铜仁市锦江河大型水生植物资源的初步研究

2014-07-08梁正其沈正雄黄娟高健强梅杰

河北渔业 2014年6期

梁正其+沈正雄+黄娟+高健强+梅杰

DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2014.06.003

摘要：锦江河地处喀斯特山区贵州省铜仁市，该河流水质清澈，大型水生植物丰富，水生生态保持较好。2013 年8-12月，对锦江河的水生植物群落及其物种多样性进行了初步调查。结果显示：锦江河中有水生植物10科13属16种，其中轮叶黑藻Hydrilla verticillata、穗状狐尾藻Myriophyllum spicatum、竹叶眼子菜Potamoton malaianus、喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides为优势种。就优势种而言，其生物量轮叶黑藻达到354.45 g/m2、穗状狐尾藻达到337.23 g/m2、竹叶眼子菜达到240.15 g/m2；喜旱莲子草达到227.94 g/m2。丰富的大型水生植物使锦江河的水生生态保持在良好的水平。

关键词：锦江河；水生植物；生物量

大型水生植物既是水体生态系统中的组成部分，又是江河、湖泊、沼泽等水域中的重要生物资源。大型水生植物不仅对环境变化比较敏感，具有很好的指示作用[1]，为水产经济动物提供生活和繁衍的场所，还具有吸附、过滤和沉淀水中的化合物并直接吸收和利用可利用态氮、磷，以及从周围环境中交换吸附重金属离子等，通过微生物的辅助作用达到净化水质的效果[2]。另一方面，大型水生植物景观还能够给人一种清新、舒畅的感觉[3]。它们的存在对水域环境的理化特征和生物状况有重要影响。近年来，一些河流、湖泊由于受到不同程度的污染，大型水生植物急剧减少，水体生态系统遭到破坏，水体自净能力降低，蓝、绿藻繁盛，导致水质下降[4]。许多国内外的学者们在利用水生植物净化和修复污染水体方面做了大量工作[5-6]，找出了很多对水体净化和修复有显著作用的水生植物，并把它们运用于水体生态治理的生产实践之中[7]。

锦江河位于铜仁市，铜仁为中亚热带季风山地湿润气候，四季温暖，雨量充沛，大部分地区常年平均气温在15 ℃左右，年平均降雨量在1 140～1 400 mm之间，蕴藏着丰富的水资源。锦江河为主河流段，全程158 km，它由大、小两江汇成，都发源于武陵山脉的主峰"梵净山"的西南麓。其宽度在50～100 m之间，深度在30～50 m之间。该河流水生生态系统保持良好，是研究水生生态系统中各类群功能的理想场所。本研究旨在了解锦江河大型水生植物的种类组成以及物种多样性，丰富锦江河基础资料，探究它们在该河流中的生态功能，为加强铜仁市锦江河生态环境、河道和饮用水源地保护、开发和利用提供一定的参考资料，同时也为在污染水体生态治理中利用大型水生植物提供依据。

1 研究方法

1.1 采样点

根据水流和地理方位确定调查和采集路线，选择具有代表性的5个采样点进行采集。上游龙井，中游（市区）三江公园、河滨公园、污水处理厂，下游甲州。

1.2 采样时间及采样方法

2013年8-12月，在锦江河设置5个采样点进行样品采集，每一个采样点取3个重复样方（1 m×1 m)，将样方内的全部植物连根拔起，冲洗干净，编号。对大型水生植物栖息地环境进行拍照，测量水温、pH值，并对大型水生植物的植被分布和群落结构进行观察。然后将样品带回实验室后，进行鉴定，并将所有样品洗净、分出种类，待其附着的水分风干后用天平称其湿重，统计生物量。

2 结果与分析

2.1 各采样点水体基本情况

采样期间，锦江河5个采样点的水温、pH、透明度见表1。水温为11.3～31.5 ℃，pH为6.0～6.5，透明度为171～246 cm。随着采样时间不同水温差异较大，但各样点之间变化不大。

表1 锦江河水体基本情况

采样点

龙井污水处理厂三江公园河滨公园甲州

水温/ ℃ 30.1～11.3 31.7～10.1 31.5～11.9 31.5～11.8 31.5～11.4

pH 6.2 6.3 6.5 6.3 6.4

透明度/cm 246 171 223 209 237

2.2 各采样点调查结果

2.2.1 龙井河宽约50 m，水深约0.5～2.1 m，河水清澈见底，河底可见卵石、泥沙，水流平缓，共获大型水生植物3科5属8种，按其生活型分类全部为沉水植物，苦草(VaUisneria spiralisL)、轮叶黑藻(HydriUaverticiUataRoyle)为优势种，还有穗状狐尾藻（Myriophyllum spicatum）、菹草（Potamogetoncrispus）、微齿眼子菜（Potamoton maackianus)、篦齿眼子菜(Potamogoton pectinatus)、竹叶眼子菜(Potamoton malaianus)、角果藻(Zannichellia palustris)。

2.2.2 污水处理厂该处为市区污水处理排放点，河宽约70 m，水较深，此处大型水生植物类型仍然以沉水类型为主，以苦草、竹叶眼子菜、轮叶黑藻为常见种。挺水植物以藨草(Scirpus triqueter)和喜旱莲子草(Alternantheraphiloxeroides)为优势种，沿岸有少量水芋(Eomecon chionanthahance)，在岸边成点状分布，该样点一共采集到5科6属6种大型水生植物，挺水植物3科3属3种，沉水植物2科3属3种。

2.2.3 三江公园河宽约100 m，水较深，底质泥沙，水流缓慢，挺水植物有喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、藨草、慈姑（Sagittaria sagittfolia)，水芋，喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为优势种。沉水植物有苦草、竹叶眼子菜、轮叶黑藻、穗状狐尾藻。共采集7科8属8种，挺水植物4科4属4种，沉水植物3科4属4种。

2.2.4 河滨公园该水域流经城市中心，河宽约100 m，水较深，底质泥沙，水流缓慢，河岸边挺水植物芦苇（Phragmites communis）呈带状分布，长势非常茂盛。挺水植物还有少量藨草和喜旱莲子草。沉水植物有苦草、竹叶眼子菜、轮叶黑藻、穗状狐尾藻、小茨藻（Najas minor)。该采样点一共采集到7科8属8种大型水生植物，挺水植物3科3属3种，沉水植物4科5属5种。

2.2.5 甲州河宽约120 m，水较深，底质泥沙，水流缓慢，该处水域水质清澈见底，以沉水植物中的轮叶黑藻和穗状狐尾藻为优势种。还有少量金鱼藻（Ceratophyllum demersum）、竹叶眼子菜、苦草。挺水植物有荆三棱（Scirpus yagara)、喜旱莲子草。在这一共采集到6科7属7种大型水生植物。

经调查发现在这5个采样点中所采集到沉水植物居多，挺水植物次之，没有发现漂浮和浮叶植物。

2.3 锦江河大型水生植物资源状况

2.3.1 锦江河大型水生植物的种类从上游龙井到下游甲州，共计16种，隶属10科13属。其中，沉水植物分布广，数量繁多，共计5科7属10种；挺水植物共计5科6属6种。沉水植物占采集种类的62.5%，挺水植物占37.5%，见表2。

2.3.2 各样点优势种的生物量 5个采样点的采样结果显示，锦江河大型水生植物的优势种是：轮叶黑藻、穗状狐尾藻、竹叶眼子菜和喜旱莲子草。这说明锦江河是一条以沉水植物为优势种群的河流。4种优势种的生物量见表3。

表2 锦江河大型水生植物种类

科种生态类型

水鳖科Hydrocharitaccae 苦草VaUisneria spiralisL 沉水

轮叶黑藻HydriUavertici UataRoyle 沉水

眼子菜科Potamogetonaceae 竹叶眼子菜Potamoton malaianus 沉水

菹草Potamogetoncrispus 沉水

篦齿眼子菜Potamogoton pectinatus 沉水

微齿眼子菜Potamoton maackianus 沉水

角果藻Zannichellia palustris 沉水

小二仙科Haloragidaceae 穗状狐尾藻Myriophyllum spicatum 沉水

金鱼藻科Ceratophyllaceae 金鱼藻Ceratophyllum demersum 沉水

茨藻科Najadaceae 小茨藻Najas minor 沉水

莎草科Sedge family 藨草Scirpus triqueter 挺水

荆三棱Scirpus yagara 挺水

禾本科gramineous 芦苇Phragmites communis 挺水

苋科Amaraathaceac 喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides 挺水

泽泻科Alismaceae 慈姑Sagittaria sagittfolia 挺水

天南星科Araceae 水芋Eomecon chionanthahance 挺水

表3 锦江河大型水生植物优势种的生物量

g/m2

物种采样点

龙井污水处理厂三江公园河滨公园甲州

轮叶黑藻 341.25 5.86 97.25 85.96 354.45

穗状狐尾藻 41.28 0 191.14 95.57 337.23

竹叶眼子菜 12.55 161.3 11.64 32.26 240.15

喜旱莲子草 0 187.25 187.85 78.82 227.94

3 讨论

3.1 锦江河大型水生植物资源的组成及分布特点。

详见表4。

3.2 沉水植物的繁盛与锦江河的水体自净能力

整个锦江河以沉水植物为优势种，各采样点从上游龙井至下游甲州都有其大量分布。经国内外学者研究得出一些沉水植物对水体中的总氮、总磷、硝态氮和正磷酸盐有较好的去除效果，且马来眼子菜、苦草、轮叶黑藻等水生植物对水体的总氮、总磷、硝态氮和正磷酸盐都有较好的去除效果，以马来眼子菜和苦草的效果最好，去除率在80%以上[8]。植物光合作用丰富水中溶氧，部分菹草、水毛茛等在冰下水体中有增氧作用[1]。实践表明，凡菹草繁茂的水体，冬季水下是不容易缺氧的[1]。许多种类的沉水植物都是当地水域的优势物种，并且其根部、叶部都可以蓄积很高含量的重金属（根部含量大于叶部含量）[9-10]蓄积植物。例如，轮叶黑藻是印度一热电站当地水生植物中最好的蓄积植物[11]，在澳大利亚南昆士兰地区对狐尾藻的调查研究中发现，狐尾藻蓄积重金属的能力最强，其蓄积Zn、Cd分别达4 300 mg/g、6.5 mg/g [11]；另外，沉水植物中苦草、轮叶黑藻、菹草、龙须眼子菜（Potamogeton pectinatus）和水池草（Groenlandia densa）等对重金属也具有很强的耐受能力和蓄积去除能力，并证实了植物体根部积累能力最强[12]。目前，对沉水植物修复重金属污染研究较多的一个方向是利用植物吸附重金属，以达到去除的目的。锦江河中的这些大型水生植物为河流水体的自净起到了重要作用，维持了该水域生态平衡。锦江河中的大型水生植物，尤其是以沉水植物为优势种的状况，目前在国内河流中鲜有报道，将会为受污染的河流、湖泊的生态治理提供借鉴。

表4 锦江河大型水生植物的种类与喀斯特

山区花溪河大型水生植物种类的比较

生态类型花溪河锦江河

轮叶黑藻轮叶黑藻

水车前微齿眼子菜

马来眼子菜篦齿眼子菜

沉水五针金鱼藻竹叶眼子菜

小眼子菜穗状狐尾藻

穗状狐尾藻角果藻

角果藻金鱼藻

有柄水苦荬小茨藻

泽星宿菜苦草

水芹菹草

苦草

挺水水蓼慈姑

石菖蒲藨草

喜旱莲子草荆三棱

茴茴蒜水芋

喜旱莲子草

芦苇

种数 15种 16种

参考文献：

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[2] 屠晓翠,蔡妙珍,孙建国.大型水生植物对污染水体的净化作用和机理[J].安徽农业科学,2006,34(12):2843-2844

[3] 单衍芳.银川市部分城市湿地水生植物多样性调查及评价[J].宁夏农林科技,2013,54(07):88-89

[4] 李中强,任慧,郝孟曦,等.斧头湖水生植物多样性及群落演替研究[J].水生生物学报,2012,36(6):1018-1025

[5] 李文朝.富营养水体中常绿水生植被组建及净化效果研究[J].中国环境科学,1997,17(1):53-57

[6] Oseph B,Hughes J.Transformation of TNT by aquatic plants and plant tissue culture[J].Envion Sci Tech, 1997,31(1):266-271

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[9] Nirmal-KumarJI,Soni H,Kumar R N,et al.Macrophyte in phytoremediation of heavy metal contaminatedwater and sediments in Pariyej Community Reserve,Gujarat,India[J].Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences,2008,8:193-200

[10] Mishra V K,Upadhyay A R,Pandey S K,et al.Concentrations of heavy metals and aquatic macrophytes of Govind Ballabh Pant Sagar an anthropogenic lake affected by coal mining effluent[J].Environmental Monitoring and Assessment,2008,141:49-58

[11] 王谦,成水平.大型水生植物修复重金属污染水体研究进展[J].环球科学与技术,2010,33(5):97-99

[12] 种云霄,胡洪营,钱易，等.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展[J].环境污染治理技术与设备,2003,4(2):36-40

Aquatic Macrophyte resources of Jinjiang River in Tongren city

LIANG Zheng

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qi，SHEN Zheng

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xiong，HUANG Juan， GAO Jian

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qiang，MEI Jie

(Key Laboratory of Special Wildlife Resources in Fanjing Mountain,

Department of Bioscience and Chemistry, Tongren University, Tongren, Guizhou 554300)

Abstract：Jinjiang River locates in the suburb of Tongren city, Guizhou province.The water aeological systemis well with 900d water quality, and abundant aquatic macrophyte in the river. Aquatic plant population and species diversity were investigated from Aug to Dec, 2013. Results showed that there were 16 species of aquatic plants belonging to 10 families in Jinjiang River. Among them, Hydrilla verticillata, Myriophyllum spicatum, Potamoton malaianus and Alternanthera philoxeroides were the predominant species. The biomass of Hydrilla verticillata, Myriophyllum spicatum,Potamoton malaianus and Alternanthera philoxeroides reached 354.45 g/m2, 337.23 g/m2, 240.15 g/m2and 240.15 g/m2,respectively. Flourish aquatic plants kept water ecological system of Jinjiang River at a nice level.

Key words：Jinjiang River; Aquatic plant; biomass

（收稿日期：2014-03-16）《河北渔业》2014年第6期(总第246期)

[11] 王谦,成水平.大型水生植物修复重金属污染水体研究进展[J].环球科学与技术,2010,33(5):97-99

[12] 种云霄,胡洪营,钱易，等.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展[J].环境污染治理技术与设备,2003,4(2):36-40

Aquatic Macrophyte resources of Jinjiang River in Tongren city

LIANG Zheng

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qi，SHEN Zheng

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xiong，HUANG Juan， GAO Jian

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qiang，MEI Jie