不同干扰条件下镜湖湿地植物多样性调查研究

李王颖 阳柠灿 肖杨 徐若琳 谭丽亚 刘冰 胡忻 王海

摘要：进行了镜湖湿地植物群落的调查研究，研究了不同干扰条件下（林地区、草地区、水库区与建设用地区）镜湖湿地植物多样性概况。研究结果表明：镜湖湿地4个区域中共有植物物种150种，分属75科90属，主要以被子植物为主（140种）。①林地区域上共有植物103种，优势物种合欢（Albizia julibrissin Du-razz.）的株高，样方所有植物盖度及生物量分别为75.6em，85.6%，1608.1g/m²，该区的Shannon-Win-ner指数，Pielou均匀度指数和Simpson植物优势度指数分别为2.1，0.9与0.64;②草地区域共有植物95种，优势物种早熟禾（Poaannua LI）的株高，样方所有植物盖度及生物量分别为20.1em，79.4%，387.9g/m²，Shannon-Winner指数，Pielou均匀度指数和Simpson植物優势度指数分别为1.8，0.7与0.65;③水库区域上共有植物69种，优势种喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides（Mart.）Griseb）的株高，样方所有植物盖度及生物量分别为6.3cm，59.3%，227.8g/m²，Shannon-Winner指数，Pielou均匀度指数和Simp-son植物优势度指数分别为1.1，0.4与0.8;④建设用地区域上共有植物73种，优势种诸葛菜的株高，样方所有植物盖度及生物量分别为18.9cm，55.8%，355.4g/m²，Shannon-Winner指数，Pielou均匀度指数和Simpson植物优势度指数分别为1.2，0.5与0.7。从整体上看，绍兴镜湖湿地植物资源较丰富，物种多样性较高。但不同干扰条件，会影响不同区域的物种多样性及物种组成。

关键词：湿地植物;优势种;多样性;镜湖湿地

中图分类号：X36 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）16-0017-04

1引言

湿地具有较高的生物多样性，兼具有调节径流、蓄洪防旱、调节气候、美化环境等作用，被誉为“地球之肾。湿地植物作为湿地生物多样性的重要组成之一，在调节气候、决定湿地降解污染物、发挥净化功能等方面具有重要影响。近年来，受人类活动和气候变化的影响，特别是人类活动干扰等带来的自然湿地土地利用类型的变化（如自然湿地转变成为湿地公园等）导致湿地生物多样性锐减，生态环境恶化加剧。目前，林地、草地、水库、建设用地等是湿地的土地利用的主要类型。湿地土地利用以及植被的变化对湿地生态环境乃至全球环境变化的影响起着举足轻重的作用，而且湿地的土地利用以及植被变化的定量研究可为动态监测湿地环境变化和持续利用湿地资源提供科学依据。此外，一些外来植物种如一年蓬、空心莲子草、凤眼莲等，随着湿地土地类型的变化等干扰影响，更加的繁盛。

研究表明，不同湿地研究方法存在较大差异，想要制定出适宜的研究方法，必须考虑实际情况、事先对所研究地区有一定的调查比如对所研究地区可以根据干扰情况不同采用“分区域”研究的方法，这样可以使得整个研究更为直观、顺畅，从而更有利于研究。大面积研究地区划分，可以按不同区域的属性不同划分，比如土壤状况、结构，植物组成和功能等特性划分，常见的可以按不同区域的功能划分（如草地区域、林地区域、荒漠区域、水库区域、建设用地等）。将大面积的研究区域划分后，开始研究不同区域的一些植物属性，地理属性，功能属性，在这其中可以用一些生态学上的统计方法，使得整个研究进展更为清晰。在划分研究区域之后，根据“分区域”的研究方法可以获得一些更有价值的研究结论。

绍兴镜湖湿地是一个水生生态系统与陆地生态系统相结合的生态系统，面积较大，要对整个镜湖湿地进行研究可以采用上述提到的“分区域”研究方法，将镜湖湿地划分为几个区域，使得研究更有条理，更为简便。然而，“分区域”研究，特别是近年来不同干扰条件的影响下镜湖湿地植物的多样性方面的研究较缺乏。本研究拟通过对镜湖湿地植物的“分区域”调查分析，并通过多样性指标（Shannon-winner指数，Pielou均匀度指和Simpson植物优势度指数等）的计算分析，拟得出随着土地利用类型变化等干扰因素对湿地植物分布以及物种多样性产生的影响，为湿地建设、植物多样性保护与治理提出建议，更好的发挥湿地的美学价值、经济价值与生态价值。

2研究区域概况

绍兴镜湖湿地处于浙江省的北部（29°14～30°16‘N，119°53～121°12E），湿地面积约1540hm²，水域面积约558hm²，山体面积约17hm²，平原面积约965hm²。镜湖湿地整个地形呈现荷叶状，为低湿地，总体来说地势较为平坦，水网密布，大致上具有农耕湿地的特征。同时绍兴属于亚热带季风气候，四季的天气变化明显，总体来说气候比较温和，年平均温度约16.4℃，降雨量约1800mm。在设计实验方案时需要结合镜湖湿地的用地类型、地理位置，设置合理的取样点以及符合实际情况的实验方法和步骤，同时在实验过程中尽量不要破环和污染镜湖湿地的生态环境。

3数据和方法

3.1野外调查

根据镜湖湿地有关资料并且在实地调查的基础上，结合有关镜湖湿地的地理形势、用地情况等的资料，按照镜湖湿地不同区域功能特点，将镜湖湿地大致分为四类区域，分别是林地区域、草地区域、水库区域与建设用地区域，将这四类区域作为主要的研究区域。在这四个区域中选择植物生长较为均一，地理形势差异较小的地段，①在林地区域设置10个20m×30m的样方，每个样方之间的间距大约为150m×150m;②在草地区域设置10个20m×20m的样方，每个样方之间的间距大约为150m×150m;③在水库区域设置5个8m×8m的样方，这五个位置分别在水库区域的中央及其前后左右四个位置上，每个样方之间的间距大约为50m×50m;④在建设用地区域设置6个20mX 20m的样方，每个样方之间的间距大约是100mX 100m。设置好样方后，在每个样方内调查植物分布情况并对镜湖湿地的不同区域的植物种类进行辨认，植物分类及标本鉴定以《浙江植物志（1-7卷）》和《浙江种子植物检索鉴定手册》为准，同时统计每个样方的植被的种类数目，记录植被的频度，各自植被的盖度以及相应的密度等，并对统计区域中植物，按照1m×1m样方测定株高、取样并计算单位面积生物量。

3.2研究方法

将所得数据录入Microsoft Office Excel2007中，按照相应计算公式进行指标计算，并用SPSSl8.0软件进行统计分析，同时选择Shannon-Winner指数，Pielou均匀度指数和Simpson植物优势度指数来分析各个群落的多样性，计算方法见文献[18，19]。

4结果与分析

4.1镜湖湿地不同区域植物概况

绍兴镜湖湿地不同区域的植物资源存在较大差异（表1）。通过实地调查及数据统计四个区域中共有植物物种150种，分属75科90属，主要以被子植物为主（共140种）。豆科，禾本科，苋科与十字花科为镜湖湿地四种主要植物资源科。

在这四类不同干扰区域中，在林地区域上共有植物103种，分属52科64属，其中豆科和禾本科高达15种（表1），优势植物为合欢;在草地区域上共有植物95种，分属48科56属，其中禾本科达到8种，是四種主要科种的种数数量最大的植物，以早熟禾为优势植物;在水库区域上共有植物69种，分属25科31属，其中苋科达到6种，生长着以喜旱莲子草为优势种的植物;在建设用地地区上共有植物73种，分属28科35属，其中十字花科有7种，生长着以诸葛菜为优势种的植物。从研究结果可以看出，不同干扰条件对植物的种类及数量具有较大的影响。

4.2镜湖湿地不同区域植物生态学特征

受镜湖湿地不同区域的结构与功能不同的影响，使得镜湖湿地不同区域的植物生态学特征存在较大的差异。通过实地调查研究镜湖湿地不同区域植物的生物学特征，包括不同区域优势种的株高、植物的盖度以及单位面积生物量。

由表2可以看出，在镜湖湿地林地区域优势种株高、植物的盖度、生物量分别为75.6cm、85.6%与1608.1g/m²，其中植物盖度显著高于（P<0.05）水库区与建设用地区，而生物量显著高于（P<0.05）其它3个区域。草地区域的优势种株高仅为20.1cm，样方生物量为387.9g/m²，然而植物盖度较高，达到79.4%，显著高于（P<0.05）水库区与建设用地区。水库区域的优势种株高为6.3cm，植物盖度、生物量较林地区域与草地区域均低，分别为59.3%、227.8g/m²，均显著低于（P<0.05）林地区与草地区。建设用地区域的优势种株高为18.9cm，其样方植物资源的盖度为55.8%，生物量与草地区域较相近，为355.4g/m²。总之，镜湖湿地不同区域的植物生态学特征存在较大差异，这与镜湖湿地不同区域的植物的功能不同有关，同时也表明不同干扰条件对优势植物的种类及植物盖度、生物量等具有较大的影响。

4.3镜湖湿地不同区域植物的多样性

镜湖湿地不同区域的建设状况、环境状况与地形地势状况等有所不同，从而导致镜湖湿地不同区域的植物多样性存在较大差异（图1）。

林地区域植物物种最多（表1），Shannon-Winner植物多样性指数与Pielou均匀度指数均显著最高（P<0.05），分别为2.1与0.9。但是，Simpson植物优势度指数较小，为0.64，整体上，优势度较低。

草地区域的Shannon-Winner植物多样性指数与Pielou均匀度指数显著高于（P<0.05）水库区与建设用地区：分别为1.8与0.7。但是，Simpson植物优势度指数较小，仅为0.65。这是由于草地区域与林地区域都是除了有优势种存在以外植物资源的物种数目较丰富的区域，优势种早熟禾还未形成一个绝对的优势，因此镜湖湿地地区的草地区域的优势种指数比起水库区域与建设用地区域还较低，但不存在显著差异。

水库区域的优势种是喜旱莲子草，这是一种对于繁殖环境要求较低的物种，入侵能力较强，所以喜旱莲子草在该区域拥有绝对的生长优势，使得其他植物资源难以在该区域大量生长，导致镜湖湿水库区域的Shannon—Winner植物多样性指数仅为1.1，与此同时Pielou均匀度指数也较小，仅为0.4，然而Simpson植物优势度指数较大，为0.8。

诸葛菜虽然是建设用地区域的主要优势种，但是镜湖湿地建设用地区域的土壤状况良好，也有利于其他植物资源的生长，因此建设用地区域的植物资源的多样性比水库区域较高。这也是建设用地区域的Shannon-Winner植物多样性指数（1.2）与Pielou均匀度指数（0.5）高于水库区域，而Simpson植物优势度指数（0.7）小于水库区域的主要原因。

5讨论

本研究通过对不同干扰条件下镜湖湿地植物资源的调查，得出高等植物种类为150种，以被子植物为主。这与沈琪早期研究的湿地植物数量（163种）的有一些的差别。这可能因为镜湖湿地国家公园在对外开放过程中，原本构造起来的植物种不适应湿地的环境以及游客等人为的破坏有关。但是，在优势植物类群上的差别不是很大，都是由被子植物中的双子叶植物为主，这可能与被子植物是最适应陆地环境的植物，而其中双子叶植物又在被子植物中占的比例很大的原因有关。

环境条件的优劣可以决定物种多样性的高低。本次研究中，林地、草地区域物种多样性要高于建设用地及水库区域，也可以看出不同的环境条件优劣或在不同的干扰条件下，均会影响物种多样性的高低及物种组成等。以往研究表明，物种多样性与均匀度成正相关，而与植物优势度呈负相关，这与本次研究结果基本一致。

另外，在本次研究中，发现一些具有较强生命力以及入侵能力的植物进入镜湖湿地，对镜湖湿地物种多样性造成一些影响。比如，镜湖湿地水库区域的喜旱莲子草以及建设用地区域的诸葛菜分别入侵所在区域，成为所在区域的优势种，对所在区域的植物的丰富度以及整个区域生态系统的稳定造成一些的影响，因此，对于具有潜在威胁的外来物种，要时刻做好其监测和风险评估工作。

6结论

研究结果表明，镜湖湿地在4个区域中共有植物物种150种，分属75科90属，主要以被子植物为主。林地区域的Shannon-Winner植物多样性指数与Pielou均匀度指数显著最高（P<0.05），说明林地区植物多样性最高。草地区域Shannon-Winner指数，Pielou均匀度指数显著高于（P<0.05）水库区与建设用地区，说明草地区植物多样性高于水库区与建设用地区。水库区域与建设用地区域Shannon-Wiener指数，Pielou均匀度指数均较低，这2个区植物多样性较低。四个区域的Simpson植物优势度不存在显著差异。整体上，镜湖湿地植物资源较丰富，物种多样性较高，但不同干扰条件，会影响不同区域的优势物种、物种多样性及物种组成。