銅仁市錦江河大型水生植物資源的初步研究

梁正其+沈正雄+黃娟+高健強+梅杰

DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2014.06.003

摘 要：錦江河地處喀斯特山區貴州省銅仁市，該河流水質清澈，大型水生植物豐富，水生生態保持較好。2013 年8-12月，對錦江河的水生植物群落及其物種多樣性進行了初步調查。結果顯示：錦江河中有水生植物10科13屬16種，其中輪葉黑藻Hydrilla verticillata、穗狀狐尾藻Myriophyllum spicatum、竹葉眼子菜Potamoton malaianus、喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides為優勢種。就優勢種而言，其生物量輪葉黑藻達到354.45 g/m2、穗狀狐尾藻達到337.23 g/m2、竹葉眼子菜達到240.15 g/m2；喜旱蓮子草達到227.94 g/m2。豐富的大型水生植物使錦江河的水生生態保持在良好的水平。

關鍵詞：錦江河；水生植物；生物量

大型水生植物既是水體生態系統中的組成部分，又是江河、湖泊、沼澤等水域中的重要生物資源。大型水生植物不僅對環境變化比較敏感，具有很好的指示作用[1]，為水產經濟動物提供生活和繁衍的場所，還具有吸附、過濾和沉淀水中的化合物并直接吸收和利用可利用態氮、磷，以及從周圍環境中交換吸附重金屬離子等，通過微生物的輔助作用達到凈化水質的效果[2]。另一方面，大型水生植物景觀還能夠給人一種清新、舒暢的感覺[3]。它們的存在對水域環境的理化特征和生物狀況有重要影響。近年來，一些河流、湖泊由于受到不同程度的污染，大型水生植物急劇減少，水體生態系統遭到破壞，水體自凈能力降低，藍、綠藻繁盛，導致水質下降[4]。許多國內外的學者們在利用水生植物凈化和修復污染水體方面做了大量工作[5-6]，找出了很多對水體凈化和修復有顯著作用的水生植物，并把它們運用于水體生態治理的生產實踐之中[7]。

錦江河位于銅仁市，銅仁為中亞熱帶季風山地濕潤氣候，四季溫暖，雨量充沛，大部分地區常年平均氣溫在15 ℃左右，年平均降雨量在1 140～1 400 mm之間，蘊藏著豐富的水資源。錦江河為主河流段，全程158 km，它由大、小兩江匯成，都發源于武陵山脈的主峰"梵凈山"的西南麓。其寬度在50～100 m之間，深度在30～50 m之間。該河流水生生態系統保持良好，是研究水生生態系統中各類群功能的理想場所。本研究旨在了解錦江河大型水生植物的種類組成以及物種多樣性，豐富錦江河基礎資料，探究它們在該河流中的生態功能，為加強銅仁市錦江河生態環境、河道和飲用水源地保護、開發和利用提供一定的參考資料，同時也為在污染水體生態治理中利用大型水生植物提供依據。

1 研究方法

1.1 采樣點

根據水流和地理方位確定調查和采集路線，選擇具有代表性的5個采樣點進行采集。上游龍井，中游（市區）三江公園、河濱公園、污水處理廠，下游甲州。

1.2 采樣時間及采樣方法

2013年8-12月，在錦江河設置5個采樣點進行樣品采集，每一個采樣點取3個重復樣方（1 m×1 m)，將樣方內的全部植物連根拔起，沖洗干凈，編號。對大型水生植物棲息地環境進行拍照，測量水溫、pH值，并對大型水生植物的植被分布和群落結構進行觀察。然后將樣品帶回實驗室后，進行鑒定，并將所有樣品洗凈、分出種類，待其附著的水分風干后用天平稱其濕重，統計生物量。

2 結果與分析

2.1 各采樣點水體基本情況

采樣期間，錦江河5個采樣點的水溫、pH、透明度見表1。水溫為11.3～31.5 ℃，pH為6.0～6.5，透明度為171～246 cm。隨著采樣時間不同水溫差異較大，但各樣點之間變化不大。

表1 錦江河水體基本情況

采樣點

龍井 污水處理廠 三江公園 河濱公園 甲州

水溫/ ℃ 30.1～11.3 31.7～10.1 31.5～11.9 31.5～11.8 31.5～11.4

pH 6.2 6.3 6.5 6.3 6.4

透明度/cm 246 171 223 209 237

2.2 各采樣點調查結果

2.2.1 龍井 河寬約50 m，水深約0.5～2.1 m，河水清澈見底，河底可見卵石、泥沙，水流平緩，共獲大型水生植物3科5屬8種，按其生活型分類全部為沉水植物，苦草(VaUisneria spiralisL)、輪葉黑藻(HydriUaverticiUataRoyle)為優勢種，還有穗狀狐尾藻（Myriophyllum spicatum）、菹草（Potamogetoncrispus）、微齒眼子菜（Potamoton maackianus)、篦齒眼子菜(Potamogoton pectinatus)、竹葉眼子菜(Potamoton malaianus)、角果藻(Zannichellia palustris)。

2.2.2 污水處理廠 該處為市區污水處理排放點，河寬約70 m，水較深，此處大型水生植物類型仍然以沉水類型為主，以苦草、竹葉眼子菜、輪葉黑藻為常見種。挺水植物以藨草(Scirpus triqueter)和喜旱蓮子草(Alternantheraphiloxeroides)為優勢種，沿岸有少量水芋(Eomecon chionanthahance)，在岸邊成點狀分布，該樣點一共采集到5科6屬6種大型水生植物，挺水植物3科3屬3種，沉水植物2科3屬3種。

2.2.3 三江公園 河寬約100 m，水較深，底質泥沙，水流緩慢，挺水植物有喜旱蓮子草(Alternanthera philoxeroides)、藨草、慈姑（Sagittaria sagittfolia)，水芋，喜旱蓮子草(Alternanthera philoxeroides)為優勢種。沉水植物有苦草、竹葉眼子菜、輪葉黑藻、穗狀狐尾藻。共采集7科8屬8種，挺水植物4科4屬4種，沉水植物3科4屬4種。

2.2.4 河濱公園 該水域流經城市中心，河寬約100 m，水較深，底質泥沙，水流緩慢，河岸邊挺水植物蘆葦（Phragmites communis）呈帶狀分布，長勢非常茂盛。挺水植物還有少量藨草和喜旱蓮子草。沉水植物有苦草、竹葉眼子菜、輪葉黑藻、穗狀狐尾藻、小茨藻（Najas minor)。該采樣點一共采集到7科8屬8種大型水生植物，挺水植物3科3屬3種，沉水植物4科5屬5種。

2.2.5 甲州 河寬約120 m，水較深，底質泥沙，水流緩慢，該處水域水質清澈見底，以沉水植物中的輪葉黑藻和穗狀狐尾藻為優勢種。還有少量金魚藻（Ceratophyllum demersum）、竹葉眼子菜、苦草。挺水植物有荊三棱（Scirpus yagara)、喜旱蓮子草。在這一共采集到6科7屬7種大型水生植物。

經調查發現在這5個采樣點中所采集到沉水植物居多，挺水植物次之，沒有發現漂浮和浮葉植物。

2.3 錦江河大型水生植物資源狀況

2.3.1 錦江河大型水生植物的種類 從上游龍井到下游甲州，共計16種，隸屬10科13屬。其中，沉水植物分布廣，數量繁多，共計5科7屬10種；挺水植物共計5科6屬6種。沉水植物占采集種類的62.5%，挺水植物占37.5%，見表2。

2.3.2 各樣點優勢種的生物量 5個采樣點的采樣結果顯示，錦江河大型水生植物的優勢種是：輪葉黑藻、穗狀狐尾藻、竹葉眼子菜和喜旱蓮子草。這說明錦江河是一條以沉水植物為優勢種群的河流。4種優勢種的生物量見表3。

表2 錦江河大型水生植物種類

科 種 生態類型

水鱉科Hydrocharitaccae 苦草VaUisneria spiralisL 沉水

輪葉黑藻HydriUavertici UataRoyle 沉水

眼子菜科Potamogetonaceae 竹葉眼子菜Potamoton malaianus 沉水

菹草Potamogetoncrispus 沉水

篦齒眼子菜Potamogoton pectinatus 沉水

微齒眼子菜Potamoton maackianus 沉水

角果藻Zannichellia palustris 沉水

小二仙科Haloragidaceae 穗狀狐尾藻Myriophyllum spicatum 沉水

金魚藻科Ceratophyllaceae 金魚藻Ceratophyllum demersum 沉水

茨藻科Najadaceae 小茨藻Najas minor 沉水

莎草科Sedge family 藨草Scirpus triqueter 挺水

荊三棱Scirpus yagara 挺水

禾本科gramineous 蘆葦Phragmites communis 挺水

莧科Amaraathaceac 喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides 挺水

澤瀉科Alismaceae 慈姑Sagittaria sagittfolia 挺水

天南星科Araceae 水芋Eomecon chionanthahance 挺水

表3 錦江河大型水生植物優勢種的生物量

g/m2

物種 采樣點

龍井 污水處理廠 三江公園 河濱公園 甲州

輪葉黑藻 341.25 5.86 97.25 85.96 354.45

穗狀狐尾藻 41.28 0 191.14 95.57 337.23

竹葉眼子菜 12.55 161.3 11.64 32.26 240.15

喜旱蓮子草 0 187.25 187.85 78.82 227.94

3 討論

3.1 錦江河大型水生植物資源的組成及分布特點。

詳見表4。

3.2 沉水植物的繁盛與錦江河的水體自凈能力

整個錦江河以沉水植物為優勢種，各采樣點從上游龍井至下游甲州都有其大量分布。經國內外學者研究得出一些沉水植物對水體中的總氮、總磷、硝態氮和正磷酸鹽有較好的去除效果，且馬來眼子菜、苦草、輪葉黑藻等水生植物對水體的總氮、總磷、硝態氮和正磷酸鹽都有較好的去除效果，以馬來眼子菜和苦草的效果最好，去除率在80%以上[8]。植物光合作用豐富水中溶氧，部分菹草、水毛茛等在冰下水體中有增氧作用[1]。實踐表明，凡菹草繁茂的水體，冬季水下是不容易缺氧的[1]。許多種類的沉水植物都是當地水域的優勢物種，并且其根部、葉部都可以蓄積很高含量的重金屬（根部含量大于葉部含量）[9-10]蓄積植物。例如，輪葉黑藻是印度一熱電站當地水生植物中最好的蓄積植物[11]，在澳大利亞南昆士蘭地區對狐尾藻的調查研究中發現，狐尾藻蓄積重金屬的能力最強，其蓄積Zn、Cd分別達4 300 mg/g、6.5 mg/g [11]；另外，沉水植物中苦草、輪葉黑藻、菹草、龍須眼子菜（Potamogeton pectinatus）和水池草（Groenlandia densa）等對重金屬也具有很強的耐受能力和蓄積去除能力，并證實了植物體根部積累能力最強[12]。目前，對沉水植物修復重金屬污染研究較多的一個方向是利用植物吸附重金屬，以達到去除的目的。錦江河中的這些大型水生植物為河流水體的自凈起到了重要作用，維持了該水域生態平衡。錦江河中的大型水生植物，尤其是以沉水植物為優勢種的狀況，目前在國內河流中鮮有報道，將會為受污染的河流、湖泊的生態治理提供借鑒。

表4 錦江河大型水生植物的種類與喀斯特

山區花溪河大型水生植物種類的比較

生態類型 花溪河 錦江河

輪葉黑藻 輪葉黑藻

水車前 微齒眼子菜

馬來眼子菜 篦齒眼子菜

沉水 五針金魚藻 竹葉眼子菜

小眼子菜 穗狀狐尾藻

穗狀狐尾藻 角果藻

角果藻 金魚藻

有柄水苦荬 小茨藻

澤星宿菜 苦草

水芹 菹草

苦草

挺水 水蓼 慈姑

石菖蒲 藨草

喜旱蓮子草 荊三棱

茴茴蒜 水芋

喜旱蓮子草

蘆葦

種數 15種 16種

參考文獻：

[1] 李峰,謝永宏,陳心勝,等.黃河三角州濕地水生植物組成及生態位[J].生態學報,2009,29(11):6258-6265

[2] 屠曉翠,蔡妙珍,孫建國.大型水生植物對污染水體的凈化作用和機理[J].安徽農業科學,2006,34(12):2843-2844

[3] 單衍芳.銀川市部分城市濕地水生植物多樣性調查及評價[J].寧夏農林科技,2013,54(07):88-89

[4] 李中強,任慧,郝孟曦,等.斧頭湖水生植物多樣性及群落演替研究[J].水生生物學報,2012,36(6):1018-1025

[5] 李文朝.富營養水體中常綠水生植被組建及凈化效果研究[J].中國環境科學,1997,17(1):53-57

[6] Oseph B,Hughes J.Transformation of TNT by aquatic plants and plant tissue culture[J].Envion Sci Tech, 1997,31(1):266-271

[7] 楊明鏡,李成仙,姚俊杰,等.喀斯特山區花溪河大型水生植物資源的初步研究[J].水生態學雜志,2009,2(3):13-17

[8] 雷澤湘,謝貽發,徐德蘭,等.大型水生植物對富營養化湖水凈化效果的試驗研究[J].安徽農業科學,2006,34(3):553-554

[9] Nirmal-KumarJI,Soni H,Kumar R N,et al.Macrophyte in phytoremediation of heavy metal contaminatedwater and sediments in Pariyej Community Reserve,Gujarat,India[J].Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences,2008,8:193-200

[10] Mishra V K,Upadhyay A R,Pandey S K,et al.Concentrations of heavy metals and aquatic macrophytes of Govind Ballabh Pant Sagar an anthropogenic lake affected by coal mining effluent[J].Environmental Monitoring and Assessment,2008,141:49-58

[11] 王謙,成水平.大型水生植物修復重金屬污染水體研究進展[J].環球科學與技術,2010,33(5):97-99

[12] 種云霄,胡洪營,錢易，等.大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展[J].環境污染治理技術與設備,2003,4(2):36-40

Aquatic Macrophyte resources of Jinjiang River in Tongren city

LIANG Zheng

________________________________________

qi，SHEN Zheng

________________________________________

xiong，HUANG Juan， GAO Jian

________________________________________

qiang，MEI Jie

(Key Laboratory of Special Wildlife Resources in Fanjing Mountain,

Department of Bioscience and Chemistry, Tongren University, Tongren, Guizhou 554300)

Abstract：Jinjiang River locates in the suburb of Tongren city, Guizhou province.The water aeological systemis well with 900d water quality, and abundant aquatic macrophyte in the river. Aquatic plant population and species diversity were investigated from Aug to Dec, 2013. Results showed that there were 16 species of aquatic plants belonging to 10 families in Jinjiang River. Among them, Hydrilla verticillata, Myriophyllum spicatum, Potamoton malaianus and Alternanthera philoxeroides were the predominant species. The biomass of Hydrilla verticillata, Myriophyllum spicatum,Potamoton malaianus and Alternanthera philoxeroides reached 354.45 g/m2, 337.23 g/m2, 240.15 g/m2and 240.15 g/m2,respectively. Flourish aquatic plants kept water ecological system of Jinjiang River at a nice level.

Key words：Jinjiang River; Aquatic plant; biomass

（收稿日期：2014-03-16）《河北漁業》2014年第6期(總第246期)

[11] 王謙,成水平.大型水生植物修復重金屬污染水體研究進展[J].環球科學與技術,2010,33(5):97-99

[12] 種云霄,胡洪營,錢易，等.大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展[J].環境污染治理技術與設備,2003,4(2):36-40

Aquatic Macrophyte resources of Jinjiang River in Tongren city

LIANG Zheng

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qi，SHEN Zheng

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xiong，HUANG Juan， GAO Jian

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qiang，MEI Jie

(Key Laboratory of Special Wildlife Resources in Fanjing Mountain,

Department of Bioscience and Chemistry, Tongren University, Tongren, Guizhou 554300)

Abstract：Jinjiang River locates in the suburb of Tongren city, Guizhou province.The water aeological systemis well with 900d water quality, and abundant aquatic macrophyte in the river. Aquatic plant population and species diversity were investigated from Aug to Dec, 2013. Results showed that there were 16 species of aquatic plants belonging to 10 families in Jinjiang River. Among them, Hydrilla verticillata, Myriophyllum spicatum, Potamoton malaianus and Alternanthera philoxeroides were the predominant species. The biomass of Hydrilla verticillata, Myriophyllum spicatum,Potamoton malaianus and Alternanthera philoxeroides reached 354.45 g/m2, 337.23 g/m2, 240.15 g/m2and 240.15 g/m2,respectively. Flourish aquatic plants kept water ecological system of Jinjiang River at a nice level.

Key words：Jinjiang River; Aquatic plant; biomass

（收稿日期：2014-03-16）《河北漁業》2014年第6期(總第246期)

[11] 王謙,成水平.大型水生植物修復重金屬污染水體研究進展[J].環球科學與技術,2010,33(5):97-99

[12] 種云霄,胡洪營,錢易，等.大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展[J].環境污染治理技術與設備,2003,4(2):36-40

Aquatic Macrophyte resources of Jinjiang River in Tongren city

LIANG Zheng

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qi，SHEN Zheng

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xiong，HUANG Juan， GAO Jian

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qiang，MEI Jie

(Key Laboratory of Special Wildlife Resources in Fanjing Mountain,

Department of Bioscience and Chemistry, Tongren University, Tongren, Guizhou 554300)

Abstract：Jinjiang River locates in the suburb of Tongren city, Guizhou province.The water aeological systemis well with 900d water quality, and abundant aquatic macrophyte in the river. Aquatic plant population and species diversity were investigated from Aug to Dec, 2013. Results showed that there were 16 species of aquatic plants belonging to 10 families in Jinjiang River. Among them, Hydrilla verticillata, Myriophyllum spicatum, Potamoton malaianus and Alternanthera philoxeroides were the predominant species. The biomass of Hydrilla verticillata, Myriophyllum spicatum,Potamoton malaianus and Alternanthera philoxeroides reached 354.45 g/m2, 337.23 g/m2, 240.15 g/m2and 240.15 g/m2,respectively. Flourish aquatic plants kept water ecological system of Jinjiang River at a nice level.

Key words：Jinjiang River; Aquatic plant; biomass

（收稿日期：2014-03-16）《河北漁業》2014年第6期(總第246期)