黃陂湖不同生境植物多樣性與群落特征研究

摘要［目的］研究黃陂湖濕地不同生境植物群落物種多樣性變化。［方法］以黃陂湖濕地陸生植物、水陸交錯帶植物和水生植物為研究對象，采用樣線調查法和踏查法，分析不同生境植物群落物種多樣性特征和主要優勢物種群落。［結果］在整個黃陂湖濕地共調查到306種植物，隸屬78科218屬，其中陸生植物調查到225種，隸屬60科165屬；水陸交錯帶植物調查到199種，隸屬48科134屬；水生植物調查到32種，隸屬16科24屬。陸生與水陸交錯帶植物物種組成差異不明顯，但2種生境與水生植物物種組成差異明顯。從植物多樣性上來看，陸生和水陸交錯帶植物的物種多樣性高于水生植物，其中，陸生和水陸交錯帶植物的多樣性指數差異不明顯，但2種生境植物的Shannon-Wiener多樣性指數、Pielou均勻度指數、Margalef豐富度指數均高于水生植物，水生植物的Simpson指數高于陸生和水陸交錯帶植物。從群落特征來看，黃陂湖濕地陸生和水陸交錯帶植物群落以菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）和豆科（Fabaceae）植物為優勢種；水生植物群落以禾本科、睡蓮科（Nymphaeaceae）和菱科（Trapaceae）植物為優勢種。［結論］通過對植物棲息地的改善和調控，可以有效調節植物的生活環境，提高物種多樣性水平。

關鍵詞生境；植物群落；物種多樣性；黃陂湖濕地

中圖分類號X176"文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2025）02-0060-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.015

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

StudyonPlantDiversityandCommunityCharacteristicsinDifferentHabitatsofHuangpiLake

CHENYi-lin，TIANSheng-ni，ZHAOLinetal

（SchoolofLifeSciences，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei，Anhui230036）

Abstract［Objective］Tostudytheplantcommunityspeciesdiversitychangeindifferenthabitatsof"HuangpiLakewetland.［Method］HuangpiLakewetlandterrestrialplants，amphibiousplantsandaquaticplantsastheresearchobject，thedifferenthabitatplantcommunityspeciesdiversitycharacteristicsandthemaindominantspeciescommunitywereanalyzedbythelinesurveyandinspectionmethod.［Result］Atotalof306speciesplantswereinvestigatedbelongingto218generaof78families，including225terrestrialplantsand165speciesin60families;amphibiousplantswereinvestigatedto199species，belongingto48familiesand134genera;aquaticplantsweresurveyedto32species，belongingto16familiesand24genera.Thedifferenceinspeciescompositionbetweenterrestrialandamphibiousplantswasnotsignificant，butthecompositionoftheaquaticplantspeciesandtheothertwohabitatsvariedsignificantly.Intermsofplantdiversity，terrestrialandamphibiousecotonehadhigherspeciesdiversitythanaquaticplants.Amongthem，thediversityindexofterrestrialandamphibiousplantswasnotsignificantlydifferent，buttheShannon-Wienerindex，PielouevennessindexandMargalefrichnessindexofplantsinbothhabitatswerehigherthanthoseofaquaticplants，theSimpsonindexofaquaticplantswashigherthanthatofterrestrialandamphibiousinterlacedplants.Fromtheperspectiveofcommunitycharacteristics，theterrestrialandamphibiousplantcommunitiesofHuangpiLakewetlandweremainlydominatedCompositae，GramineaeandFabaceaeplants.TheaquaticplantcommunitymainlyhadGramineae，NymphaeaceaeandTrapaceaeplantsasthedominantspecies.［Conclusion］Throughtheimprovementandregulationofplanthabitat，plantscaneffectivelyregulatethelivingenvironmentandpromotethelevelofspeciesdiversity.

KeywordsHabitat;Plantcommunity;Speciesdiversity;HuangpiLakewetland

濕地作為水陸交替的生態系統之一，由于其對生態環境的重要作用，被稱為“地球之腎”^［1］、“淡水之源”。濕地植被是維持其生態系統正常運轉的重要物質基礎^［2］，研究其物種多樣性及其影響因素，不僅可以加深對濕地植被演替規律的認識，還可以為濕地植被的保護和恢復提供科學依據^［3］。濕地植物作為濕地生態系統的重要組成部分，是濕地修復的核心環節^［4］，對維護濕地生態系統的結構以及調控濕地氣候、指示濕地生態環境質量等具有重要意義^［5-6］。同時，濕地植被也為遷徙鳥類等動物提供了理想的棲息地，對維護濕地生物多樣性具有重要作用^［7］。

植物的生長與繁殖依賴于其所處的環境，而這些環境又常決定著植物群落中的物種多樣性^［8］。研究表明，環境因素相對較小的變化會對植物群落的物種組成和多樣性產生重大影響^［9］。植物多樣性會由于環境條件的多重變化而響應生境的變化^［10］。水陸交錯帶植物群落是濕地生境的主要植物群落類型，對水環境的依賴程度高，對水環境脅迫的反應也最靈敏^［11］，其種群與群落結構的改變直接影響著生態系統的穩定性^［12］。

近年來，黃陂湖濕地被列為安徽省重要保護濕地，黃陂湖水域及周邊開展退耕還湖政策和水環境綜合治理，生態修復成果明顯^［13］。分析黃陂湖濕地植物群落物種組成和多樣性特征，對于保護和恢復濕地植物群落以及候鳥棲息地具有重要意義^［14］。為此，筆者以黃陂湖為研究對象，通過對黃陂湖區的植物資源進行系統調查，對各生境中植物的種類及多樣性進行分析，揭示其在不同生境中的分布規律，以期為該地區植被的保護與修復提供科學依據。

1材料與方法

1.1研究區概況

黃陂湖位于巢湖水系裕溪河支流西河上游，為淡水湖泊，地理位置為117°33′～117°40′E、31°14′～31°21′N，湖區縱徑10.0 km、寬3.5 km，主要支流有縣河、扁擔河、黃泥河、瓦洋河、馬壩河和失槽河共6條^［15-16］。黃陂湖海拔5～10 m，水域面積約為3 000 hm2^［17］，相應容積0.45億m3。該地區屬于北亞熱帶濕潤季風氣候，多年平均氣溫為15.8 ℃，多年平均降水量為1 188.1 mm，多年平均無霜期為238 d。

1.2調查方法

根據研究區生境特征，對黃陂湖濕地進行樣帶和樣方調查，選取了受人類活動影響最小的地區。該研究采用樣方法對黃陂湖濕地的不同生境植被進行調查，選擇人為干擾較少的區域，于2023年3—12月植物生長季分別在植物群落水陸交錯帶設置樣帶并進行調查，樣帶寬度約為200 m，每個樣帶之間間隔至少1 000 m，分別布設15個陸生植物樣帶、15個水陸交錯帶植物樣帶和15個水生植物樣帶，在每個樣帶中設置樣方，樣方之間間隔不小于5 m，對每個樣方內的植物進行鑒定并記錄植物的多度、蓋度和分布狀況等。應用GPS定位軟件記錄各樣地的經緯度位置，辨別并記錄樣帶及樣方內的植物種類，植物種類的辨別參考《中國植物志》^［18］和《水生植物圖鑒》^［19］。該研究采用計數法確定群落總密度，計量每種草本植物的數量及高度，采用數碼照相法測定植物蓋度。

1.3數據分析

該研究應用重要值（IV）判定物種在群落中的相對重要性，并確定群落建群種及群落物種的組成結構^［20］；同時選擇物種α多樣性指數衡量不同生境類型植物群落物種多樣性水平，分別為Shannon-Wiener多樣性指數（H′）、Simpson優勢度指數（C）、Margalef豐富度指數（D）、Pielou均勻度指數（E）^［21-23］。其中重要值（IV）是反映某個物種在森林群落中作用和地位的綜合數量指標^［24］。各公式如下：

D=（S-1）/lnN

C=1-si=1P2i

H′=-si=1（PilnPi）

E=H′/lnS

IV=（RD+RF+RC）/3

式中：S為群落中物種數目；Pi=Ni/N，N為物種的個體總數，Ni為第i個類群的個體數。相對多度（RD）=某個種的株數/所有種的總株數；相對頻度（RF）=某個種在樣方中出現的次數/所有種出現的總次數；相對蓋度（RC）=某個種的蓋度/所有種的總蓋度。

2結果與分析

2.1不同生境植物種類組成與結構特征通過對黃陂湖濕地植物群落調查及采集標本的鑒定，研究區域內共有植物306種，隸屬78科218屬。水生植物種類共調查到32種，隸屬16科24屬（圖1），水生植物群落中共包含4種生活型物種，分別為挺水型、漂浮型、浮葉型和沉水型，其中挺水植物有12種，浮葉植物11種，漂浮植物和沉水植物分別有5和4種。水生植物中包含物種數最多的是禾本科，有5個物種，分別是蘆葦（Phragmitesaustralis）、南荻（Triarrhenalutariori-paria）、水稻（Oryzasativa）、芒（Miscanthussinensis）、五節芒（Miscanthusfloridulus）；睡蓮科包含4個物種，分別有蓮（Nelumbonucifera）、睡蓮（Nymphaeatetragona）、紅睡蓮（Nymphaeaalba）、黃睡蓮（Nymphaeamexicana）；菱科包含4個物種，分別有野菱（Trpaincisa）、丘角菱（Trapajaponica）、歐菱（Trapanatans）、烏菱（Trapabispinosa）；莎草科有3個物種，分別為扁稈荊三棱（Bolboschoenusplaniculmis）、荊三棱（Bolboschoenusyagara）、水蔥（Schoenoplectustabernaemontani）；浮萍科有2個物種，分別為浮萍（Lemnaminor）、紫萍（Spirodelapolyrhiza）；水鱉科（Hydrocharitaceae）有2個物種，分別為苦草（Vallisnerianatans）、水鱉（Hydrocharisdubia）；香蒲科有2個物種，分別為香蒲（Typhaorientalis）、水燭（Typhaangustifolia）。陸生植物共調查到225種，隸屬60科165屬，其中喬木26種、灌木20種、藤本14種、草本165種，分別有水杉（Metasequoiaglyptostroboides）、野薔薇（Rosamultiflora）、野葛（Puerariamontana）、狗尾草（Setariaviridis）等，其中草本含有物種較多的是菊科、禾本科和豆科，分別包含31、28和24個物種。水陸交錯帶植物共調查到199種，隸屬48科134屬，其中喬木4種、灌木5種、藤本13種、草本177種，分別有垂柳（Salixbabylonica）、合萌（Aeschynomeneindica）、絡石（Trachelospermumjasminoides）、阿拉伯婆婆納（Veronicapersica）等；植物物種包含較多的是菊科、禾本科和豆科，菊科和禾本科均為30個種，豆科有17個種，其中菊科中小飛蓬群落、禾本科中蘆葦群落、豆科中野大豆群落為優勢種群落，面積占比較大。

2.2不同生境植物群落物種多樣性分析

此次調查共設置樣方45個，其中陸生植物、水陸交錯帶植物、水生植物各15個樣方，計算其樣方多樣性數據，結果如表1～3所示。從表1～3可以看出，黃陂湖濕地各樣方類型的Shannon-Wiener多樣性指數（H′）最高的為陸生植物第11號翅果菊樣方，值為1.9070，最低的為水生植物第15號蘆葦樣方，值為0.0398；Shannon-Wiener多樣性指數整體平均值為0.8029，其中23個樣方高于平均值，占比51.11%。Pielou均勻度指數（E）最高的為水生植物第14號浮萍樣方，值為0.9980，最低的為水生植物第15號蘆葦樣方，值為0.0575；Pielou均勻度指數整體平均值為0.575其中27個樣方高于平均值，占比60.00%。Simpson優勢度指數（C）最高的為水生植物第15號蘆葦樣方，值為0.9868，最低的為陸生植物第11號翅果菊樣方，值為0.1721；Simpson優勢度指數整體平均值為0.5838，其中19個樣方高于平均值，占比42.22%。Margalef豐富度指數（D）最高的為陸生植物第11號翅果菊樣方，值為1.9164，最低的為水生植物第15號蘆葦樣方，值為0.1751；Margalef豐富度指數整體平均值為0.7115，其中20個樣方高于平均值，占比44.44%。

從圖2可以看出，各生境Shannon-Weiner多樣性指數（H′）中整體均值表現為水陸交錯帶植物（1.1528）﹥陸生植物（0.9617）﹥水生植物（0.2942）；各生境Pielou均勻度指數（E）中整體均值表現為水陸交錯帶植物（0.6945）﹥陸生植物（0.6933）﹥水生植物（0.3377）；Simpson優勢度指數（C）中3種生境均值表現為水生植物（0.8421）gt;陸生植物（0.4825）gt;水陸交錯帶植物（0.4268）；Margalef豐富度指數（D）中3種生境均值表現為水陸交錯帶植物（0.9281）gt;陸生植物（0.9198）gt;水生植物（0.2865）。群落樣地中陸生植物與水陸交錯帶植物多樣性趨向一致，水陸交錯帶植物多樣性較大于陸生植物。但樣地中水生植物的Simpson優勢度指數（C）最高，表明水生植物以一種單優勢特征分布在黃陂湖濕地。在4項多樣性指數中，H′、E、D這3個多樣性指數均為水陸交錯帶植物gt;陸生植物gt;水生植物，這體現出黃陂湖濕地的水陸交錯帶植物物種多樣性最高，陸生植物次之，水生植物最低。

2.3不同生境典型植物群落分布和組成結構

該研究應用重要值居首位或前2位的植物種類對研究區內典型植物群落進行命名（表4），在群落層次上將該研究區不同生境的植物群落進行劃分。陸生植物群落主要有垂柳群落、野大豆群落、野胡蘿卜群落、葎草群落、狗尾草群落5個優勢植物群落。水陸交錯帶植物群落主要有小飛蓬群落、加拿大一枝黃花群落、蘆葦群落、南荻群落、水燭群落5個優勢植物群落。水生植物群落主要有野菱群落、蓮群落、睡蓮群落、芡實群落、鳳眼蓮群落5個優勢植物群落。

垂柳群落：群落寬30～40m，蓋度70%～80%，高度為7～8m，群落內包括垂柳、苦苣菜（Sonchusoleraceus）、葎草（Humulusscandens）、喜旱蓮子草（Alternantheraphiloxeroides）、鉆葉紫菀（Symphyotrichumsubulatum）、蛇床（Cnidiummonnieri）、蘆葦7種植物，垂柳的重要值為0.542，居首位。

野大豆群落：群落寬5～6m，蓋度為70%～75%，高度為30～40cm，野大豆成片匍匐在地面，群落內包含野大豆（Glycinesoja）、小飛蓬（Erigeroncanadensis）、一年蓬（Erigeronannuus）、狗牙根（Cynodondactylon）、艾（Artemisiaargyi）、合萌、翅果菊（Lactucaindica）、狗尾草8種植物，野大豆的重要值為0.657，居首位。

野胡蘿卜群落：群落寬10～15m，蓋度為80%～90%，高度為80～120cm，群落內包含野胡蘿卜（Daucuscarota）、加拿大一枝黃花（Solidagocanadensis）、葎草、黑麥草（Loliumperenne）、南苜蓿（Medicagopolymorpha）、野大豆、狗尾草、翅果菊、羊蹄（Rumexjaponicus）、益母草（Leonurusjaponicus）10種植物，野胡蘿卜的重要值為0.742，居首位。

葎草群落：群落寬15～20m，蓋度為80%～90%，葎草攀緣在其他植物上，將其他植物覆蓋，高度為30～40cm，群落內包含葎草、藜（Chenopodiumalbum）、狗尾草、翅果菊、馬蘭（Kalimerisindica）、酸模葉蓼（Persicarialapathifolia）、長芒稗（Echinochloacaudata）7種植物，葎草的重要值為0.602，居首位。

狗尾草群落：群落寬22～35m，蓋度為85%～90%，高度為60～120cm，狗尾草在湖岸邊光地上生長成一排，群落內包含狗尾草、鐵莧菜（Acalyphaaustralis）、藜、葎草、蘆葦5種植物，狗尾草的重要值為0.724，居首位。

小飛蓬群落：群落寬約15m，蓋度為75%～80%，平均高度在95～135cm，調查時群落內的物種包括小飛蓬、合萌、翅果菊、狗牙根、加拿大一枝黃花、野胡蘿卜、益母草、狗尾草、一年蓬、雞眼草（Kummerowiastriata）10種植物，小飛蓬的重要值為0.837，居首位。

加拿大一枝黃花群落：群落寬18～25m，蓋度約為95%，平均高度為120～250cm，加拿大一枝黃花入侵嚴重，已安排工人采取物理防除，避免加拿大一枝黃花進一步擴大入侵面積。群落內包含加拿大一枝黃花、蘆葦、小飛蓬、狗尾草、一年蓬、野豇豆（Vignavexillata）6種植物，加拿大一枝黃花的重要值為0.748，居首位。

蘆葦群落：群落寬約50m，蓋度約為95%，平均高度在135～220cm，群落內包括蘆葦、南荻、水燭、垂柳、葎草、加拿大一枝黃花6種植物，蘆葦的重要值為0.797，居首位。

南荻群落：群落寬約55m，蓋度為80%～90%，平均高度在120～200cm，群落內包括南荻、蘆葦、加拿大一枝黃花、旱柳4種植物，南荻的重要值為0.735，居首位。

水燭群落：群落寬80～100m，蓋度為85%～90%，平均高度在115～180cm，群落內包括水燭、南荻、蘆葦、香蒲（Typhaorientalis）、野菱5種植物，水燭的重要值為0.552，居首位。

野菱群落：群落寬50～60m，蓋度為90%～95%，群落內包括野菱、浮萍、芡實（Euryaleferox）、睡蓮、鳳眼蓮（Eichhorniacrassipes）5種植物，野菱的重要值為0.82居首位。

蓮群落：群落寬40～50m，蓋度約為95%，平均高度在145～220cm，群落內包括蓮、野菱、槐葉萍（Salvinianatans）、浮萍、金魚藻（Ceratophyllumdemersum）5種植物，蓮的重要值為0.816，居首位。

睡蓮群落：群落寬25～35m，蓋度為85%～90%，群落內包括睡蓮、浮萍、槐葉萍、野菱、蘆葦5種植物，睡蓮的重要值為0.728，居首位。

芡實群落：群落寬45～50m，蓋度為90%～95%，群落內包括芡實、野菱、浮萍3種植物，芡實的重要值為0.784，居首位。

鳳眼蓮群落：群落寬10～15m，蓋度為80%～90%，群落內包括鳳眼蓮、野菱、浮萍3種植物，鳳眼蓮的重要值為0.689，居首位。

3討論

植物群落中的物種組成結構是一個重要的指標，能很好地反映群落結構的變化^［25-27］。對黃陂湖濕地進行了維管束植物調查，共采集到306種218屬78科，其中在陸生植物中，以豆科的野大豆、桑科的葎草和傘形科的野胡蘿卜等草本植物為優勢物種；在水陸交錯帶植物中，以菊科的小飛蓬、加拿大一枝黃花和莎草科的薹草等草本植物為優勢物種；在水生植物中，以禾本科的蘆葦、睡蓮科的蓮和菱科的野菱等水生植物占主導地位，為優勢物種，而黃陂湖水生生態系統中，蘆葦又是主要的水生植物或濕生種。濕地植物群落結構及其動態變化特征是反映濕地生態系統健康狀況的重要指標^［28-30］，黃陂湖濕地植物的物種組成較豐富，大部分植物符合當地北亞熱帶季風氣候，說明該地區具有較高的生態適應能力^［31］。水生植物與其他2種生境植物的多樣性指數相差較大，表明黃陂湖群落結構存在明顯的差異，在植被的形成過程中，棲息地的構建是非常重要。

植物物種的數量和結構組成可以衡量植物群落中物種的豐富度和均衡程度^［32-33］，研究結果表明陸生植物與水陸交錯帶植物的物種多樣性水平相差不大，這2種生境與水生植物的物種多樣性差異明顯，具體體現在2種生境的Pielou均勻度指數、Shannon-Wiener多樣性指數和Margalef豐富度指數均高于水生植物群落多樣性，且多樣性水平相差較大，但水生植物的Simpson優勢度指數高于其他2種生境。水陸交錯帶植物群落的Pielou均勻度指數、Shannon-Wiener多樣性指數和Margalef豐富度指數在3種生境中最高，反映了水陸交錯帶植物群落分布均勻，結構復雜性、物種豐富度較高，并且在黃陂湖占據較大的生存空間。在黃陂湖濕地的水陸交錯帶，有少量的喬木、灌木為人工栽培種，主要以草本植物為重要組成類型，草本植物能夠有效增強植物群落豐富度和多樣性；在黃陂湖濕地中水生植物的Simpson指數較高，各物種在群落中的分布存在著明顯的不平衡性，且優勢物種具有顯著的生態功能，挺水植物和浮水植物生長旺盛，形成大面積優勢群落，并能夠為水鳥棲息提供了重要保障。

植被的分布既能在量上直接反映，又能在頻率上綜合體現^［34-35］。物種出現的樣本數目可以更好地反映物種的分布區，同時也可以凸顯生態差異，減少人類預測的誤差，實現對種群分布的精確測量^［36-38］。通過對比分析不同生境植物物種多樣性及重要值發現，在陸生植物與水陸植物的群落中，植物群落分布范圍較為廣泛的科有菊科、禾本科、豆科，為主要的優勢群落，其他植物物種的重要值差異不明顯，且表現出一種典型的群落協同發展特征，各科植物的分布較為均勻，呈現一致性而非集聚性；在水生植物方面，禾本科的蘆葦、菱科的野菱和睡蓮科的蓮等植物的數量和分布占比較大，其他水生植物的重要值普遍較小，表現出一種單一優勢的群落特征，雖在黃陂湖濕地中植物分布的均勻度較低，但表現出較強的聚集性。從整體上看，黃陂湖植物群落多樣性呈階梯變化，不同生境植物群落多樣性差異較大，群落豐富度指數和均勻度指數高的群落，則其多樣性指數也高。

4結論

該研究分析了黃陂湖3種生境植物種類組成、物種多樣性以及植物群落分布特征。結果表明：陸生植物和水陸交錯帶植物物種組成差異不明顯，但兩者與水生植物物種組成差異明顯，2種生境所含的植物物種數量及科、屬、種均高于水生植物。陸生和水陸交錯帶植物物種多樣性指數差異不明顯，水生植物僅Simpson優勢度指數高于2種生境，其他多樣性指數均低于陸生植物和水陸交錯帶植物，且差異明顯。陸生植物群落以垂柳為優勢種的群落面積最大；水陸交錯帶植物群落以小飛蓬為優勢種的群落面積最大；水生植物群落以野菱為優勢種的群落面積最大。該研究有助于了解黃陂湖不同生境植物多樣性的地理分布格局和潛在的生態維持機制，為預測黃陂湖濕地生態系統演變趨勢和生態恢復提供科學依據。

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