不同干擾條件下鏡湖濕地植物多樣性調查研究

李王穎 陽檸燦 肖楊 徐若琳 譚麗亞 劉冰 胡忻 王海

摘要：進行了鏡湖濕地植物群落的調查研究，研究了不同干擾條件下（林地區、草地區、水庫區與建設用地區）鏡湖濕地植物多樣性概況。研究結果表明：鏡湖濕地4個區域中共有植物物種150種，分屬75科90屬，主要以被子植物為主（140種）。①林地區域上共有植物103種，優勢物種合歡（Albizia julibrissin Du-razz.）的株高，樣方所有植物蓋度及生物量分別為75.6em，85.6%，1608.1g/m²，該區的Shannon-Win-ner指數，Pielou均勻度指數和Simpson植物優勢度指數分別為2.1，0.9與0.64;②草地區域共有植物95種，優勢物種早熟禾（Poaannua LI）的株高，樣方所有植物蓋度及生物量分別為20.1em，79.4%，387.9g/m²，Shannon-Winner指數，Pielou均勻度指數和Simpson植物優勢度指數分別為1.8，0.7與0.65;③水庫區域上共有植物69種，優勢種喜旱蓮子草（Alternanthera philoxeroides（Mart.）Griseb）的株高，樣方所有植物蓋度及生物量分別為6.3cm，59.3%，227.8g/m²，Shannon-Winner指數，Pielou均勻度指數和Simp-son植物優勢度指數分別為1.1，0.4與0.8;④建設用地區域上共有植物73種，優勢種諸葛菜的株高，樣方所有植物蓋度及生物量分別為18.9cm，55.8%，355.4g/m²，Shannon-Winner指數，Pielou均勻度指數和Simpson植物優勢度指數分別為1.2，0.5與0.7。從整體上看，紹興鏡湖濕地植物資源較豐富，物種多樣性較高。但不同干擾條件，會影響不同區域的物種多樣性及物種組成。

關鍵詞：濕地植物;優勢種;多樣性;鏡湖濕地

中圖分類號：X36 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）16-0017-04

1引言

濕地具有較高的生物多樣性，兼具有調節徑流、蓄洪防旱、調節氣候、美化環境等作用，被譽為“地球之腎。濕地植物作為濕地生物多樣性的重要組成之一，在調節氣候、決定濕地降解污染物、發揮凈化功能等方面具有重要影響。近年來，受人類活動和氣候變化的影響，特別是人類活動干擾等帶來的自然濕地土地利用類型的變化（如自然濕地轉變成為濕地公園等）導致濕地生物多樣性銳減，生態環境惡化加劇。目前，林地、草地、水庫、建設用地等是濕地的土地利用的主要類型。濕地土地利用以及植被的變化對濕地生態環境乃至全球環境變化的影響起著舉足輕重的作用，而且濕地的土地利用以及植被變化的定量研究可為動態監測濕地環境變化和持續利用濕地資源提供科學依據。此外，一些外來植物種如一年蓬、空心蓮子草、鳳眼蓮等，隨著濕地土地類型的變化等干擾影響，更加的繁盛。

研究表明，不同濕地研究方法存在較大差異，想要制定出適宜的研究方法，必須考慮實際情況、事先對所研究地區有一定的調查比如對所研究地區可以根據干擾情況不同采用“分區域”研究的方法，這樣可以使得整個研究更為直觀、順暢，從而更有利于研究。大面積研究地區劃分，可以按不同區域的屬性不同劃分，比如土壤狀況、結構，植物組成和功能等特性劃分，常見的可以按不同區域的功能劃分（如草地區域、林地區域、荒漠區域、水庫區域、建設用地等）。將大面積的研究區域劃分后，開始研究不同區域的一些植物屬性，地理屬性，功能屬性，在這其中可以用一些生態學上的統計方法，使得整個研究進展更為清晰。在劃分研究區域之后，根據“分區域”的研究方法可以獲得一些更有價值的研究結論。

紹興鏡湖濕地是一個水生生態系統與陸地生態系統相結合的生態系統，面積較大，要對整個鏡湖濕地進行研究可以采用上述提到的“分區域”研究方法，將鏡湖濕地劃分為幾個區域，使得研究更有條理，更為簡便。然而，“分區域”研究，特別是近年來不同干擾條件的影響下鏡湖濕地植物的多樣性方面的研究較缺乏。本研究擬通過對鏡湖濕地植物的“分區域”調查分析，并通過多樣性指標（Shannon-winner指數，Pielou均勻度指和Simpson植物優勢度指數等）的計算分析，擬得出隨著土地利用類型變化等干擾因素對濕地植物分布以及物種多樣性產生的影響，為濕地建設、植物多樣性保護與治理提出建議，更好的發揮濕地的美學價值、經濟價值與生態價值。

2研究區域概況

紹興鏡湖濕地處于浙江省的北部（29°14～30°16‘N，119°53～121°12E），濕地面積約1540hm²，水域面積約558hm²，山體面積約17hm²，平原面積約965hm²。鏡湖濕地整個地形呈現荷葉狀，為低濕地，總體來說地勢較為平坦，水網密布，大致上具有農耕濕地的特征。同時紹興屬于亞熱帶季風氣候，四季的天氣變化明顯，總體來說氣候比較溫和，年平均溫度約16.4℃，降雨量約1800mm。在設計實驗方案時需要結合鏡湖濕地的用地類型、地理位置，設置合理的取樣點以及符合實際情況的實驗方法和步驟，同時在實驗過程中盡量不要破環和污染鏡湖濕地的生態環境。

3數據和方法

3.1野外調查

根據鏡湖濕地有關資料并且在實地調查的基礎上，結合有關鏡湖濕地的地理形勢、用地情況等的資料，按照鏡湖濕地不同區域功能特點，將鏡湖濕地大致分為四類區域，分別是林地區域、草地區域、水庫區域與建設用地區域，將這四類區域作為主要的研究區域。在這四個區域中選擇植物生長較為均一，地理形勢差異較小的地段，①在林地區域設置10個20m×30m的樣方，每個樣方之間的間距大約為150m×150m;②在草地區域設置10個20m×20m的樣方，每個樣方之間的間距大約為150m×150m;③在水庫區域設置5個8m×8m的樣方，這五個位置分別在水庫區域的中央及其前后左右四個位置上，每個樣方之間的間距大約為50m×50m;④在建設用地區域設置6個20mX 20m的樣方，每個樣方之間的間距大約是100mX 100m。設置好樣方后，在每個樣方內調查植物分布情況并對鏡湖濕地的不同區域的植物種類進行辨認，植物分類及標本鑒定以《浙江植物志（1-7卷）》和《浙江種子植物檢索鑒定手冊》為準，同時統計每個樣方的植被的種類數目，記錄植被的頻度，各自植被的蓋度以及相應的密度等，并對統計區域中植物，按照1m×1m樣方測定株高、取樣并計算單位面積生物量。

3.2研究方法

將所得數據錄入Microsoft Office Excel2007中，按照相應計算公式進行指標計算，并用SPSSl8.0軟件進行統計分析，同時選擇Shannon-Winner指數，Pielou均勻度指數和Simpson植物優勢度指數來分析各個群落的多樣性，計算方法見文獻[18，19]。

4結果與分析

4.1鏡湖濕地不同區域植物概況

紹興鏡湖濕地不同區域的植物資源存在較大差異（表1）。通過實地調查及數據統計四個區域中共有植物物種150種，分屬75科90屬，主要以被子植物為主（共140種）。豆科，禾本科，莧科與十字花科為鏡湖濕地四種主要植物資源科。

在這四類不同干擾區域中，在林地區域上共有植物103種，分屬52科64屬，其中豆科和禾本科高達15種（表1），優勢植物為合歡;在草地區域上共有植物95種，分屬48科56屬，其中禾本科達到8種，是四種主要科種的種數數量最大的植物，以早熟禾為優勢植物;在水庫區域上共有植物69種，分屬25科31屬，其中莧科達到6種，生長著以喜旱蓮子草為優勢種的植物;在建設用地地區上共有植物73種，分屬28科35屬，其中十字花科有7種，生長著以諸葛菜為優勢種的植物。從研究結果可以看出，不同干擾條件對植物的種類及數量具有較大的影響。

4.2鏡湖濕地不同區域植物生態學特征

受鏡湖濕地不同區域的結構與功能不同的影響，使得鏡湖濕地不同區域的植物生態學特征存在較大的差異。通過實地調查研究鏡湖濕地不同區域植物的生物學特征，包括不同區域優勢種的株高、植物的蓋度以及單位面積生物量。

由表2可以看出，在鏡湖濕地林地區域優勢種株高、植物的蓋度、生物量分別為75.6cm、85.6%與1608.1g/m²，其中植物蓋度顯著高于（P<0.05）水庫區與建設用地區，而生物量顯著高于（P<0.05）其它3個區域。草地區域的優勢種株高僅為20.1cm，樣方生物量為387.9g/m²，然而植物蓋度較高，達到79.4%，顯著高于（P<0.05）水庫區與建設用地區。水庫區域的優勢種株高為6.3cm，植物蓋度、生物量較林地區域與草地區域均低，分別為59.3%、227.8g/m²，均顯著低于（P<0.05）林地區與草地區。建設用地區域的優勢種株高為18.9cm，其樣方植物資源的蓋度為55.8%，生物量與草地區域較相近，為355.4g/m²?？傊R湖濕地不同區域的植物生態學特征存在較大差異，這與鏡湖濕地不同區域的植物的功能不同有關，同時也表明不同干擾條件對優勢植物的種類及植物蓋度、生物量等具有較大的影響。

4.3鏡湖濕地不同區域植物的多樣性

鏡湖濕地不同區域的建設狀況、環境狀況與地形地勢狀況等有所不同，從而導致鏡湖濕地不同區域的植物多樣性存在較大差異（圖1）。

林地區域植物物種最多（表1），Shannon-Winner植物多樣性指數與Pielou均勻度指數均顯著最高（P<0.05），分別為2.1與0.9。但是，Simpson植物優勢度指數較小，為0.64，整體上，優勢度較低。

草地區域的Shannon-Winner植物多樣性指數與Pielou均勻度指數顯著高于（P<0.05）水庫區與建設用地區：分別為1.8與0.7。但是，Simpson植物優勢度指數較小，僅為0.65。這是由于草地區域與林地區域都是除了有優勢種存在以外植物資源的物種數目較豐富的區域，優勢種早熟禾還未形成一個絕對的優勢，因此鏡湖濕地地區的草地區域的優勢種指數比起水庫區域與建設用地區域還較低，但不存在顯著差異。

水庫區域的優勢種是喜旱蓮子草，這是一種對于繁殖環境要求較低的物種，入侵能力較強，所以喜旱蓮子草在該區域擁有絕對的生長優勢，使得其他植物資源難以在該區域大量生長，導致鏡湖濕水庫區域的Shannon—Winner植物多樣性指數僅為1.1，與此同時Pielou均勻度指數也較小，僅為0.4，然而Simpson植物優勢度指數較大，為0.8。

諸葛菜雖然是建設用地區域的主要優勢種，但是鏡湖濕地建設用地區域的土壤狀況良好，也有利于其他植物資源的生長，因此建設用地區域的植物資源的多樣性比水庫區域較高。這也是建設用地區域的Shannon-Winner植物多樣性指數（1.2）與Pielou均勻度指數（0.5）高于水庫區域，而Simpson植物優勢度指數（0.7）小于水庫區域的主要原因。

5討論

本研究通過對不同干擾條件下鏡湖濕地植物資源的調查，得出高等植物種類為150種，以被子植物為主。這與沈琪早期研究的濕地植物數量（163種）的有一些的差別。這可能因為鏡湖濕地國家公園在對外開放過程中，原本構造起來的植物種不適應濕地的環境以及游客等人為的破壞有關。但是，在優勢植物類群上的差別不是很大，都是由被子植物中的雙子葉植物為主，這可能與被子植物是最適應陸地環境的植物，而其中雙子葉植物又在被子植物中占的比例很大的原因有關。

環境條件的優劣可以決定物種多樣性的高低。本次研究中，林地、草地區域物種多樣性要高于建設用地及水庫區域，也可以看出不同的環境條件優劣或在不同的干擾條件下，均會影響物種多樣性的高低及物種組成等。以往研究表明，物種多樣性與均勻度成正相關，而與植物優勢度呈負相關，這與本次研究結果基本一致。

另外，在本次研究中，發現一些具有較強生命力以及入侵能力的植物進入鏡湖濕地，對鏡湖濕地物種多樣性造成一些影響。比如，鏡湖濕地水庫區域的喜旱蓮子草以及建設用地區域的諸葛菜分別入侵所在區域，成為所在區域的優勢種，對所在區域的植物的豐富度以及整個區域生態系統的穩定造成一些的影響，因此，對于具有潛在威脅的外來物種，要時刻做好其監測和風險評估工作。

6結論

研究結果表明，鏡湖濕地在4個區域中共有植物物種150種，分屬75科90屬，主要以被子植物為主。林地區域的Shannon-Winner植物多樣性指數與Pielou均勻度指數顯著最高（P<0.05），說明林地區植物多樣性最高。草地區域Shannon-Winner指數，Pielou均勻度指數顯著高于（P<0.05）水庫區與建設用地區，說明草地區植物多樣性高于水庫區與建設用地區。水庫區域與建設用地區域Shannon-Wiener指數，Pielou均勻度指數均較低，這2個區植物多樣性較低。四個區域的Simpson植物優勢度不存在顯著差異。整體上，鏡湖濕地植物資源較豐富，物種多樣性較高，但不同干擾條件，會影響不同區域的優勢物種、物種多樣性及物種組成。