特征

不同湖區(qū)植物多樣性指數(shù)見圖3。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson指數(shù)和植被蓋度在湖區(qū)水陸交錯(cuò)帶5個(gè)片區(qū)存在顯著性差異。就Shannon-Wiener多樣性來說，C片區(qū)多樣性顯著性多于其他4個(gè)片區(qū)，其他4個(gè)片區(qū)無顯著性差異。就Simpson多樣性指數(shù)來說，C片區(qū)植物多樣性顯著多于A、B、D片區(qū)。就Pielou均勻度指數(shù)來說，5個(gè)湖區(qū)均值呈現(xiàn)出C片區(qū)>B片區(qū)>E片區(qū)>D片區(qū)>A片區(qū)的特征，但無顯著性差異。就植被蓋度來說，湖區(qū)水陸交錯(cuò)帶不同片區(qū)間呈現(xiàn)出和Shannon-Wiener指數(shù)一致的特征。

圖3 不同湖區(qū)植物多樣性指數(shù)圖

就不同湖區(qū)來說，其中C片區(qū)植物多樣性明顯高于其他片區(qū)。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，C片區(qū)無較大規(guī)模入湖河流，受人工擾動(dòng)情況較少，同時(shí)調(diào)查時(shí)湖區(qū)處于低水位，水陸交錯(cuò)帶范圍有所擴(kuò)大，靠近水面范圍內(nèi)土壤水分含量高，許多先鋒種如節(jié)節(jié)草、益母草、水蓼等種群在這一范圍內(nèi)大量生長。總體而言，C片區(qū)內(nèi)植物總體體現(xiàn)出生物量較大，物種豐富的特點(diǎn)。A片區(qū)有縣河、馬壩河2條入湖河流，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，這兩條河流均屬于V類-劣V類水，污染較為嚴(yán)重，同時(shí)由于現(xiàn)場施工原因，植物群落受擾動(dòng)較大，生物多樣性和植被蓋度均較低。

3.2.2不同群落環(huán)境特征

植物生長狀況與環(huán)境因子息息相關(guān)，為了進(jìn)一步探索環(huán)境因子之間的交互關(guān)系，對水陸交錯(cuò)帶環(huán)境因子做配對Pearson相關(guān)分析。水陸交錯(cuò)帶位于陸地環(huán)境與水環(huán)境之間的過渡帶，土壤和水體之間能量和物質(zhì)交換劇烈[9]。因此，分別對土壤環(huán)境和水環(huán)境進(jìn)行相關(guān)分析。

土壤環(huán)境因子分析并排序的結(jié)果見圖4。由圖4可知，呈顯著性正相關(guān)的配對因子有pH-Ni、Zn-Ni、pH-Cr、Cr-Ni、Cu-TP，其中Cu-TP相關(guān)性最高，達(dá)到0.628，其次是Zn-Ni(0.62)及Cr-Ni(0.588)。無顯著性負(fù)相關(guān)配對因子?？梢钥闯觯琾H和大部分重金屬指標(biāo)均具有相關(guān)關(guān)系，這說明水體中pH變化可能和湖區(qū)上游的礦物開采活動(dòng)有關(guān)。根據(jù)相關(guān)資料，入湖河流失曹河上游存在大量的礦產(chǎn)開采活動(dòng)，產(chǎn)生了大量的酸性廢水和重金屬離子污染。同時(shí)，重金屬離子的相關(guān)性排序結(jié)果說明了在土壤中重金屬離子較為活躍，受氫離子濃度、土壤營養(yǎng)元素的濃度影響較大。根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果，pH、TP等常規(guī)性土壤環(huán)境因子可在一定程度上反應(yīng)土壤中重金屬離子的濃度情況。

圖4 土壤環(huán)境指標(biāo)Pearson相關(guān)矩陣圖

水環(huán)境因子配對相關(guān)性分析見圖5。由圖5可知，排序后的各水環(huán)境因子相關(guān)指數(shù)普遍大于土壤各因子間的相關(guān)系數(shù)，其中DO-pH之間相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.939，同時(shí)呈極顯著正相關(guān)，其次為pH-EC(0.774)、DO-EC(0.752)及COD-temp.(0.756)。在負(fù)相關(guān)因子中，負(fù)相關(guān)指數(shù)最高的因子對為COD-Trans.，相關(guān)性指數(shù)達(dá)到-0.813，同時(shí)呈極顯著相關(guān)。其次為COD-pH(-0.765)、COD-pH(-0.765)及temp.-EC(-0.727)，均呈顯著性負(fù)相關(guān)。根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果表明：由于水體中水的電離作用使得離子間交換活動(dòng)劇烈，環(huán)境指標(biāo)互相影響程度較高，從而導(dǎo)致水環(huán)境因子間相關(guān)性指數(shù)明顯高于土壤環(huán)境因子。

圖5 水環(huán)境指標(biāo)Pearson相關(guān)矩陣圖

3.2.3群落多樣性與環(huán)境因子的關(guān)系

環(huán)境對植物生長有著重要的作用，同時(shí)植物群落的生長、繁殖等過程也能反作用于環(huán)境。例如調(diào)節(jié)環(huán)境的小氣候、改變微地形、改善土壤肥力等。PCA分析可在低維空間排列植物樣方，同時(shí)最大可能的包含了大多數(shù)數(shù)據(jù)信息，可以反應(yīng)植物多樣性指數(shù)與環(huán)境因子之間的關(guān)系。由于水陸交錯(cuò)帶連接了土壤環(huán)境和水環(huán)境。因此以生物多樣性指數(shù)為響應(yīng)變量，分別以土壤環(huán)境因子和水環(huán)境因子為解釋變量，以多元統(tǒng)計(jì)方式進(jìn)行指標(biāo)解釋度提取結(jié)果見表4。結(jié)果表明：以水環(huán)境因子為解釋變量進(jìn)行分析時(shí)，前兩軸能夠解釋的方差比例達(dá)到79%，遠(yuǎn)高于以土壤環(huán)境因子為解釋變量時(shí)能夠解釋的方差比例，因此，應(yīng)以水環(huán)境因子為解釋變量進(jìn)一步進(jìn)行PCA排序。

表4 環(huán)境因子及植物多樣性指數(shù)PCA排序結(jié)果表

PCA排序結(jié)果見圖6。由圖6可知，TN和pH指標(biāo)箭頭長度大于平衡貢獻(xiàn)圓半徑，表明這2種水環(huán)境因子對排序空間的貢獻(xiàn)大于其他因子。說明了在黃陂湖水陸交錯(cuò)帶，TN和pH因子是影響植物多樣性的最重要因子。由圖6可以看出，根據(jù)水環(huán)境因子的梯度變化，樣方基本可以分成4組，第1組位于高均勻度指數(shù)及水溫環(huán)境、低多樣性指數(shù)、低DO環(huán)境，全部位于A片區(qū)；第2組位于高TP、COD、TN含量，低透明度、低氧含量等污染性較高環(huán)境下，全部位于B片區(qū)；第3組位于高pH、EC、DO，低水溫區(qū)域，位于C片區(qū)和E片區(qū)；第4組位于高透明度、低TP、COD、TN環(huán)境，位于C、D、E片區(qū)。顯示出黃陂湖北半湖(A片區(qū)和B片區(qū))污染較為嚴(yán)重，而南半湖(C片區(qū)、D片區(qū)及E片區(qū))污染程度較小。PCA排序的結(jié)果和黃陂湖分區(qū)基本相關(guān)，表明在以入湖河流為主要差異的湖面分區(qū)中，由于水環(huán)境中水質(zhì)指標(biāo)的較大差異，使得植物多樣性也產(chǎn)生了較大變化。

圖6 水環(huán)境因子和植物多樣性系數(shù)PCA雙序圖

4 討 論

水陸交錯(cuò)帶即河湖水體的“消落帶”，相關(guān)研究已成為恢復(fù)生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)[10]。由于水陸交錯(cuò)帶能量物質(zhì)交換頻繁，因此這一區(qū)域的生物多樣性也較其他區(qū)域高。根據(jù)王金霞等[11]在巢湖流域的植物調(diào)查研究，巢湖流域水生植物Shannon-Wiener指數(shù)介于0.915～2.174之間，低于本研究的有關(guān)結(jié)果。同時(shí)，本研究得到黃陂湖現(xiàn)有種子植物屬占中國種子植物現(xiàn)有屬的5.81%，表明了水陸交錯(cuò)帶植物多樣性要高于水生植物的生物多樣性[12]，但植物種多為豆科、禾本科等先鋒物種，表現(xiàn)出多數(shù)科屬于少數(shù)種，少數(shù)種屬于多數(shù)科的分布特征。

根據(jù)湖區(qū)以入湖河流為主要差異的分區(qū)調(diào)查結(jié)果，黃陂湖不同湖區(qū)生物多樣性和水環(huán)境特征均受入湖河流影響較大，盡管不同片區(qū)退圩前土地利用性質(zhì)較為近似，但由于入湖河流的影響，引起水環(huán)境、土壤狀況均出現(xiàn)較大差異，導(dǎo)致植物群落產(chǎn)生差異，這和李中強(qiáng)等[13]的研究結(jié)論一致。田玉清等[13]在河西走廊的研究發(fā)現(xiàn)，水生植物群落類型及多樣性主要受水溫、海拔、經(jīng)緯度、鹽度及溶解性固體總量影響并呈顯著性相關(guān)，表明了水環(huán)境差異可以較大程度的影響植物多樣性指數(shù)。而在本研究中，PCA分析結(jié)果顯示淺水湖泊水陸交錯(cuò)帶植物多樣性同樣受水環(huán)境影響較為強(qiáng)烈，因此，入湖河流的污染情況可以在很大程度上決定湖區(qū)水陸交錯(cuò)帶植物組成，從而進(jìn)一步影響生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施效果。

在水環(huán)境因子對植物群落多樣性指數(shù)的影響方面，李靜等[15]的結(jié)果表明COD和水位是影響植物群落分布的關(guān)鍵環(huán)境因子，其研究結(jié)論和本研究結(jié)果稍有差異。本研究表明TN和pH對植物多樣性的影響大于其他環(huán)境因子，主要原因可能是研究區(qū)域不同，李靜等的研究區(qū)域位于高山湖泊，受污染情況較輕，而本研究中黃陂湖受污染情況較為嚴(yán)重，高污染負(fù)荷使得影響植物群落特征的最主要環(huán)境因子發(fā)生改變。

5 結(jié) 論

(1) 淺水湖泊水陸交錯(cuò)帶植物多樣性較高，目前黃陂湖水陸交錯(cuò)帶植被群落呈現(xiàn)演替先鋒階段；

(2) 土壤中重金屬指標(biāo)大多和pH呈相關(guān)關(guān)系，在本流域水環(huán)境檢測中可以考慮利用pH初步了解土壤重金屬情況；

(3) 水環(huán)境因子和植物群落多樣性的相關(guān)性更為密切，其中多樣性和水環(huán)境中N含量呈正相關(guān)，均勻度指數(shù)和溫度呈正相關(guān)；

(4) 黃陂湖南半湖和北半湖污染程度存在較大差異，入湖河流污染是黃陂湖的主要污染源；

(5) 人工擾動(dòng)對植被群落構(gòu)建的影響要大于退圩前養(yǎng)殖活動(dòng)的影響，在對潛水湖泊進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)要考慮湖區(qū)環(huán)境差異，構(gòu)建差異性群落，提高生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施效率。