中圖分類號:X17 文獻標志碼:A 文章編號:1673-9655(2025)增-0001-04
0 引言
湖泊承載著豐富的生物多樣性,提供人類所需的眾多生態服務,是重要的水域生態系統。根據相關文獻記載,劍湖湖濱帶調查發現水生植物31種,其中10種是沉水植物,6種是漂浮植物,3種是挺水植物,12種是濕生植物[1-3]。劍湖湖濱帶調查發現的水生植物隸屬12科14屬31種,其中發現10種沉水植物,6種漂浮植物,3種挺水植物,其它發現的均為濕生植物。20世紀70年代李恒在劍湖湖濱帶調查是時發現沉水植物僅有6種,植物群落10種,但僅涉及到植物的群落結構,對水生植物的種類并未涉及。到2017年李寧云等[2在劍湖調查水生植物共有屬12科、14屬18種。
近年來,由于劍湖流域范圍內的人類活動影響和環境變化加劇,湖泊水生植物受到了嚴重的破壞和退化。這不僅對湖泊生態系統的穩定性和功能產生了負面影響,還對水資源的可持續利用和人類健康造成了威脅。因此,湖泊水生植物調查及恢復策略研究具有重要的科學和實踐價值[3]。通過對湖泊水生植物進行全面、系統的調查,可以了解其種類、分布和數量等信息,為制定恢復策略提供依據。同時,研究湖泊水生植物的恢復策略,包括保護、修復和再生等措施[4,可以幫助恢復湖泊的生態功能和生物多樣性。
1研究地點與方法
1.1 野外調查時間
2020年6月和2020年11月開展劍湖湖濱帶水生植被調查,采取點樣與斷面調查相結合的方式,全面了解劍湖湖濱帶水生植物現存種類、分布區域,以及劍湖湖濱帶現存生物量等。
1.2采樣點設置
根據劍湖湖濱水生植物分布情況,在劍湖水域內,沿劍湖湖岸垂直或平行于等深線布設15條樣線(圖1)。在每條樣線上距離 50m 設置1個采樣樣方,對劍湖水生植物進行調查,直至無水生植物為止。劍湖湖濱帶水生植物采樣調查方法參考方精云等[5-8提出相關技術規范,劍湖湖濱帶水生植物調查內容主要包括種類、群落和生物量。
1.3研究內容與方法
劍湖水生植物主要調查水生植物種類構成、分布、覆蓋度、生物量及水生植物的優勢種類等。并現場確定劍湖各類水生植物分布特征,估算水生植物分布面積及生物量。在進行水生植物樣本的鑒定和分類時,首先需要對每個樣本進行觀察和記錄。通過觀察植物的形態特征,如葉片形狀、葉色、花朵形態等,可以初步確定其所屬類別。同時,還需要采集一些關鍵性的樣本,如花果實、莖葉等,以便進行詳細的形態特征比較和鑒定。在確定各個物種的名稱和特征時,可以借助植物分類學的知識和專業性的植物分類參考書籍[9-10]
2水生植物調查結果
2.1 劍湖水生植物種類組成
調查結果顯示,劍湖水生植物較為豐富,隸屬12科23種(表1)。按水生植物的生活型,劍湖湖濱帶的水生植物可分為沉水植物、漂浮植物、浮葉植物、挺水植物和濕生植物,其中占總數 43.48% 是沉水植物,隸屬5科11種,分別是眼子菜科、小二仙草科、茨藻科、水鱉科和茨藻科;占總數 26.09% 是漂浮植物,隸屬浮萍科、錢苔科和滿江紅科;占總數 13.04% 是浮葉植物,隸屬龍膽科、蘋科和菱科;占總數 13.04% 是挺水植物,隸屬禾本科。
2.2水生植物生物量及分布范圍
湖泊水生植物的生物量與分布范圍分析是對湖泊生態系統中水生植物的數量和空間分布進行研究。劍湖水生植物分布呈現帶狀或斑塊狀,主要集中在近岸 100m 水深 <5m 區域內。金魚藻是全湖分布最廣泛的水生植物,其分布面積為 189.13hm2 。根據調查,劍湖水生植物的總分布面積為263.26hm2 。其中,金魚藻的分布面積最廣,占劍湖水生植被分布面積的 71.84% 。而穗狀狐尾藻的分布面積最小,僅有 0.09hm2 ,占劍湖水生植被面積的 0.03% 。穗狀狐尾藻主要分布在湖體及出湖口處。通過對湖泊水生植物生物量與分布范圍的分析,可以了解不同種類水生植物在湖泊中的數量和空間分布情況。同時,也為湖泊的環境評估和生態修復提供了依據。進一步研究水生植物的生物量和分布特征,可以揭示湖泊水質狀況、水生生物多樣性以及湖泊生態系統的穩定性等方面的信息,為湖泊管理和保護提供科學依據。
2020年冬季調查劍湖湖濱帶發現11種水生植物,其中6種是沉水植物,3種是浮葉植物,2種是挺水植物。對劍湖水生植物進行全湖定量采集樣板,發現劍湖水生植物最大生物量為9020g/m2?FW ,平均生物量 2895g/m2?FW 。水生植物單物種生物量均值最大的是金魚藻,平均生物量為1900g/m2?FW ,占水生植物生物量的 65.65% ;其次為黑藻,平均生物量為 356.3g/m2/FW ,占水生植物生物量的 12.31% ;最小的為光葉眼子菜,平均生物量為 38.5g/m2?FW ,僅占水生植物生物量的 1.33%
2.3優勢種群及生物多樣性評估
在15條樣線、55個樣方中,沉水植物金魚藻的優勢度、生物量最高,分別為 62.67% 和2158.9g/m2?FW ,在所有水生植物中排第一。其次為黑藻,優勢度為 14.36% 。在劍湖中,最常見的是金魚藻群落,金魚藻廣泛分布在海拔 2000m 以下的湖泊、池塘、水渠以及水田中,在湖泊中生長深度達 4~5m ,但在污染較重的水體中,金魚藻難以存活,表面劍湖湖體水質較好。沉水植物優勢度、生物量最低的是光葉眼子菜,分別僅占1.41% 和 45.2g/m2 FW
2.4主要的水生植物群落
劍湖水生植物種群結構特征,金魚藻的生物量為 2158.9g/m2?I FW,占 66% ;野菱和黑藻的生物量為399.1g/m2 FW和397.1399.1g/m·FW,均占 12% ;海菜花的生物量為 188.7399.1g/m2?F W,占 5% ;微齒眼子菜的生物量為 123.6399.1g/m2?I FW,占 4% ;光葉眼子菜的生物量為 45.2399.1g/m2?FW ,僅占 1% 。
金魚藻是劍湖水生植物的優勢種群。金魚藻是多年生沉水草本植物,莖光滑細長,可達 60cm 左右。葉輪生, 1~2 回叉狀分枝,裂片線形,邊緣有散生的刺狀細齒,多偏生于一側的齒,花較小,單生,常雌雄同株;花直徑約 2mm ,苞片條形,淺綠色,透明,堅果寬橢圓形,黑色光滑,花期6一7月,果期8一10月。其生命力較強,適溫性較廣。目前,在劍湖中,金魚藻屬于優勢種,生物量和優勢度都較高,單位面積金魚藻的鮮重可達 2158.9g/m2 ·FW,占全湖的 65%
3結果討論
3.1 種類變化
劍湖大型水生植物種類呈增加的趨勢。根據文獻記載,20世紀70年代,劍湖水生植物僅有6種,均為沉水植物;20世紀80年代李恒等[調查劍湖湖濱帶,發現水生植物群落共計11種,分別是挺水植物2種,浮葉植物3種,沉水植物6種。2017年李寧云等2調查劍湖共有水生植物18種。本次調查劍湖湖濱帶發現23種水生植物,與2017年相比,水生植物的種類均有增加,種類相同的有8種分別是海菜花(Otteliaacumianta(Gagnep.)Dandy)、黑藻(Hydrilla verticillata(L.f.)Royle)、眼子菜(PotamogetondistinctusA.Benn.)、李氏禾(LeersiahexandraSwartz.)、品萍(LemnatrisulcaLinn.)、浮萍(LemnaminorL.)、萎菜(Nymphoidespeltatum(Gmel.)O.)和穗狀狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.);增加的種類有15種,未發現的水生植物10種。此外,文獻記載過的一些水生植物在本次調查中并未發現。
3.2群落結構變化
近年來,劍湖水生植物種類呈增加的趨勢,由單一的沉水植物構成向沉水、浮葉和漂浮植物構成的轉變,與2017年對比,苦草群落在劍湖湖濱帶屬于優勢種,生物量大且在全湖均有分布。20世紀80年代劍湖水生植物優勢種為眼子菜群落。本次調查水生植物23種,優勢種為金魚藻,在劍湖均有分布,劍湖水生植物群落結構有清水種向耐污種/濁水型轉變。
3.3劍湖水生植物生物量及分布范圍變化
從劍湖海菜花群落演變歷史看,20世紀70年代劍湖海菜花群落大面積分布,為優勢水生植物群落[14],1977年李恒[11]調查劍湖水生植物生境時,劍湖最大水深為 9m ,在水深為 4m 時,仍然有沉水植物生長,劍湖在20世紀80年代,透明度最大值為 1.7m 。本次調查發現,劍湖最大水生植物為 5m ,透明度約為 0.66m ,湖泊水位和透明度大幅下降,生境條件變得嚴酷,雖未改變沉水植物群落的屬性,但為李氏禾、酸模葉蓼、兩棲蓼等濕生物種提供了生長條件,水生植物由岸邊分布變成全湖均有水生植物分布。
3.4討論
劍湖是一個典型的高原淺水湖泊,水生植物分布廣泛,與環境因素息息相關,位于云南境內。根據現有的研究和報道[10-13],劍湖的水生植物主要包括茭草、金魚藻等,這些植物不僅在湖濱帶上占有絕對優勢,而且由于湖泊水越淺,水生植物的密度更大,從湖盆中心到湖岸都有大量的高密度水生植物生長,尤其是湖周淺水區。多種環境因素影響劍湖水生植物空間格局。影響水生植物分布的重要因素是水體中氮、磷營養成分的分布。研究表明,對湖體環境有顯著影響的是劍湖湖體的空間分布特征及其沉積物質一一氮、磷。此外,劍湖的水文周期、水深以及入湖污染負荷等因素也會對水生植物的空間配置和種群動態調控產生影響。比如,適應這些環境條件的生態系統,可以通過濕地植物空間配置、種群動態調控、種群行為控制等手段來建設。水生植物是湖泊生態系統的重要組成部分,具有凈化水質、減少污染、促進沉降、抑制藻類、釋放氧氣等生態功能,在維持湖泊水生態系統結構和功能中發揮著重要作用。
4結語
本文對劍湖湖濱帶大型水生植物進行了調查統計及恢復策略研究,為湖泊生態系統的保護和修復提供了重要的科學依據。經調查統計得知,劍湖湖濱湖水草品種豐富,水草品種繁多,有挺水型、浮水型、沉水型等,其中以水草為主的品種較多。然而在物種的生物量和分布范圍方面存在一定的差異,且物種優勢度也呈現出一定的變化趨勢。基于這些發現,可以制定相應的修復策略,如加強特定物種的保護和管理,促進物種的繁殖和擴散,以增強湖泊生態系統的穩定性和可持續性。此外,還需要加強對湖泊水生植物的長期監測和研究,以掌握其動態變化和生態功能,為湖泊的管理和保護提供科學依據。
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Research onHydrophyte Investigation ofJianhu Lake
QINJiang,NIE Ju-fen,YANGShun-tao (YunnanAcademyofEcological and Environmental Sciences,Yunnan KeyLaboratory for Pollution Processes and Control of Plateau Lake-Watersheds,Kunming 650034, China)
Abstract:Thispaperhasinvestigatedthespeciesanddistributionofhydrophytes inthelakesidezoneofJianhuLakeinDali, Yunnan Province..The results showed that,the distribution area of hydrophytes was 263.26hm2 and23 species of hydrophytes havebeen found,andthedominantspecies werestrain-resistant species TrapaincisaSieb.et Zucc.var.quadricaudataGluck and Ceratophyllum demersumL.The maximum and average biomass of hydrophytes were 9020g/m2?FW and 2895g/m2?FW respectivelyBaseontheresult,severalefectivestrategieshavebeenproposedtopromotehydrophyterestorationandaquatic environment improvement,which can be useful for lake hydrophytes restoration.
Keywords:hydrophyte;investigation;restoration; strategies;Jianhu Lake