信陽南灣水庫消落帶植物群落結(jié)構(gòu)分析

付滿意

（信陽農(nóng)林學院林學院，河南 信陽 464000）

消落帶是指江河、湖泊等自然流域或水庫等人工水域由于受到季節(jié)性影響、人為蓄水泄洪等原因?qū)е碌暮影端痪€周期性漲落，從而引起岸邊帶狀區(qū)域周期性露出水面的特殊河岸帶[1-3]，是一種介于水域和陸地2種環(huán)境的周期性過渡區(qū)域[4]。由于消落帶水位反復變化、水淹持續(xù)時間不定，導致消落帶生態(tài)環(huán)境極其惡劣，能夠適應生長的植物種群十分有限，植物多樣性匱乏，水土嚴重流失等現(xiàn)象[5]。因此研究消落帶上現(xiàn)有植物組成及群落多樣性特征對開展消落帶生物多樣性保護、生物群落恢復和構(gòu)建具有十分重要意義[6]。

目前關(guān)于消落帶的研究主要集中在三峽水庫，不僅對三峽水庫消落帶植物群落物種組成及群落分布特征等進行了比較全面地研究[7-9]，而且對三峽水庫消落帶上土壤的氮形態(tài)變化、磷形態(tài)特征以及土壤化學性質(zhì)年際變化特征都開展了研究[10-12]，還針對三峽水庫消落帶上現(xiàn)有適生植物開展了相關(guān)植物生理生化方面的研究[13-17]。但有關(guān)地方性中小水庫消落帶的研究相對較少，筆者通過對河南省信陽市南灣水庫消落帶植物種群的調(diào)查，分析了南灣水庫消落帶植物組成及多樣性特征，以期為今后南灣水庫消落帶植物種群構(gòu)建與優(yōu)化、庫區(qū)周邊水土保持、水庫生態(tài)保護與恢復等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

研究地南灣水庫位于河南省信陽市浉河區(qū)中部（113°41′E～114°02′E，31°43′N～32°11′N），距 市 中 心7 km，水域面積25.06 km2。該區(qū)域?qū)儆趤啛釒蚺瘻貛У倪^渡區(qū)，是典型的季風氣候類型，降水量豐富，年均降水量990～1 200 mm，但降水分布不均，降水主要集中在6—8月，可達全年降水量的54%。

1.2 試驗方法

于2019年7—8月采用典型取樣法進行野外調(diào)查。為了使所選擇的樣點具有代表性，能夠體現(xiàn)和代表消落帶植物生長環(huán)境，且使選取的樣點周邊受環(huán)境影響最小，共設(shè)置了3個采樣點，均選取在水庫東側(cè)半陽坡向，基本涵蓋水庫的上、中、下游區(qū)域（見圖1）。在前期查閱相關(guān)資料了解南灣水庫近10 a水位變化高程的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際將采樣點劃分成低水位高程（95～100 m）和高水位高程（100～105 m）2個水位高程，每個水位高程平行設(shè)置5個調(diào)查樣方，樣方大小為1 m×1 m，樣方間距1 m，共設(shè)置30個樣方。詳細記錄樣方內(nèi)每種植物的種類、數(shù)量、頻度、蓋度。實地調(diào)查完成后，結(jié)合現(xiàn)場植物照片和標本，查閱《中國植物志》[18]和《河南植物志》[19]對樣方內(nèi)植物種類進行鑒定與生活型分類。

圖1 南灣水庫消落帶植物調(diào)查采樣點分布

1.3 數(shù)據(jù)整理與分析

重要值是一個綜合性評價指標，用來評價群落中各物種的相對重要性[20-21]。首先運用Excel 2016軟件對調(diào)查樣方內(nèi)的植物進行分類統(tǒng)計，并分別按公式（1）～（6）計算出頻度、相對頻度、蓋度、相對蓋度、密度和相對密度，再按公式（7）計算出重要值。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物種類組成

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，南灣水庫消落帶共發(fā)現(xiàn)植物14科31屬34種，其中菊科（Compositae）共有5屬8種是主要優(yōu)勢種；禾本科（Gramineae）有5屬5種，豆科（Leguminosae）有5屬5種，唇形科（Labiatae）有4屬4種屬于亞優(yōu)勢種；蓼科（Polygonaceae）和楊柳科（Salicaceae）分別有2屬2種，酢漿草科（Oxalidaceae）、莧 科（Amaranthaceae）、莎 草 科（Cyperaceae）、傘形科（Apiaceae）、薔薇科（Rosaceae）、燈心草科（Juncaceae）、車前科（Plantaginaceae）和報春花科（Primulaceae）均有1屬1種，屬于伴生種（見圖2）。

圖2 南灣水庫消落帶植物科屬種統(tǒng)計結(jié)果

2.2 不同水位高程植物生活型組成

對調(diào)查區(qū)域內(nèi)的植物進行生活型分類，共有5種生活型，分別是一年生草本、一年生或兩年生草本、多年生草本、灌木和喬木（苗）。其中多年生草本有15種，其數(shù)量最多，一年生草本有11種，一年生或兩年生草本有4種，灌木有2種，喬木（苗）有2種（見圖3）。

圖3 不同水位高程植物的生活型及其數(shù)量

2.3 不同水位高程的物種重要值

由表1和表2可知，低水位高程共有19種植物，高水位高程共有28種植物，高水位高程的物種多樣性要高于低水位高程，在高水位高程中重要值較高的翼果薹草、巴天酸模等很多物種在低水位高程并未被發(fā)現(xiàn)，且不同水位高程的優(yōu)勢種也有區(qū)別；依據(jù)重要值分析，菊科、禾本科、豆科植物占南灣水庫消落帶主要位置；低水位高程中按照重要值由大到小排序前三名物種依次是牛鞭草、小蓬草和雞眼草，高水位高程中按照重要值由大到小排序前三名物種依次是雞眼草、牛鞭草和翼果薹草。

表1 低水位高程不同植物的物種重要值

3 討 論

信陽南灣水庫消落帶歷經(jīng)數(shù)十年的水位波動變化，植物種類基本趨于穩(wěn)定，該調(diào)查結(jié)果表明：南灣水庫消落帶的植物種類單一，群落結(jié)構(gòu)簡單，主要以菊科、禾本科、豆科植物為主，這與三峽水庫相關(guān)消落帶研究的結(jié)果類似[22-24]。由于消落帶區(qū)域水位的反復漲跌，導致植物生長環(huán)境長期處于水淹—干旱交替的無規(guī)律狀態(tài)，只有那些具有較強適應性的植物能夠生存，例如能夠在較短時間實現(xiàn)植被覆蓋的菊科植物以及能夠利用根蘗或根莖進行無性繁殖的禾本科植物[25]。

在南灣水庫消落帶中，主要以一年生草本、一年生或兩年生草本和多年生草本3類生活型為主，偶見灌木，高水位高程樣點未見喬木，僅在低水位高程部分樣方發(fā)現(xiàn)喬木幼苗。在低水位高程中，一年生草本占據(jù)主要優(yōu)勢；而在高水位高程中，則多年生草本的占比較高。這是由于在消落帶低水位高程區(qū)域中，水位下降露出地面的時間更短、更無規(guī)律，而一年生草本能夠在水位下降時迅速占據(jù)有利空間發(fā)芽生長，以最短的時間完成生命周期，并產(chǎn)生下一代種子；而在高水位高程中，相較于水淹時間露出時間更多，對于一年生草本植物每年都要重新經(jīng)歷發(fā)芽生長全生命周期來說，多年生草本能夠利用原有根系更快生長，并占據(jù)更多的生長空間和資源養(yǎng)分，更具有種群優(yōu)勢。因此，不同水位高程的優(yōu)勢物種略有差別，但差別不大，主要是一些耐水淹物種和具有較強競爭力的物種有差別。此外，雞眼草的數(shù)量和優(yōu)勢性在南灣水庫消落帶的表現(xiàn)比較突出，這可能與雞眼草的化感作用有一定關(guān)系[26]，有待進一步研究。