西泉眼水库消落带水生植物群落及分布特点1)

陈翠翠 于洪贤 姚允龙 巩玉辉

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

消落带(Riparian zone)是指河流、湖泊、水库中由于季节性水位涨落，而使被水淹没的土地周期性出露水面，成为陆地的一段特殊区域［1］，是一种特殊的季节性水陆交错湿地生态系统［2］，具有明显的环境因子、生态过程和植物群落梯度，是控制陆地和水域的关键系统［1］，是健康水域生态系统的重要组成部分［3］。而水库消落带是由人为调控水库水位涨落而形成的，其作为水库和地表水的一个分界面，在控制水库和地表水水质、减少水库污染等方面具有重要作用［4－5］。Mander［6］等对水库消落带 N、P 总量变化的研究中指出，消落带脱氮量为0.16～2 960 kg·hm－2·a－1，其中植物氮吸收量为 10 ～350 kg·hm－2·a－1。由于消落带具有重要的生态学等功能，同时也是水库生态环境最脆弱的地带，该带生态环境变化大，因此对消落带的认识及保护对维持库区生态环境的可持续发展具有长远意义。本研究选择西泉眼水库有典型代表性的消落带区域进行植物群落调查，并分析消落带植物群落组成特点，以积累大型水库消落带植物群落的生态学数据，为消落带湿地生态系统的保护、恢复提供科学依据。

1 研究区概况

西泉眼水库地理坐标为 127°17＇～ 127°25＇E，45°12＇～45°20＇N，位于松花江南岸一级支流阿什河上游，由东泉眼、半截河、南大河、北大河及多处山溪、山泉水汇合而成。西泉眼水库工程于1992年开工，1996年主体工程建成蓄水，2000年通过竣工验收［7］，控制流域面积4086 km2，蓄水量4.78×108m3。西泉眼水库属阿什河流域综合开发的第一期控制性工程，是黑龙江省最大的水库之一。

西泉眼水库地区气候属温带大陆性季风气候，春季风大少雨干旱，夏季湿热多雨，秋季冷凉早霜，冬季长而寒冷。年降水量536 mm，全年无霜期120～140 d，年平均气温3.4℃，年日照时数2 400～2 700 h，有效积温2 500～2 800℃。11月初开始冰冻，冰厚0.7 ～1.0 m，4 月上旬解冻［8］。

2 研究方法

2.1 野外调查

2010年6—9月，以西泉眼水库库区枯水线和洪水线之间的带状区域为研究对象，根据西泉眼水库地区电子地图，结合水库水体特征，西泉眼立地类型［9］、植物分布情况和生态环境等，选择调查地点，在西泉眼水库沿岸共选取40个样方，对消落带现有植被组成情况进行调查。

样方调查根据生境类型采用分层取样的方法，每个样地，沿水库每隔3 m做一个样方，共计10个。低矮草丛(植物高度不超过1 m)样方1 m×1 m，20个;高草丛(植物高度在1 m～3 m)样方1 m×1 m，10个、灌木丛样方面积2 m×2 m，10个。采用群落学调查方法，记录每个样方的植物种类、总盖度以及组成种的多度、频度、高度等数量指标。

根据实际采集的标本及野外拍照的植物照片，相阅相关资料［10－13］，鉴定，编写出植物名录。

2.2 数据分析

用EXCEL软件对各样地中的样方分乔木、灌丛、草本建立相应的数据文件，计算低矮小乔木、灌丛及草本层各物种的优势度值［14］。其计算公式为:

植物群落的数量分类和排序分析采用双向指示种分析(two－way indicator species analysis，TWINSPAN)［15］，该方法是国际通用的等级分类方法，在植被数量生态学中被广泛采用，其最重要的特征是首先对样方分类，并以此分类为基础得到种的分类，使结果更符合植被的自然规律［16－18］。

3 结果与分析

3.1 研究区植物的优势种组成

据调查，分布于西泉眼水库的植物共有27科57属82种，种数最多的为菊科(Asteraceae)，共13属21种，其次为禾本科(Gramineae)，共8属9种。对40个样方80余种植物的优势度进行计算，其中主要优势种见表1。

3.2 西泉眼水库植物的生活型特点

生活型(1ife form)是不同植物对相同生境进行趋同适应的外在表现，通过生活型的研究，可以较清楚地揭示区域生物气候特征［19］。按中国植被确定的生活型系统对本带植物进行统计［12］，由表2可以看出，研究区具有典型的北温带性质:1)藤本植物最少;2)木本植物较少，灌木较多;3)植物的生活型以草本植物占绝对优势。研究区以多年生草本为主的科、属植物最为丰富，共有19科32属42种，占本带植物的一半以上。一年生草本共有12科19属27种位居第二，表明该消落带生境适合草本植物生长。

表1 西泉眼水库消落带优势植物

表2 西泉眼水库植物生活型统计

3.3 西泉眼水库主要植物群落类型及分布

利用TWINSPAN等级分类法划分40个样方，共分成8 组(如图1G1，G2，…，G8)，代表8 个植物群落类型。从图1得知，从左至右，植被由分布在消落带下部较耐淹的香蒲科、泽泻科植物群落逐步过渡到上部的莎草科+茄科等比较耐旱的群落，反映出明显的水分梯度的变化。其中样方群落中出现频率较高的是禾本科植物。

杨柳科+玄参科+天南星科植物群落(G2)主要分布于西泉眼水库边缘及水库沿岸地带，积水深约为0.6 m，群落平均植株高度1 m左右，盖度为30% ～40%;优势种为菖蒲(Acorus calamusL.)，高度0.7 m左右，盖度为25% ～35%。次优势种为卷边柳(Salix siuzeviiSeemen)，高度为1.5 m 左右，盖度为20% ～30%。

香蒲科植物群落(G1)、泽泻科植物(G8)群落主要分布在坑塘边缘及废弃水生动物养殖塘边缘，一般水深在0.5 m左右。优势种为宽叶香蒲(Typha latifoliaL.)，高为1.3 m 左右，盖度为60% ～70%;次优势种为泽泻，高度约为0.5 m，盖度为20% ～30%。

菊科+莎草科植物群落(G7)主要分布在西泉眼水库黄泥河入库口，积水水深0.3 m左右。群落优势种为羽叶鬼针草(Bidens maximoviczianaOett.)，高为0.6 m左右，盖度60% ～80%。次优势种为光颖水蜈蚣(Kyllinga brevifoliaRottb.var.leiolepis(Frach.et Sav.)Hara.)，高度为0.25 m 左右，盖度40% ～60%。

禾本科+毛茛科+木贼科植物群落(G3)主要分布于西泉眼水库消落带中溪流的边缘，受潜水影响较大。优势种为披碱草(Elymus dahuricusTurcz.)，高度0.6 m左右，盖度50% ～80%。次优势种为节节草(Equisetum ramosissimumDesf.)，高度 0.4 m 左右，盖度为20% ～40%。

图1 西泉眼水库消落带40个样方的TWINSPAN分类

毛茛科+蔷薇科+败酱科+伞形科植物群落(G6)分布于西泉眼水库林缘地带，主要优势种为小花鬼针草(Bidens parvifloraWilld.)，高度约为 0.6 m，盖度为30%～50%。次优势种为毛茛(Ranunculus japonicusThunb.)，高度为0.5 m左右，盖度为10% ～20%。另有败酱(Patrinia scabiosaefoliaFisch.ex Trev.)、龙牙草(Agrimonia pilosaLedeb.)等少量伴生种。

禾本科+唇形科+豆科+蓼科植物群落(G4)是消落带中分布最为广泛的群落之一，在消落带内的低洼平缓地和各抛荒水田中均见其分布，易形成单优势群落。禾本科植物占优势，盖度为40% ～60%。蓼科植物为次要优势种，盖度为30% ～40%。唇形科植物地瓜苗(Lycopus lucidusTurcz.)和薄荷(Mentha haplocalyxBriq.)等植物往往在某地区形成单优势群落。

车前科+菊科+莎草科植物群落(G5)主要分布在西泉眼水库沿岸地带较为干旱地区，主要优势种为车前，高度为0.2 m左右，盖度为40% ～50%。其次为菊科植物，如东北蒲公英(Taraxacum ohwianumKitam.)、五月艾(Artemisia indicaWilld.)等菊科植物，高度为0.5 m左右，盖度为30% ～40%。

4 结论与讨论

西泉眼水库消落带植物共有27科57属82种，植物组成较为丰富，其中以一年生和多年生草本植物占优势，可以适应较为苛刻的环境。菊科、禾本科、蓼科为种数最多的3个科，优势明显。消落带植物的这种优势类群组成很好地反映了西泉眼水库消落带的生境特征。本次调查的西泉眼水库消落带植物多数是喜湿植物，水生植物较少，且植物多以一年生或两年生植物，生长快，短期内能够形成小群聚或者优势种群，可以很好地适应水库丰枯水位变化。

调查发现:西泉眼水库水域边缘植物甚少，挺水植物如菖蒲、香蒲、芦苇等盖度小，且植物种类单一。沉水植物和浮叶植物均没有发现。此现象可能由于水库建库时间较短，致使水生植物发展较为缓慢。

水源地保护与植被恢复问题日益引起了全社会的广泛关注，但这方面的研究仍处于起步阶段。水生植物具有一定的抗水力冲击负荷能力，能适应河道污水水质和水量均不稳定的动态变化特征［16］，消除污染物、净化水质，对水库富营养化的防治具有重要作用。因此，建议加大对水源地水库消落区水生植物群落的保护及恢复，实现近岸带植物群落配置的连续性，达到西泉眼库区消落带生态功能、保护生物多样性、改善库区生态环境和净化水质的目的。

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