卧龙湖湖岸带植物丰度多样性及其截留净化能力分析

赵光辉

摘 要：根据2014年春夏秋季共30个样地的调查结果，记录到卧龙湖湖岸带植物27种，分属16科25属，为单一草本植物，季相明显，优势种为菖蒲、芦苇、青绿苔草、矮蒿、浮毛茛、野大豆等。单因素方差分析显示卧龙湖各季节湖岸带植物丰度差异不显著（P=0.639>0.05），研究期间湖岸带植物丰度均值1 808.9株/样方，各样方丰度空间变异性较低。卧龙湖湖岸带植物Margalef丰富度指数（5.33）较低，Pielou均匀度指数（0.72）和Shannon-Wiener多样性指数（1.71）较高，说明植物种群分布相对均匀，生态优势度低。卧龙湖天然湖岸带受损，生境异质性下降，湖岸带植物种类较少、丰度较低，植物分布虽然相对均匀，但分布片段化、狭窄，原有的生态功能衰退，污染物转化和拦截功能降低。

关键词：湖岸带植物 丰度 多样性 截留净化能力 卧龙湖

中图分类号：X17 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0129-04

湖岸带是水生生态系统与陆生生态系统之间的生态交错带，具有独特的空间特征和边缘效应，生境情况复杂多变[1-4]。自然状态下形成的湖岸带多表现为连续分布的植被带，它既能承载水体循环、保持水土，又能调节温湿度、改善生态环境，更重要的是它能通过渗透、过滤、吸收、沉积和截留等作用来削减到达表面水体或地下水体的径流量及载污量，起到缓冲带的作用[5]。

卧龙湖（123°8′43″～123°20′4″E，42°41′4″～42°48′3″N）位于辽宁省北部的康平县，内蒙古科尔沁沙地南缘，辽河上游西岸，是以保护水禽栖息地和水生物资源为目的的湖泊型省级自然保护区，属于中国一级生态敏感带。2012年，卧龙湖凭借其重要的生态地位，被列入国家湖泊生态环境保护17个试点之一。因此，开展卧龙湖湖岸带植物丰度多样性的调查并进一步分析其截流净化能力尤为重要，对于卧龙湖国家湖泊生態环境保护试点工作具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 调查方法

采用样方法调查，基于代表性取样和随机取样相结合的方法沿湖岸带设置样地，样方为5 m×5 m。2014年春季（5月）、夏季（8月）、秋季（10月）对卧龙湖采样调查3次，每次设置10个样地，采用GPS定位。

1.2 计算方法

Margalef丰富度指数（R）、香农-威纳多样性指数（Shannon-Wiener Index，H）、Pielou均匀度指数（J）。

S为各样点物种数，Ni为各样点某一物种的数量，N为各采样点所有物种总数。

1.3 分析方法

采用单因素方差分析植物丰度、多样性的季节变化，此分析在SPSS 22.0软件中实现。

2 结果与分析

2.1 湖岸带植物种类

根据2014年春、夏、秋季3次×10个样地的调查结果，记录到卧龙湖湖岸带植物27种，分属16科25属，为单一草本植物，季相明显，各河流流经地会出现由不同的共优种群组成的群落特征。

具体植物种类见表1。

群落的物种数是最直观、最有效地反映群落多样性的指标，它是指样地群落中所出现的物种数量，是与物种多样性指数和均匀度呈紧密正相关的一个指标[6]。卧龙湖湖岸带主要植物组成有菖蒲、芦苇、青绿苔草、矮蒿、浮毛茛、野大豆等。

从图1可以看出，卧龙湖湖岸带植物所含种数占优势的科为禾本科（7种，占总种数25.9%）、菊科（4种，占总种数14.8%）、木贼科（2种，占总种数7.4%）、毛茛科（2种，占总种数7.4%），即区系组成中≥2种的科有4科，占科总数的25.0%，仅含1种的属有25属，占属总数的92.6%，说明卧龙湖湖岸带植物群落科属组成较为分散。

卧龙湖湖岸带植被以草本植物为主。草本植物是生态系统的先锋植物，适应力强，有较宽的生态位，生活史短暂，且能及时调整以适应环境的变化，同时，生境的复杂性以及人为和自然干扰的影响使河岸带草本植物的分布规律更加多变，因此，湖岸带草本植物的群落特征更能反映出湖岸带生态系统受自然或人为因素干扰所发生的环境变化[4，7，8]。

2.2 湖岸带植物丰度时空变化特征

卧龙湖湖岸带植物丰度特征见表2。研究期间，卧龙湖湖岸带植物丰度均值1 808.9株/样方，呈现从春季到秋季逐渐递减趋势，即春季>夏季>秋季。卧龙湖湖岸带植物春季丰度为1 915.2株/样方，夏季为1 812.5株/样方，秋季丰度为1 698.9株/样方。各样方丰度空间变异性较低。

经单样本非参数K-S检验，卧龙湖湖岸带植物丰度呈正态分布。单因素方差分析显示卧龙湖各季节湖岸带植物丰度差异不显著（P=0.639>0.05）。

2.3 湖岸带植物多样性时空变化特征

卧龙湖湖岸带植物多样性特征见表3。研究期间，各点位丰富度指数变化范围为3.0～7.0，均值为5.33；均匀度指数变化范围为0.13～0.92，均值为0.72；多样性指数变化范围为0.27～2.25，均值为1.71。均匀度指数和多样性指数具有相同的变化规律，夏季>秋季>春季；丰富度指数夏季>春季>秋季。3种多样性指数变异系数范围0.10～0.38，表明各样点空间差异较小。

单因素方差分析显示卧龙湖湖岸带植物丰富度指数（P=0.724>0.05）、均匀度指数（P=0.404>0.05）、多样性指数（P=0.598>0.05）各季节差异都不显著。

植物物种多样性直接或间接体现物种结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异，植物群落物种多样性指数反映了植物群落内各植物种类的多少及各植物物种的数量在种间分布的均匀程度[6]，卧龙湖湖岸带植物丰富度指数较低，均匀度指数和多样性指数较高，说明植物种群分布相对均匀，生态优势度低。

卧龙湖湖岸带植物多样性的空间变化见图2。总体上，各样点植物物种的丰富度指数、均匀度指数、多样性指数反映出基本一致的趋势，物种多样性指数与物种均匀度指数呈正相关。

卧龙湖湖岸带植物丰富度指数低、各样点差异小，7号点的丰富度指数7.0，相对较高，6号点的丰富度指数较低，各季节以芦苇、青绿苔草、菖蒲3种植物为主，另外，春季有少量浮毛茛，夏季有少量萎陵菜。

1号点和7号点均匀度指数分别为0.38和0.52，相对较低，说明这两个点位由较少的物种占优势，1号点是矮蒿占绝对优势，7号点是青绿苔草占绝对优势，菖蒲次之，矮蒿、青绿苔草、菖蒲为密集生长型植物，具有较高的盖度和较强的竞争作用，使得群落下层物种不能获得足够的营养和生存空间而受到抑制；9号点、6号点、10号点均匀度指数较高，均值≥0.85，说明群落中物种个体数目分配均匀，优势种不明显。

1号点和7号点多样性指数较低，均值分别为0.92和1.46，说明群落中种数较少，各种个体分配不均匀，指示群落多样性较低。3号点、10号点多样性指数较高，均值>2.00，说明该样点植物种类多样，生态功能和景观异质性高。

3 湖岸带植物截留净化能力分析

生境是决定湖岸带植物分布格局的主导因子，近年来，卧龙湖湖滨带的湿地形态特征发生了明显的改变，农业生产、生活、旅游等人为活动造成土地过度开垦，原有的湖岸带湿地许多已被改造成耕地、环湖路等，破坏了湖岸带原有的湿地生态系统。湖岸植物带的宽度大大变窄，局部地段甚至紧剩数十米乃至消失。2013年卧龙湖发生水灾，最高水位89.17 m，水深超过2 m，淹没耕地12 266亩，其中环湖路内水淹耕地面积8 294亩，浅水区消失殆尽、滩涂大幅减少，湖岸带植物遭到更严重的破坏。

目前，国家良好湖泊生态保护试点项目在康平湾地区实施了一定的生态恢复项目，临近环湖路约30～50 m的區域形成了一道生态屏障，但在老坝根至环湖之间大量的浅水区仍然没有植被，自康平湾至北排基本无植被，北排至东马莲河近岸区域，仅有零星的植被生长。

综上，卧龙湖天然湖岸带受损，生境异质性下降，湖岸带植物种类较少、丰度较低，植物分布虽然相对均匀，但分布片段化、狭窄，原有的生态功能衰退，污染物转化和拦截功能降低。

参考文献

[1] Gregory SV，Swanson FJ，McKee WA，et al.An ecosystem perspective of riparian zones：Focus on links between land and water[J].BioScience，1991（4）：540-551.

[2] 郭二辉，孙然好，陈利顶.河岸植被缓冲带主要生态服务功能研究的现状与展望[J].生态学杂志，30（8）：1830-1837.

[3] 王青春，邓红兵，王庆礼.基于生物多样性保护的河岸带植被管理对策[J].生态学杂志，2006，25（6）：682-685.

[4] 张文丽，夏会娟，张远，等.东辽河河岸带草本植物物种多样性及群落数量分析[J].生态学杂志，2014，33（5）：1142-1149.

[5] 袁小环，滕文军，杨学军，等.北京市河流滨岸带植被调查[J].中国野生植物资源，2012，31（5）：68-71.

[6] 李悦，马溪平，李法云，等.细河河岸带植物多样性研究[J].广东农业科学，2011（19）：131-134.

[7] 陈杰，郭屹立，卢训令，等.伊洛河流域草本植物群落物种多样性[J].生态学报，2012，32（10）：3021-3030.

[8] 郭屹立，卢训令，丁圣彦.伊洛河河岸带生态系统草本植物功能群划分[J].生态学报，2012，32（14）：4434-4442.