信阳南湾水库消落带植物群落结构分析

付满意

（信阳农林学院林学院，河南 信阳 464000）

消落带是指江河、湖泊等自然流域或水库等人工水域由于受到季节性影响、人为蓄水泄洪等原因导致的河岸水位线周期性涨落，从而引起岸边带状区域周期性露出水面的特殊河岸带[1-3]，是一种介于水域和陆地2种环境的周期性过渡区域[4]。由于消落带水位反复变化、水淹持续时间不定，导致消落带生态环境极其恶劣，能够适应生长的植物种群十分有限，植物多样性匮乏，水土严重流失等现象[5]。因此研究消落带上现有植物组成及群落多样性特征对开展消落带生物多样性保护、生物群落恢复和构建具有十分重要意义[6]。

目前关于消落带的研究主要集中在三峡水库，不仅对三峡水库消落带植物群落物种组成及群落分布特征等进行了比较全面地研究[7-9]，而且对三峡水库消落带上土壤的氮形态变化、磷形态特征以及土壤化学性质年际变化特征都开展了研究[10-12]，还针对三峡水库消落带上现有适生植物开展了相关植物生理生化方面的研究[13-17]。但有关地方性中小水库消落带的研究相对较少，笔者通过对河南省信阳市南湾水库消落带植物种群的调查，分析了南湾水库消落带植物组成及多样性特征，以期为今后南湾水库消落带植物种群构建与优化、库区周边水土保持、水库生态保护与恢复等提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

研究地南湾水库位于河南省信阳市浉河区中部（113°41′E～114°02′E，31°43′N～32°11′N），距 市 中 心7 km，水域面积25.06 km2。该区域属于亚热带向暖温带的过渡区，是典型的季风气候类型，降水量丰富，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，可达全年降水量的54%。

1.2 试验方法

于2019年7—8月采用典型取样法进行野外调查。为了使所选择的样点具有代表性，能够体现和代表消落带植物生长环境，且使选取的样点周边受环境影响最小，共设置了3个采样点，均选取在水库东侧半阳坡向，基本涵盖水库的上、中、下游区域（见图1）。在前期查阅相关资料了解南湾水库近10 a水位变化高程的基础上，结合实际将采样点划分成低水位高程（95～100 m）和高水位高程（100～105 m）2个水位高程，每个水位高程平行设置5个调查样方，样方大小为1 m×1 m，样方间距1 m，共设置30个样方。详细记录样方内每种植物的种类、数量、频度、盖度。实地调查完成后，结合现场植物照片和标本，查阅《中国植物志》[18]和《河南植物志》[19]对样方内植物种类进行鉴定与生活型分类。

图1 南湾水库消落带植物调查采样点分布

1.3 数据整理与分析

重要值是一个综合性评价指标，用来评价群落中各物种的相对重要性[20-21]。首先运用Excel 2016软件对调查样方内的植物进行分类统计，并分别按公式（1）～（6）计算出频度、相对频度、盖度、相对盖度、密度和相对密度，再按公式（7）计算出重要值。

2 结果与分析

2.1 植物种类组成

根据调查结果，南湾水库消落带共发现植物14科31属34种，其中菊科（Compositae）共有5属8种是主要优势种；禾本科（Gramineae）有5属5种，豆科（Leguminosae）有5属5种，唇形科（Labiatae）有4属4种属于亚优势种；蓼科（Polygonaceae）和杨柳科（Salicaceae）分别有2属2种，酢浆草科（Oxalidaceae）、苋 科（Amaranthaceae）、莎 草 科（Cyperaceae）、伞形科（Apiaceae）、蔷薇科（Rosaceae）、灯心草科（Juncaceae）、车前科（Plantaginaceae）和报春花科（Primulaceae）均有1属1种，属于伴生种（见图2）。

图2 南湾水库消落带植物科属种统计结果

2.2 不同水位高程植物生活型组成

对调查区域内的植物进行生活型分类，共有5种生活型，分别是一年生草本、一年生或两年生草本、多年生草本、灌木和乔木（苗）。其中多年生草本有15种，其数量最多，一年生草本有11种，一年生或两年生草本有4种，灌木有2种，乔木（苗）有2种（见图3）。

图3 不同水位高程植物的生活型及其数量

2.3 不同水位高程的物种重要值

由表1和表2可知，低水位高程共有19种植物，高水位高程共有28种植物，高水位高程的物种多样性要高于低水位高程，在高水位高程中重要值较高的翼果薹草、巴天酸模等很多物种在低水位高程并未被发现，且不同水位高程的优势种也有区别；依据重要值分析，菊科、禾本科、豆科植物占南湾水库消落带主要位置；低水位高程中按照重要值由大到小排序前三名物种依次是牛鞭草、小蓬草和鸡眼草，高水位高程中按照重要值由大到小排序前三名物种依次是鸡眼草、牛鞭草和翼果薹草。

表1 低水位高程不同植物的物种重要值

3 讨 论

信阳南湾水库消落带历经数十年的水位波动变化，植物种类基本趋于稳定，该调查结果表明：南湾水库消落带的植物种类单一，群落结构简单，主要以菊科、禾本科、豆科植物为主，这与三峡水库相关消落带研究的结果类似[22-24]。由于消落带区域水位的反复涨跌，导致植物生长环境长期处于水淹—干旱交替的无规律状态，只有那些具有较强适应性的植物能够生存，例如能够在较短时间实现植被覆盖的菊科植物以及能够利用根蘖或根茎进行无性繁殖的禾本科植物[25]。

在南湾水库消落带中，主要以一年生草本、一年生或两年生草本和多年生草本3类生活型为主，偶见灌木，高水位高程样点未见乔木，仅在低水位高程部分样方发现乔木幼苗。在低水位高程中，一年生草本占据主要优势；而在高水位高程中，则多年生草本的占比较高。这是由于在消落带低水位高程区域中，水位下降露出地面的时间更短、更无规律，而一年生草本能够在水位下降时迅速占据有利空间发芽生长，以最短的时间完成生命周期，并产生下一代种子；而在高水位高程中，相较于水淹时间露出时间更多，对于一年生草本植物每年都要重新经历发芽生长全生命周期来说，多年生草本能够利用原有根系更快生长，并占据更多的生长空间和资源养分，更具有种群优势。因此，不同水位高程的优势物种略有差别，但差别不大，主要是一些耐水淹物种和具有较强竞争力的物种有差别。此外，鸡眼草的数量和优势性在南湾水库消落带的表现比较突出，这可能与鸡眼草的化感作用有一定关系[26]，有待进一步研究。