辽河中下游水生植物群落分布特征及与环境关系分析

杨占

(辽宁省林业调查规划监测院，辽宁 沈阳 110000)

辽河位于中国东北地区南部，自汉代称大辽河，五代以后称辽河。辽河发源于河北省平泉县七老图山脉的光头山，流经河北、内蒙古、吉林、辽宁四省区，全长1 345 km，注入渤海，流域面积21.9万km2[1]，是中国七大河流之一。辽河流域是中国水资源贫乏地区之一，特别是中下游地区，水资源短缺更为严重。由于大量人为因素，辽河已成为中国污染最重的河流之一。自2010年12月《辽宁省辽河保护区条例》[2]实施以来，辽河经过多年的治理，水污染虽然已经逐步减轻，但经济发展社会进步的迫切需求对其进行加速生态修复，恢复流域生态系统健康。

水生植物作为河流生态系统的重要组成部分，是生态系统中的初级生产者和功能的核心[3]。河流湿地的水生植物群落在为鸟类和鱼类提供了食物来源和栖息地的同时，还可以净化河流中的污染物，使整个河流生态系统中能量流动和物质循环中发挥重要的基础作用。有研究表明：水生植被的结构、功能和生态特征能综合反映河流水生态环境的基本特点和功能特性，具有很好的环境指示作用[4].对于河流水生植物、生境特征及两者相关性的研究在河流湿地的生态恢复、维持河流生态稳定性等方面都具有很大意义。本文通过对辽河中下游河流湿地水生植物群落大面积野外调查和环境数据采集的基础上，运用CCA排序分析来揭示辽河中下游流域主要水生植物分布与环境因子间的关系。

1 调查方法

在对辽河中下游进行基础情况调查后，选取具有代表性的河段，在水文监测站附近布设草本调查样方，对样方内的水生植物进行调查。河流水生植被调查于2015年6—9月进行。记录各样地水深、植被种类、数量、高度、盖度等。协同样地临近水文监测站采集总磷、总氮、水体pH值、溶解氧。通过对样地水样进行为期3个月的环境因子测定，取平均值进行分析。

数据分析采用生态学应用软件中用于约束与非约束排序的最流行工具：Canoco 5.0。该工具整合了排序以及回归和排列方法学，进行健全的生态数据统计。采用对物种数据和环境数据进行典范对应分析(CCA)排序分析。分析物种数据用物种重要值来反映物种群落与环境的关系。物种重要值= (相对高度+相对密度+相对盖度) /3。

2 调查结果

2.1 物种组成与分析

经统计，本次调查发现分布有水生植物44种，其中挺水植物12种、浮水植物6种、沉水植物6种。为便于统计，以各建群植物种为群系单位划分群落，得到14个主要群系，见表1。

表1 辽河中下游主要水生植物群落

由上表可见，在辽河中下游水生植物群落内，挺水植物群落最为常见，有7类，占所有样地比例的54%；浮水植物群落4类，分布占总样地数量的18%；沉水植物群落3类，分布占总样地数量的28%。

2.2 各群落对水环境的适宜性

不同的水环境因子对于不同的植被群落存在一定的差异，其中水深是最为主要的影响因子，也是本次调查中唯一的非水质环境因子，其次不同的群落类型的水质的耐受度亦有不同。对于水体pH值耐受最高的是碱蓬群落和水葫芦群落；总氮耐受最高的是狭叶香蒲群落；总磷耐受最高的是东方蓼群落；对低溶解氧耐受最高的是水葫芦群落。

2.3 环境因子与水生植物因子关系的典范对应性分析

典范对应分析(CCA)可分析植物群落组成与环境因子之间对应关系[5]。通过canoco5.0软件输出的物种与环境因子排序图(图1)。可以看出，第1轴和第2轴的特征值分别为0.871和0. 912，2个轴累积的贡献率和为67.9%。由此可认为该分析反映了水生植物的分布和外界水环境因子的变化情况。

图1 水生植物群落与环境因子二维排序图

图1反映出这些群落的分布有较为明显的规律变化，其中芦苇分布于该图的最顶端，碱蓬分布于该图的最右端，水葫芦分布于该图的最下端，它们和其他的群落有较为明显差异。而黑藻、金鱼藻、眼子菜、慈姑、沮草。这五种群落在图中分布较为集中，可见沉水植物和浮水植物的生境以及它们与水环境的依赖较为相似。由环境因子与排序轴的相关性可知，水深和排序轴1的斜度最小，可见水深对植物群落分布的影响最为明显。总磷浓度、总氮浓度、pH值、溶解氧浓度与排序轴1的相关性也相对较大。由此可知，水体的理化性质尤其是水体营养物质含量对水生植物群落的分布具有一定的指示意义。

从左到右水体环境内各种物质含量逐渐增加，而群落类型却逐渐减少，说明水体污染的程度是限制水生植物分布的原因之一。

3 结论与讨论

本次调查表明，在辽河中下游未分布有水生植物44种，14个群系。和南方的河流湖泊湿地水生植物分布比较，相对种类较少，且结构较为简单，水生植物生物多样性较低。特别是沉水植物类型较少，仅发现8种，3个群系。

辽河水生植物生物多样性较少的主要原因应为：(1)河流水污染、特别是水体富营养化导致河流水生植物种类较少。(2)同时由于各种因素辽河河流水量的减少[6]，部分流域成为半季节河，丰水期为河流，而枯水期为旱地，导致沉水植物和浮水植物的分布区减少。(3)人为干扰，特别体现在辽河下游盘锦市，由于对芦苇湿地的经营过程中通过人工割除、水分调控、盐分调控等方式[7]控制其草本沼泽湿地内除芦苇外的其他水生植物生长，导致在该段辽河湿地植被大面积仅有芦苇一种植物。

为加强辽河中下游地区的河流湿地生态稳定性，提高生物多样性水平。建议进一步加强治污，严格控污，改善水质。合理规划辽河水资源的利用，调整工农业的用水结构，在满足生产用水和农业用水的情况下保障河流基本生态需水。各地政府部门要加强宣教工作，提高人民对河流湿地的保护意识。建议逐渐停止对单一芦苇植被的湿地进行人工干预，使其逐步增加物种加强生态稳定性。同时，在水质污染得到缓解和治理后，要加强河流湿地生态修复工作，以恢复流域水生植物多样性，从而提高流域的生态服务功能。