黄陂湖不同生境植物多样性与群落特征研究

摘要［目的］研究黄陂湖湿地不同生境植物群落物种多样性变化。［方法］以黄陂湖湿地陆生植物、水陆交错带植物和水生植物为研究对象，采用样线调查法和踏查法，分析不同生境植物群落物种多样性特征和主要优势物种群落。［结果］在整个黄陂湖湿地共调查到306种植物，隶属78科218属，其中陆生植物调查到225种，隶属60科165属；水陆交错带植物调查到199种，隶属48科134属；水生植物调查到32种，隶属16科24属。陆生与水陆交错带植物物种组成差异不明显，但2种生境与水生植物物种组成差异明显。从植物多样性上来看，陆生和水陆交错带植物的物种多样性高于水生植物，其中，陆生和水陆交错带植物的多样性指数差异不明显，但2种生境植物的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数均高于水生植物，水生植物的Simpson指数高于陆生和水陆交错带植物。从群落特征来看，黄陂湖湿地陆生和水陆交错带植物群落以菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）和豆科（Fabaceae）植物为优势种；水生植物群落以禾本科、睡莲科（Nymphaeaceae）和菱科（Trapaceae）植物为优势种。［结论］通过对植物栖息地的改善和调控，可以有效调节植物的生活环境，提高物种多样性水平。

关键词生境；植物群落；物种多样性；黄陂湖湿地

中图分类号X176"文献标识码A

文章编号0517-6611（2025）02-0060-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.015

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

StudyonPlantDiversityandCommunityCharacteristicsinDifferentHabitatsofHuangpiLake

CHENYi-lin，TIANSheng-ni，ZHAOLinetal

（SchoolofLifeSciences，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei，Anhui230036）

Abstract［Objective］Tostudytheplantcommunityspeciesdiversitychangeindifferenthabitatsof"HuangpiLakewetland.［Method］HuangpiLakewetlandterrestrialplants，amphibiousplantsandaquaticplantsastheresearchobject，thedifferenthabitatplantcommunityspeciesdiversitycharacteristicsandthemaindominantspeciescommunitywereanalyzedbythelinesurveyandinspectionmethod.［Result］Atotalof306speciesplantswereinvestigatedbelongingto218generaof78families，including225terrestrialplantsand165speciesin60families;amphibiousplantswereinvestigatedto199species，belongingto48familiesand134genera;aquaticplantsweresurveyedto32species，belongingto16familiesand24genera.Thedifferenceinspeciescompositionbetweenterrestrialandamphibiousplantswasnotsignificant，butthecompositionoftheaquaticplantspeciesandtheothertwohabitatsvariedsignificantly.Intermsofplantdiversity，terrestrialandamphibiousecotonehadhigherspeciesdiversitythanaquaticplants.Amongthem，thediversityindexofterrestrialandamphibiousplantswasnotsignificantlydifferent，buttheShannon-Wienerindex，PielouevennessindexandMargalefrichnessindexofplantsinbothhabitatswerehigherthanthoseofaquaticplants，theSimpsonindexofaquaticplantswashigherthanthatofterrestrialandamphibiousinterlacedplants.Fromtheperspectiveofcommunitycharacteristics，theterrestrialandamphibiousplantcommunitiesofHuangpiLakewetlandweremainlydominatedCompositae，GramineaeandFabaceaeplants.TheaquaticplantcommunitymainlyhadGramineae，NymphaeaceaeandTrapaceaeplantsasthedominantspecies.［Conclusion］Throughtheimprovementandregulationofplanthabitat，plantscaneffectivelyregulatethelivingenvironmentandpromotethelevelofspeciesdiversity.

KeywordsHabitat;Plantcommunity;Speciesdiversity;HuangpiLakewetland

湿地作为水陆交替的生态系统之一，由于其对生态环境的重要作用，被称为“地球之肾”^［1］、“淡水之源”。湿地植被是维持其生态系统正常运转的重要物质基础^［2］，研究其物种多样性及其影响因素，不仅可以加深对湿地植被演替规律的认识，还可以为湿地植被的保护和恢复提供科学依据^［3］。湿地植物作为湿地生态系统的重要组成部分，是湿地修复的核心环节^［4］，对维护湿地生态系统的结构以及调控湿地气候、指示湿地生态环境质量等具有重要意义^［5-6］。同时，湿地植被也为迁徙鸟类等动物提供了理想的栖息地，对维护湿地生物多样性具有重要作用^［7］。

植物的生长与繁殖依赖于其所处的环境，而这些环境又常决定着植物群落中的物种多样性^［8］。研究表明，环境因素相对较小的变化会对植物群落的物种组成和多样性产生重大影响^［9］。植物多样性会由于环境条件的多重变化而响应生境的变化^［10］。水陆交错带植物群落是湿地生境的主要植物群落类型，对水环境的依赖程度高，对水环境胁迫的反应也最灵敏^［11］，其种群与群落结构的改变直接影响着生态系统的稳定性^［12］。

近年来，黄陂湖湿地被列为安徽省重要保护湿地，黄陂湖水域及周边开展退耕还湖政策和水环境综合治理，生态修复成果明显^［13］。分析黄陂湖湿地植物群落物种组成和多样性特征，对于保护和恢复湿地植物群落以及候鸟栖息地具有重要意义^［14］。为此，笔者以黄陂湖为研究对象，通过对黄陂湖区的植物资源进行系统调查，对各生境中植物的种类及多样性进行分析，揭示其在不同生境中的分布规律，以期为该地区植被的保护与修复提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

黄陂湖位于巢湖水系裕溪河支流西河上游，为淡水湖泊，地理位置为117°33′～117°40′E、31°14′～31°21′N，湖区纵径10.0 km、宽3.5 km，主要支流有县河、扁担河、黄泥河、瓦洋河、马坝河和失槽河共6条^［15-16］。黄陂湖海拔5～10 m，水域面积约为3 000 hm2^［17］，相应容积0.45亿m3。该地区属于北亚热带湿润季风气候，多年平均气温为15.8 ℃，多年平均降水量为1 188.1 mm，多年平均无霜期为238 d。

1.2调查方法

根据研究区生境特征，对黄陂湖湿地进行样带和样方调查，选取了受人类活动影响最小的地区。该研究采用样方法对黄陂湖湿地的不同生境植被进行调查，选择人为干扰较少的区域，于2023年3—12月植物生长季分别在植物群落水陆交错带设置样带并进行调查，样带宽度约为200 m，每个样带之间间隔至少1 000 m，分别布设15个陆生植物样带、15个水陆交错带植物样带和15个水生植物样带，在每个样带中设置样方，样方之间间隔不小于5 m，对每个样方内的植物进行鉴定并记录植物的多度、盖度和分布状况等。应用GPS定位软件记录各样地的经纬度位置，辨别并记录样带及样方内的植物种类，植物种类的辨别参考《中国植物志》^［18］和《水生植物图鉴》^［19］。该研究采用计数法确定群落总密度，计量每种草本植物的数量及高度，采用数码照相法测定植物盖度。

1.3数据分析

该研究应用重要值（IV）判定物种在群落中的相对重要性，并确定群落建群种及群落物种的组成结构^［20］；同时选择物种α多样性指数衡量不同生境类型植物群落物种多样性水平，分别为Shannon-Wiener多样性指数（H′）、Simpson优势度指数（C）、Margalef丰富度指数（D）、Pielou均匀度指数（E）^［21-23］。其中重要值（IV）是反映某个物种在森林群落中作用和地位的综合数量指标^［24］。各公式如下：

D=（S-1）/lnN

C=1-si=1P2i

H′=-si=1（PilnPi）

E=H′/lnS

IV=（RD+RF+RC）/3

式中：S为群落中物种数目；Pi=Ni/N，N为物种的个体总数，Ni为第i个类群的个体数。相对多度（RD）=某个种的株数/所有种的总株数；相对频度（RF）=某个种在样方中出现的次数/所有种出现的总次数；相对盖度（RC）=某个种的盖度/所有种的总盖度。

2结果与分析

2.1不同生境植物种类组成与结构特征通过对黄陂湖湿地植物群落调查及采集标本的鉴定，研究区域内共有植物306种，隶属78科218属。水生植物种类共调查到32种，隶属16科24属（图1），水生植物群落中共包含4种生活型物种，分别为挺水型、漂浮型、浮叶型和沉水型，其中挺水植物有12种，浮叶植物11种，漂浮植物和沉水植物分别有5和4种。水生植物中包含物种数最多的是禾本科，有5个物种，分别是芦苇（Phragmitesaustralis）、南荻（Triarrhenalutariori-paria）、水稻（Oryzasativa）、芒（Miscanthussinensis）、五节芒（Miscanthusfloridulus）；睡莲科包含4个物种，分别有莲（Nelumbonucifera）、睡莲（Nymphaeatetragona）、红睡莲（Nymphaeaalba）、黄睡莲（Nymphaeamexicana）；菱科包含4个物种，分别有野菱（Trpaincisa）、丘角菱（Trapajaponica）、欧菱（Trapanatans）、乌菱（Trapabispinosa）；莎草科有3个物种，分别为扁秆荆三棱（Bolboschoenusplaniculmis）、荆三棱（Bolboschoenusyagara）、水葱（Schoenoplectustabernaemontani）；浮萍科有2个物种，分别为浮萍（Lemnaminor）、紫萍（Spirodelapolyrhiza）；水鳖科（Hydrocharitaceae）有2个物种，分别为苦草（Vallisnerianatans）、水鳖（Hydrocharisdubia）；香蒲科有2个物种，分别为香蒲（Typhaorientalis）、水烛（Typhaangustifolia）。陆生植物共调查到225种，隶属60科165属，其中乔木26种、灌木20种、藤本14种、草本165种，分别有水杉（Metasequoiaglyptostroboides）、野蔷薇（Rosamultiflora）、野葛（Puerariamontana）、狗尾草（Setariaviridis）等，其中草本含有物种较多的是菊科、禾本科和豆科，分别包含31、28和24个物种。水陆交错带植物共调查到199种，隶属48科134属，其中乔木4种、灌木5种、藤本13种、草本177种，分别有垂柳（Salixbabylonica）、合萌（Aeschynomeneindica）、络石（Trachelospermumjasminoides）、阿拉伯婆婆纳（Veronicapersica）等；植物物种包含较多的是菊科、禾本科和豆科，菊科和禾本科均为30个种，豆科有17个种，其中菊科中小飞蓬群落、禾本科中芦苇群落、豆科中野大豆群落为优势种群落，面积占比较大。

2.2不同生境植物群落物种多样性分析

此次调查共设置样方45个，其中陆生植物、水陆交错带植物、水生植物各15个样方，计算其样方多样性数据，结果如表1～3所示。从表1～3可以看出，黄陂湖湿地各样方类型的Shannon-Wiener多样性指数（H′）最高的为陆生植物第11号翅果菊样方，值为1.9070，最低的为水生植物第15号芦苇样方，值为0.0398；Shannon-Wiener多样性指数整体平均值为0.8029，其中23个样方高于平均值，占比51.11%。Pielou均匀度指数（E）最高的为水生植物第14号浮萍样方，值为0.9980，最低的为水生植物第15号芦苇样方，值为0.0575；Pielou均匀度指数整体平均值为0.575其中27个样方高于平均值，占比60.00%。Simpson优势度指数（C）最高的为水生植物第15号芦苇样方，值为0.9868，最低的为陆生植物第11号翅果菊样方，值为0.1721；Simpson优势度指数整体平均值为0.5838，其中19个样方高于平均值，占比42.22%。Margalef丰富度指数（D）最高的为陆生植物第11号翅果菊样方，值为1.9164，最低的为水生植物第15号芦苇样方，值为0.1751；Margalef丰富度指数整体平均值为0.7115，其中20个样方高于平均值，占比44.44%。

从图2可以看出，各生境Shannon-Weiner多样性指数（H′）中整体均值表现为水陆交错带植物（1.1528）﹥陆生植物（0.9617）﹥水生植物（0.2942）；各生境Pielou均匀度指数（E）中整体均值表现为水陆交错带植物（0.6945）﹥陆生植物（0.6933）﹥水生植物（0.3377）；Simpson优势度指数（C）中3种生境均值表现为水生植物（0.8421）gt;陆生植物（0.4825）gt;水陆交错带植物（0.4268）；Margalef丰富度指数（D）中3种生境均值表现为水陆交错带植物（0.9281）gt;陆生植物（0.9198）gt;水生植物（0.2865）。群落样地中陆生植物与水陆交错带植物多样性趋向一致，水陆交错带植物多样性较大于陆生植物。但样地中水生植物的Simpson优势度指数（C）最高，表明水生植物以一种单优势特征分布在黄陂湖湿地。在4项多样性指数中，H′、E、D这3个多样性指数均为水陆交错带植物gt;陆生植物gt;水生植物，这体现出黄陂湖湿地的水陆交错带植物物种多样性最高，陆生植物次之，水生植物最低。

2.3不同生境典型植物群落分布和组成结构

该研究应用重要值居首位或前2位的植物种类对研究区内典型植物群落进行命名（表4），在群落层次上将该研究区不同生境的植物群落进行划分。陆生植物群落主要有垂柳群落、野大豆群落、野胡萝卜群落、葎草群落、狗尾草群落5个优势植物群落。水陆交错带植物群落主要有小飞蓬群落、加拿大一枝黄花群落、芦苇群落、南荻群落、水烛群落5个优势植物群落。水生植物群落主要有野菱群落、莲群落、睡莲群落、芡实群落、凤眼莲群落5个优势植物群落。

垂柳群落：群落宽30～40m，盖度70%～80%，高度为7～8m，群落内包括垂柳、苦苣菜（Sonchusoleraceus）、葎草（Humulusscandens）、喜旱莲子草（Alternantheraphiloxeroides）、钻叶紫菀（Symphyotrichumsubulatum）、蛇床（Cnidiummonnieri）、芦苇7种植物，垂柳的重要值为0.542，居首位。

野大豆群落：群落宽5～6m，盖度为70%～75%，高度为30～40cm，野大豆成片匍匐在地面，群落内包含野大豆（Glycinesoja）、小飞蓬（Erigeroncanadensis）、一年蓬（Erigeronannuus）、狗牙根（Cynodondactylon）、艾（Artemisiaargyi）、合萌、翅果菊（Lactucaindica）、狗尾草8种植物，野大豆的重要值为0.657，居首位。

野胡萝卜群落：群落宽10～15m，盖度为80%～90%，高度为80～120cm，群落内包含野胡萝卜（Daucuscarota）、加拿大一枝黄花（Solidagocanadensis）、葎草、黑麦草（Loliumperenne）、南苜蓿（Medicagopolymorpha）、野大豆、狗尾草、翅果菊、羊蹄（Rumexjaponicus）、益母草（Leonurusjaponicus）10种植物，野胡萝卜的重要值为0.742，居首位。

葎草群落：群落宽15～20m，盖度为80%～90%，葎草攀缘在其他植物上，将其他植物覆盖，高度为30～40cm，群落内包含葎草、藜（Chenopodiumalbum）、狗尾草、翅果菊、马兰（Kalimerisindica）、酸模叶蓼（Persicarialapathifolia）、长芒稗（Echinochloacaudata）7种植物，葎草的重要值为0.602，居首位。

狗尾草群落：群落宽22～35m，盖度为85%～90%，高度为60～120cm，狗尾草在湖岸边光地上生长成一排，群落内包含狗尾草、铁苋菜（Acalyphaaustralis）、藜、葎草、芦苇5种植物，狗尾草的重要值为0.724，居首位。

小飞蓬群落：群落宽约15m，盖度为75%～80%，平均高度在95～135cm，调查时群落内的物种包括小飞蓬、合萌、翅果菊、狗牙根、加拿大一枝黄花、野胡萝卜、益母草、狗尾草、一年蓬、鸡眼草（Kummerowiastriata）10种植物，小飞蓬的重要值为0.837，居首位。

加拿大一枝黄花群落：群落宽18～25m，盖度约为95%，平均高度为120～250cm，加拿大一枝黄花入侵严重，已安排工人采取物理防除，避免加拿大一枝黄花进一步扩大入侵面积。群落内包含加拿大一枝黄花、芦苇、小飞蓬、狗尾草、一年蓬、野豇豆（Vignavexillata）6种植物，加拿大一枝黄花的重要值为0.748，居首位。

芦苇群落：群落宽约50m，盖度约为95%，平均高度在135～220cm，群落内包括芦苇、南荻、水烛、垂柳、葎草、加拿大一枝黄花6种植物，芦苇的重要值为0.797，居首位。

南荻群落：群落宽约55m，盖度为80%～90%，平均高度在120～200cm，群落内包括南荻、芦苇、加拿大一枝黄花、旱柳4种植物，南荻的重要值为0.735，居首位。

水烛群落：群落宽80～100m，盖度为85%～90%，平均高度在115～180cm，群落内包括水烛、南荻、芦苇、香蒲（Typhaorientalis）、野菱5种植物，水烛的重要值为0.552，居首位。

野菱群落：群落宽50～60m，盖度为90%～95%，群落内包括野菱、浮萍、芡实（Euryaleferox）、睡莲、凤眼莲（Eichhorniacrassipes）5种植物，野菱的重要值为0.82居首位。

莲群落：群落宽40～50m，盖度约为95%，平均高度在145～220cm，群落内包括莲、野菱、槐叶萍（Salvinianatans）、浮萍、金鱼藻（Ceratophyllumdemersum）5种植物，莲的重要值为0.816，居首位。

睡莲群落：群落宽25～35m，盖度为85%～90%，群落内包括睡莲、浮萍、槐叶萍、野菱、芦苇5种植物，睡莲的重要值为0.728，居首位。

芡实群落：群落宽45～50m，盖度为90%～95%，群落内包括芡实、野菱、浮萍3种植物，芡实的重要值为0.784，居首位。

凤眼莲群落：群落宽10～15m，盖度为80%～90%，群落内包括凤眼莲、野菱、浮萍3种植物，凤眼莲的重要值为0.689，居首位。

3讨论

植物群落中的物种组成结构是一个重要的指标，能很好地反映群落结构的变化^［25-27］。对黄陂湖湿地进行了维管束植物调查，共采集到306种218属78科，其中在陆生植物中，以豆科的野大豆、桑科的葎草和伞形科的野胡萝卜等草本植物为优势物种；在水陆交错带植物中，以菊科的小飞蓬、加拿大一枝黄花和莎草科的薹草等草本植物为优势物种；在水生植物中，以禾本科的芦苇、睡莲科的莲和菱科的野菱等水生植物占主导地位，为优势物种，而黄陂湖水生生态系统中，芦苇又是主要的水生植物或湿生种。湿地植物群落结构及其动态变化特征是反映湿地生态系统健康状况的重要指标^［28-30］，黄陂湖湿地植物的物种组成较丰富，大部分植物符合当地北亚热带季风气候，说明该地区具有较高的生态适应能力^［31］。水生植物与其他2种生境植物的多样性指数相差较大，表明黄陂湖群落结构存在明显的差异，在植被的形成过程中，栖息地的构建是非常重要。

植物物种的数量和结构组成可以衡量植物群落中物种的丰富度和均衡程度^［32-33］，研究结果表明陆生植物与水陆交错带植物的物种多样性水平相差不大，这2种生境与水生植物的物种多样性差异明显，具体体现在2种生境的Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均高于水生植物群落多样性，且多样性水平相差较大，但水生植物的Simpson优势度指数高于其他2种生境。水陆交错带植物群落的Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数在3种生境中最高，反映了水陆交错带植物群落分布均匀，结构复杂性、物种丰富度较高，并且在黄陂湖占据较大的生存空间。在黄陂湖湿地的水陆交错带，有少量的乔木、灌木为人工栽培种，主要以草本植物为重要组成类型，草本植物能够有效增强植物群落丰富度和多样性；在黄陂湖湿地中水生植物的Simpson指数较高，各物种在群落中的分布存在着明显的不平衡性，且优势物种具有显著的生态功能，挺水植物和浮水植物生长旺盛，形成大面积优势群落，并能够为水鸟栖息提供了重要保障。

植被的分布既能在量上直接反映，又能在频率上综合体现^［34-35］。物种出现的样本数目可以更好地反映物种的分布区，同时也可以凸显生态差异，减少人类预测的误差，实现对种群分布的精确测量^［36-38］。通过对比分析不同生境植物物种多样性及重要值发现，在陆生植物与水陆植物的群落中，植物群落分布范围较为广泛的科有菊科、禾本科、豆科，为主要的优势群落，其他植物物种的重要值差异不明显，且表现出一种典型的群落协同发展特征，各科植物的分布较为均匀，呈现一致性而非集聚性；在水生植物方面，禾本科的芦苇、菱科的野菱和睡莲科的莲等植物的数量和分布占比较大，其他水生植物的重要值普遍较小，表现出一种单一优势的群落特征，虽在黄陂湖湿地中植物分布的均匀度较低，但表现出较强的聚集性。从整体上看，黄陂湖植物群落多样性呈阶梯变化，不同生境植物群落多样性差异较大，群落丰富度指数和均匀度指数高的群落，则其多样性指数也高。

4结论

该研究分析了黄陂湖3种生境植物种类组成、物种多样性以及植物群落分布特征。结果表明：陆生植物和水陆交错带植物物种组成差异不明显，但两者与水生植物物种组成差异明显，2种生境所含的植物物种数量及科、属、种均高于水生植物。陆生和水陆交错带植物物种多样性指数差异不明显，水生植物仅Simpson优势度指数高于2种生境，其他多样性指数均低于陆生植物和水陆交错带植物，且差异明显。陆生植物群落以垂柳为优势种的群落面积最大；水陆交错带植物群落以小飞蓬为优势种的群落面积最大；水生植物群落以野菱为优势种的群落面积最大。该研究有助于了解黄陂湖不同生境植物多样性的地理分布格局和潜在的生态维持机制，为预测黄陂湖湿地生态系统演变趋势和生态恢复提供科学依据。

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