王 艷,楊 明,董艷杰,陳秋穎,杜 晶
(沈陽師范大學 化學與生命科學學院,沈陽 110034)
水生及沿岸高等植物在河流生態(tài)系統(tǒng)中是非常重要的一個功能群,發(fā)揮著重要的生態(tài)功能。它們是重要的初級生產(chǎn)者,也能為水體其他生物提供復(fù)雜的生活環(huán)境,維持水體的生物多樣性[1-2],還能凈化水質(zhì),為保障水環(huán)境的健康發(fā)揮重要作用。
凌河(包括大凌河與小凌河)是遼寧省境內(nèi)的獨立水系,河流全長397km,流域面積達2.35×104km2,年均徑流量16.67×108m3;流域人均水資源占有量為378m3。由于長期的人為干擾和破壞,流域內(nèi)多荒山禿嶺,植被稀少,侵蝕強烈。目前,政府部門已經(jīng)從全流域的角度開展了凌河的保護工作,因此調(diào)查研究凌河高等植物種類組成及現(xiàn)狀具有重要的意義,可以為凌河流域的保護提供基礎(chǔ)材料。
本研究于2013年6月末、10月末沿凌河按預(yù)定的采樣點進行調(diào)查(表1),采取調(diào)查方法有沿岸采集、水體中植物采樣網(wǎng)撈、河流水面寬闊的地方使用劃船采集方式。野外取得的植物經(jīng)現(xiàn)場辨認后用標本夾進行壓制,并在室內(nèi)鑒定?,F(xiàn)場未能鑒定種類的進行干燥固定后,在實驗室依植物志進行檢索比照鑒定[4]。
表1 凌河流域采樣點設(shè)置
通過2013年6月末、10月末2次調(diào)查,在凌河流域共采集到高等水生植物15種,沿岸濕生植物34種,共計49種(表2)。水生植物主要以單子葉植物綱眼子菜科的植物為主。濕生植物中以雙子葉植物種類為主,且絕大多數(shù)為一年生植物。
表2 大凌河與小凌河高等植物綜合表
2.2.1 大凌河與小凌河植物對比
2013年6月,在大凌河共采集到高等植物34種,其中水生植物10種,濕生植物23種。在小凌河共采集到高等植物24種,其中水生植物4種,濕生植物20種(表3)??梢姶罅韬拥母叩戎参锓N類多于小凌河,尤其在水生高等植物方面差距更大。
表3 大凌河與小凌河高等植物種類綜合表(2013年6月末)
2.2.2 凌河上、中、下游高等植物種類
2013年6月在大凌河上游共采集到植物22種,其中水生植物6種,濕生植物16種(表4)。在大凌河中游共采集到20種植物,其中水生植物7種,濕生植物13種。大凌河下游各采樣點中僅在張家堡大橋采集到3種植物,其中水生植物1種,濕生植物2種??梢?,高等植物種類從上游到下游越來越少。
表4 大凌河、小凌河上、中、下游各斷面高等植物種類表(2013年6月末)
小凌河2013年6月末的調(diào)查結(jié)果見表4。在小凌河上游共采集到高等植物13種,其中水生植物1種,濕生植物12種。在小凌河中游共采集到植物7種,其中水生植物2種,濕生植物5種。在小凌河下游共采集到植物9種,其中水生植物2種,濕生植物7種。上游的種類最多,說明小凌河上游的環(huán)境優(yōu)于中下游。
由圖1可見,不論是水生植物還是濕生植物,大凌河從上游到下游高等植物種類均呈下降趨勢,尤其是下游物種數(shù)量極少,這種現(xiàn)象清晰地表現(xiàn)出了河流不同區(qū)段的環(huán)境、人為干擾等的變化。小凌河的植物種類普遍較大凌河少,且中游的植物種類最少。從水生植物種類看,則從上游到下游有增加的趨勢,這說明小凌河的水質(zhì)等變化存在著與大凌河不同的特點。
圖1 凌河高等植物種類豐富度分布(2013年6月末)
10月末在大凌河、小凌河共采集到高等植物11種,其中水生高等植物8種,濕生高等植物3種。從大凌河、小凌河各自種類特點看,大凌河高等植物共計8種,其中水生高等植物6種,濕生高等植物2種。小凌河的植物種類較大凌河明顯減少,僅采集到4種植物,其中水生高等植物2種,濕生高等植物2種。
大凌河與小凌河上、中、下游植物種類分布結(jié)果如表5所示。
表5 凌河上、中、下游各斷面高等植物種類表(2013年10月末)
由表5可見,10月末大凌河的高等植物種類仍多于小凌河。大凌河上、中、下游的高等植物種類數(shù)逐漸減少。2013年10月末在大凌河上游共采集到植物6種,其中水生植物2種,濕生植物2種。在大凌河中游共采集到4種植物,其中水生高等植物3種,濕生高等植物1種。大凌河下游未采集到高等植物。在小凌河上游僅在羊山采集到1種水生高等植物。小凌河中游僅在百股河(上)采集到水生植物1種,濕生植物2種。小凌河下游未采集到高等植物。
由于調(diào)查時間是在10月底,氣溫很低,許多植物已經(jīng)死亡,因此,采集到的植物種類非常有限。盡管如此,與6月末相比,某些種類屬于新出現(xiàn)的種類,如水生植物種類包括滿江紅科滿江紅屬的滿江紅,水鱉科黑藻屬的黑藻,管花目貍藻科貍藻屬的貍藻。
水生維管植物是水體生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者,在光和營養(yǎng)方面可以抑制浮游藻類的生長,防止水體的富營養(yǎng)化。水生維管植物增加了系統(tǒng)生物多樣性,提高了水體生態(tài)系統(tǒng)對外界干擾的緩沖能力,使生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。所以一般水生維管植物生長較好的河湖,其水質(zhì)較好。水生高等植物群落還能夠有效地降低水體中懸浮固體的濃度[3],改善水體透明度[11]。可見水生高等植物是水生生態(tài)系統(tǒng)保持良性運行的關(guān)鍵類群[6]。沉水植物在水生植物各生活型中其對環(huán)境脅迫的反應(yīng)最為敏感[5],可以通過沉水植物的群落結(jié)構(gòu)監(jiān)測水體環(huán)境質(zhì)量。
環(huán)境狀況良好的河流,其岸邊一般以生物量較高的挺水植物為主,但本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),凌河的水生植物以沉水植物為主,很少有沿岸生長的其他類型水生植物,說明水體受到較嚴重的人為干擾,植物組成類似于水庫[8]。由于人類活動的影響,河流水生高等植物種類、優(yōu)勢物種、分布范圍由原來以蘆葦、水蓼等挺水植物為優(yōu)勢種的群落轉(zhuǎn)化為以眼子菜、水毛茛等沉水植物為優(yōu)勢種的新群落,分布范圍縮減[12],本研究結(jié)果與此類似。
從全流域調(diào)查角度分析,凌河水生高等植物的種類較多,基本上涵蓋了大部分遼寧省沉水水生植物種類。小凌河水生高等植物多樣性低于大凌河。大凌河下游的植物種類非常少,說明其水環(huán)境質(zhì)量變差。
由于河流沿岸處于水陸交互作用的區(qū)域,因此具有明顯邊緣效應(yīng)的特征。這里一般具有較豐富的生物多樣性,但同時也最易遭受人類活動的影響,使生物多樣性下降。人為干擾嚴重影響河流生態(tài),但是,以草本植物為生態(tài)恢復(fù)主體的格局卻難以改變[9]。
綜合本研究的調(diào)查結(jié)果,從植物的種類組成看,大凌河與小凌河的沿岸植被物種豐富度較低,河岸帶植物沒有明顯的優(yōu)勢種,且均以一年生草本植物為主,缺乏多年生植物,植物低矮,群落結(jié)構(gòu)簡單,說明凌河高等植物群落處于演替初期,生物多樣性、覆蓋度、生物量等都沒有達到一定的水平。
有研究認為水生高等植物群落的自我生態(tài)修復(fù)能力較高[10],因此應(yīng)該進一步保護凌河及其流域環(huán)境,減少人為干擾,促使植被的自然恢復(fù).
在重點景觀地段加強人為正向干擾,即通過人為引種、栽培方式,促進水生漂浮、浮葉植物和沿岸濕生挺水植物群落的建立,使之成為初級生產(chǎn)力的主體[7],豐富生物多樣性,增強群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和穩(wěn)定程度,起到美化環(huán)境,凈化水體的作用。未來進一步全面鋪開河流及沿岸的群落構(gòu)建,并充分利用景觀生態(tài)學原理的指導(dǎo)作用,最終達到充分發(fā)揮沿岸濕地及凌河各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的作用。
另外,本研究的采樣次數(shù)和深入程度方面可能不足,有必要繼續(xù)開展凌河的相關(guān)研究工作,以便取得更為準確和動態(tài)的數(shù)據(jù),為凌河的保護工作提供依據(jù)。
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