2012–2018 年興凱湖“浮毯”沼澤植物組成動態(tài)數(shù)據(jù)集

秦雷，鄒元春，姜明，趙志春，張童，路永正*

1.中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，黑龍江興凱湖湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站，長春 130102

引 言

湖泊沼澤化是沼澤形成的重要過程之一，湖泊沼澤化過程也包括水平演替式、垂直演替式和復(fù)合型演替式沼澤化過程[1]。“浮毯”沼澤是典型的垂直演替模式形成的沼澤。在水面較為平靜的深水域，由于與岸邊相連的漂浮植物入侵，經(jīng)大量繁殖，逐漸形成浮毯。這些植物如龍膽科睡菜、天南星科水芋及薔薇科的沼委陵菜等，它們盤根錯節(jié)，交互成網(wǎng)，使風(fēng)、降水或地表水?dāng)y來的物質(zhì)有一部分停積其上。由于養(yǎng)分逐漸增多，導(dǎo)致其他植物著生，浮毯逐漸增厚、增密，為苔草等生長創(chuàng)造了條件。這些植物殘體沉入湖底，不能完全分解則形成泥炭。日積月累，水域底部逐漸增高，浮毯與水域底部堆積相連接后，水面縮小，且浮毯向水面中心推進。長此造成了整個深水水域沼澤化。目前對“浮毯”沼澤植物組成及其動態(tài)的研究較少，尤其是在淡水湖泊濕地開展研究較少，更缺乏長期定位觀測。

本研究于2012 年開始在黑龍江興凱湖湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站（原中國科學(xué)院興凱湖濕地生態(tài)研究站，簡稱興凱湖站）常年積水區(qū)綜合觀測場（也是該區(qū)典型湖岸“浮毯”沼澤分布區(qū)）開展“浮毯”植物群落長期定位觀測。本研究通過數(shù)據(jù)加工整理，公開發(fā)表2012–2018 年連續(xù)觀測的“浮毯”沼澤植物組成動態(tài)數(shù)據(jù)，以期推動“浮毯”沼澤植物研究及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展、服務(wù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護。本數(shù)據(jù)集不僅包括沼澤植物群落種類組成和優(yōu)勢群落特征觀測指標，相比其他植物數(shù)據(jù)集[2-3]，本數(shù)據(jù)還增加了植物地上與地下生物量，提高對“浮毯”沼澤植物生產(chǎn)力的認識。

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

興凱湖位于黑龍江省東南部的烏蘇里江流域，是中國、俄羅斯之間的界湖。興凱湖是地殼斷裂凹陷形成的構(gòu)造湖。在古生代，地殼運動使地槽發(fā)生褶皺隆起，形成密敦斷裂帶，即東支裂谷；新生代，東支裂谷局部基底斷裂沉降凹陷成湖泊，第三紀、第四紀受新構(gòu)造運動影響，地勢下降湖面增大；更新世后期，湖面縮小，出現(xiàn)碟型洼地和帶狀沙崗等地貌，形成大、小興凱湖[4]。地貌類型以河漫灘、湖灘為主，地勢低平，微地形復(fù)雜，多古河道、牛軛湖以及大面積的湖積低平原。從大湖邊緣起，向東北依次形成大湖崗、太陽崗、二道崗、荒崗與南崗，各崗圍繞大湖成東南西北走向的弧形沙丘（海拔70～80 m），各崗之間形成了沼澤濕地（海拔60～70 m）。受水文以及地形控制，湖岸區(qū)形成了以漂筏苔草為主、甜茅、睡菜等為輔的“浮毯”型泥炭沼澤濕地，是我國典型的“浮毯”型沼澤化過程區(qū)域之一。

“浮毯”沼澤位于小興凱湖東側(cè)、大興凱湖北岸（圖1），由大興凱湖湖水退縮而形成，面積約為100 km2。根據(jù)該觀測場植物群落組成特征，進一步選擇具有代表性的5 個觀測樣區(qū)，每個樣區(qū)50 m×50 m。每年在7–8 月份在每個觀測樣區(qū)內(nèi)隨機選擇1 個0.5 m×0.5 m 樣方開展植物調(diào)查工作。野外調(diào)查工作包括：（1）樣方內(nèi)所有植物物種與優(yōu)勢物種識別、密度計數(shù)、葉層平均高度與蓋度測量，其中蓋度是通過投影蓋度法測定同種植物類群所占整個樣方面積比例，在群落中具有最大密度、蓋度和生物量的物種定為優(yōu)勢種；（2）齊地割取樣方內(nèi)所有植物，帶回實驗室用于生物量測量。（3）室內(nèi)分析，剪取的植物按照物種進行分類，利用電子天平稱重并記錄鮮重，然后將植物裝入信封烘干至恒重（65 ℃），并用電子天平稱重記錄干重。由于調(diào)查工作中包括地上以及地下生物量的調(diào)查工作，不可避免地影響樣方內(nèi)植物群落，每年調(diào)查的樣方必須做好標記，避免對后續(xù)調(diào)查產(chǎn)生影響。

圖1 “浮毯”沼澤地理位置Figure 1 The location of kettle peatlands

2 數(shù)據(jù)樣本描述

本數(shù)據(jù)集包含植物組成和優(yōu)勢植物數(shù)據(jù)。植物組成是指生活在一定區(qū)域內(nèi)所有植物的集合。優(yōu)勢植物指對群落的結(jié)構(gòu)和組成形成具有明顯控制作用的植物[5]。表1 和表2 分別為沼澤植物組成與優(yōu)勢植物數(shù)據(jù)內(nèi)容說明。

表1 2012–2018 年沼澤植物組成數(shù)據(jù)說明Table 1 Data description of plant community in peatlands (2012-2018)

表2 2012–2018 年沼澤優(yōu)勢植物數(shù)據(jù)說明Table 2 Data description of dominant plant community in peatlands (2012-2018)

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

樣方調(diào)查前制定統(tǒng)一規(guī)范，采取固定人員調(diào)查方式，以減少誤差。調(diào)查過程中對于不能當(dāng)場確定的植物，需要采集植物標本，用于后續(xù)鑒定。植物鑒定根據(jù)易富科編寫的《中國東北濕地野生維管束植物》完成[6]。植物地上以及地下生物量測量前，必須將植物葉表以及根上附著的土壤清洗干凈，然后將植物分類后分別置于信封中進行烘干、稱重并記錄。調(diào)查完成后，調(diào)查人和記錄人對錄入數(shù)據(jù)進行核查，及時補充相關(guān)信息如植物種名，拉丁名等。最后，將紙質(zhì)版記錄材料存放于興凱湖站檔案室，以備核查。

4 數(shù)據(jù)價值

目前對濕地浮毯沼澤植物組成及其動態(tài)的研究較少，尤其是在淡水湖泊濕地開展研究較少，更缺乏長期定位觀測。本數(shù)據(jù)可以為從事自然地理、生態(tài)學(xué)研究的學(xué)生和科研人員提供支撐，也可為濕地生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)發(fā)展管理提供參考。

數(shù)據(jù)作者分工職責(zé)

秦雷（1990—），男，助理研究員，研究方向為濕地生物地球化學(xué)循環(huán)。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)匯總整理及論文撰寫。

鄒元春（1981—），男，研究員，研究方向為濕地生態(tài)。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)集的質(zhì)量控制。

姜明（1971—），男，研究員，研究方向為濕地生態(tài)。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)集的質(zhì)量控制。

趙志春（1971—），男，高級工程師，研究方向濕地動植物生態(tài)。主要承擔(dān)工作：野外調(diào)查與分類。

張童（1994—），男，助理工程師，研究方向濕地植物分類。主要承擔(dān)工作：室內(nèi)實驗分析。

路永正（1970—），男，副研究員，研究方向為濕地水文及水環(huán)境。主要承擔(dān)工作：野外調(diào)查與論文撰寫。