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巢湖东湖区入湖河流的水生植被群落结构和区系特征及其与环境因子的关系



全 文 :http://www.cibj.com/
应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol 2012,18 ( 6 ) : 889~896
2012-12-25 DOI: 10.3724/SP.J.1145.2012.00889
巢湖东湖区入湖河流的水生植被群落结构和
区系特征及其与环境因子的关系*
祝国荣1 倪乐意1 方 涛1 过龙根1 张 萌1, 2**
(1中国科学院水生生物研究所 武汉 430070)
(2江西省环境保护科学研究院 南昌 330029)
摘 要 采用野外调查方法结合典范对应分析(CCA),研究了巢湖东部湖区的入湖河道水生植 被的群落结构特征
和区系特征及其与环境因子的相关性. 结果表明:共发现常见水生植物物种63种,隶属于28科54属,其中沉水植物4
种,漂浮植物3种,浮叶植物2种,挺水植物10种,湿生植物44种. 区系分析发现该区域的水生植被呈现隐域性和热带
向北温带过渡的亚热带特征,植物种属主要以世界分布属和北温带分布属为主,其次是泛热带分布属,分别占总数的
35.19%、31.48%和12.96%;这54属水生植物的地理分布区类型共有中国种子植物所占的15个分布区类型中的10个,而缺
少5个地理分布区类型. 入侵种空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)分布广泛,河道呈现一定程度的堵塞状态;沉
水植物物种则趋于单一化和分布面积狭小,尤其在水体污染严重的区域(如:双桥河流域和小柘皋河下游)几近衰退.
CCA分析表明巢湖东部湖区入湖河道水生植物的空间分布主要受水体理化指标影响,而非水深的影响. 总之,巢湖东
部湖区入湖河道水质污染加重,水生植物群落结构极不合理、地理成分复杂程度偏低且具有明显的隐域性,沿河村
镇的污水处理以及保护与恢复水生植物尤其沉水植物类群迫在眉睫. 图2 表4 参35
关键词 入湖河流;水生植物;区系分析;典范对应分析;巢湖东部湖区
CLC X173 : Q948.885.1+3
Community Structure and Floristic Compositions of Aquatic Plant
Communities in the Infl owing Rivers of East Chaohu Lake and Their
Relationships to Environmental Factors*
ZHU Guorong1, NI Leyi1, FANG Tao1, GUO Longen1 & ZHANG Meng1, 2**
(1Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China)
(2Jiangxi Academy of Environmental Sciences, Nanchang 330029, China)
Abstract Community structure and fl oristic compositions of aquatic plant communities in the infl owing rivers of East Chaohu
Lake was surveyed, and their relationships with environmental factors were analyzed with canonical correspondence analysis
(CCA). The results showed that there were 63 species, affi liating to 54 genera in 28 families, found in the infl owing rivers
of East Chaohu Lake, including 4 submersed species, 3 fl oating specie, 2 fl oating-leaved species, 10 emergent macrophytes
and 44 hygrophytes. Fl ora analysis revealed intrazonal feature and subtropical transition feature from tropical to Northern
(N) temperate zone, with prevailing cosmopolitan, N temperate and pantropic genera components (35.19%, 31.48% and
12.96%, respectively). The 54 genera of aquatic plants could be categorized into 10 areal-types. In addition, Alternanthera
philoxeroides, an exotic species, growing fast and profusely, filled the river channels. In contrast, submersed macrophytes
signifi cantly declined in both species diversity and their distributions, especially in heavily polluted areas, such as the Double-
Bridge River and the downstream of Xiaozhegao River. CCA analysis showed that the community structures were mainly
affected by physicochemical factors rather than the water-levels. In conclusion, the infl owing rivers of East Chaohu Lake were
heavily polluted, the community structure of aquatic plants was degraded, and their endemic genera were declining owning to
收稿日期:2011-10-10 接受日期:2011-12-02
*国家重大科技专项(Nos. 2012ZX07105004,2008ZX07106-2)和国家水体污染控制与治理科技重大专项(No. 2012ZX07101-002-001)资助
Supported by the State Key Scientifi c Research Programs of China (Nos. 2012ZX07105004, 2008ZX07106-2) and the National Water Pollution Control and
Management Technology Major Project of China (No. 2012ZX07101-002-001)
**通讯作者 Corresponding author (E-mail: tomdeshiye@126.com)
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巢湖东湖区入湖河流的水生植被群落结构和区系特征及...... 6期
巢湖是中国的第五大淡水湖泊,位于安徽省境内,属长
江下游左岸水系,水域面积820 km2,流域面积13 310 km2 [1].
湖水依赖地表径流和湖面降水补给,入湖河流有33条,出湖
河流仅有裕溪河与长江相连. 近年来,随着巢湖流域经济快
速发展,特别是工业化进程的提高,流域内工业污水、农业
生产的面源污染、人们的生活污水,湖泊资源的开发利用以
及水资源保护相对不足,导致巢湖湖泊水体富营养化、蓝藻
水华大规模暴发、流域内入湖河流水质状况日趋下降以及流
域水生态系统快速退化等一系列生态问题 [2].
河流是陆地生态系统和湖泊生态系统之间进行物质
交换的通道,入湖河道的水质直接影响到湖泊的富营养化
程度 [3~4]. 研究表明,入湖河流是巢湖污染的主要来源,巢湖
76.9%的总氮和68.5%的总磷是通过入湖河道进入巢湖水体
的[5]. 水生植物,作为水生态系统的重要组成部分和主要的初
级生产者之一,对生态系统物质、能量的循环和传递起调控
作用,同时具有净化水质、吸收营养盐、拦截外来污染物和
保护生物多样性等多重重要的生态功能 [6~7],此外,水生植物
的地理分布区类型能具体反映植物进化和变异的情况 [8~10].
因而调查研究巢湖入湖河道水生植被的分布现状和其地理
分布区类型既可直观地反映出河流的受污染程度,为河流污
染的治理提供第一手资料,也有利于探讨其分布、起源和演
化规律,从而为其水生植物资源有效保护和可持续利用提供
科学依据. 目前对巢湖入湖河道的研究多集中在西半湖流域
(属省会城市合肥辖区)[11~12],很少研究东部湖区流域,而此
流域(属巢湖市辖区)的水体也日益富营养化,其入湖河流
水体污染现象也不断加剧 [13]. 本文重点报道了巢湖东部湖区
入湖河道水生植被的群落结构特征和地理分布区类型及其
与环境因子的相关性研究,以期为该区域水体开发与治理提
供科学依据.
1 方 法
1.1 巢湖东部湖区入湖河道采样点设置
本研究根据巢湖东部入湖河道水体污染状况,共设水
生植物采样点6个. 其中双桥河流域4个,小柘皋河流域2个
(表1).
1.2 样品采集与处理
2008年4月中旬在安徽巢湖流域东湖区入湖河道设置6
个样点,每个样点3个样方(沿岸带挺水植被:1 m×1 m;沉
increasing pollution. Fig 2, Tab 4, Ref 35
Keywords infl owing river; aquatic macrophytes; fl ora analysis; CCA; East Chaohu Lake
CLC X173 : Q948.885.1+3
表1 入湖河流样点分布
Table 1 Sampling points of the infl owing rivers
样点 Sampling point 地名 Place name 地理定位 GPS
1 双桥河柴油机厂 Double-bridge River Diesel Engine Plant N31°36′56.6″, E117°51′06.7″
2 水泥厂附近(桥下) Near the cement plant (under the bridge) N31°36′50.5″, E117°49′50.7″
3 水泥厂排污口 Cement factory outlet N31°36′58.6″, E117°49′44.5″
4 双桥河上游100 m 100 m to Double-bridge River upstream N31°36′14.7″, E117°49′47.3″
5 小柘皋河河道 River course of Xiaozhegao River N31°37′17.4″, E117°48′09.1″
6 小柘皋河距河口100 m 100 m to estuary of Xiaozhegao River N31°37′01.6″, E117°47′57.5″
表2 各样点各生活型的优势水生植物物种
Table 2 Dominant species of aquat ic plants with different life forms in each sampling site
样点
Sampling site
沉水植物
Submersed macrophytes
漂浮和浮水植物
Floating/-leaved plant
挺水植物
Emergent plant
湿生植物
Hygrophyte
1 无None
空心莲子草
Alternanthera philoxeroides
芦苇
Phlagmites commmunis
猪秧秧、荠、窄叶野豌豆、鹅观草
Galium aparine var. tenerum, Capsella bursa-
pastoris, Vicia angustifolia ex Reichard,
Roegneria kamoji
2 菹草Potamogeton crispus
空心莲子草
A. philoxeroides
芦苇、菰
P. commmunis, Zizania latifolia
窄叶野豌豆、鹅观草、酸模 V. angustifolia ex
Reichard, R. kamoji, Rumex japonicus L.
3 无None

None

None
窄叶野豌豆、酸模、小苜蓿、油菜
V. angustifolia ex Reichard, R. japonicus L.,
Medicago minima, Brassica campestris
4 菹草P. crispus
空心莲子草
A. philoxeroides
石龙芮、菰
Ranunculus sceleratus, Z. latifolia
酸模、油菜
R. japonicus L., B. campestris
5 菹草P. crispus

None
稗、石龙芮、罔草
Echinochloa crusgali, R. sceleratus,
Beckmannia syzigachne
窄叶野豌豆、野燕麦、泽漆、野胡萝卜
V. angustifolia ex Reichard, Avena fatua,
Euphorbia helioscopia, Daucus catota
6 菹草P. crispus
浮萍
Lemna minor
水蓼
Polygonum hydropiper

None
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6期 祝国荣等
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水植物:0.2 m2),用样方法采集标本. 真性水生植物按Cook
的水生植物概念[14]鉴别种类,其他岸边湿生植物主要按照刁
正俗等的方法 [15],然后按样方称取各种类的鲜重. 沉水植物
采样工具为镰式采草器.
与此同时,在各采样点测定河流水深(De pt h)、水温
(WT)、溶氧(DO)、透明度(SD)和电导率(COND),并
采集水样两份,一份用于测定悬浮物浓度(SS),另外一份
用试剂固定后带回实验室测定水样中表征水质状态的理化
指标:氨氮(N H4+)、总氮(TN)、总磷(TP)、生物需氧量
(BOD5)和化学需氧量(包括CODMn和CODCr)[16].
1.3 数据分析
水生植物和环境因子的数据利用CANOCO4.5软件包进
行典范对应分析(CCA分析)排序,排序结果用物种-环境因
子关系的双序图表示. 在环境因子特征变量构成的空间上,
对环境变量和水生植物物种间关系排序作图,实现了水生植
物与环境因子间的对应排序. 在由主轴1和主轴2构成的平面
中,箭头表征了环境因子在平面上的相对位置,向量长短代
表其在主轴中 的作用,箭头所处象限表示环境因子与排序
轴间相关性的正负. 对主要水生植物种类的密度在主轴上排
序,则可反映水生植物与环境因子之间的对应关系.
2 结 果
2.1 巢湖流域东湖区入湖河道水生植被现状及其分布
区类型
根据形态特征和生态习性,真性水生植物的生活型可分
为挺水植物 、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四类[17].
研究结果表明:安徽巢湖流域东湖区入湖河道水生植
被,共有28科54属,共计63种,其中沉水植物4种,漂浮植物
3种,浮叶植物2种,挺水植物10种,湿生植物44种(附表1).
沉水植物优势物种为菹草(Potamogeton crispus),浮叶植
物以空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)为常见种,挺
水植物优势种为芦苇(Phlagmites commmunis)、菰(Zizania
latifolia)和石龙芮(Ranunculus sceleratus),湿生植物以
猪秧秧(Galium aparine var. tenerum)、窄叶野豌豆(Vicia
angustifolia ex Reich ard)、野胡萝卜(Daucus catota)和羊蹄
(Rumex japonicus)为该生活型中的优势物种(表2).
沉水植物主要分布于小柘皋河,尤其优势种菹草几乎布
满全河道(宽度约4 m),其盖度为90%以上,现存量约为7 kg
m-2. 湿生植物物种丰富度较高,其中入侵种空心莲子草分布
广泛,河道呈现一定程度的堵塞状态. 在双桥河流域水生植
被较为繁茂的区域位于水泥厂附近的流域,而水泥厂排污口
水体中植被稀少(图1).
由于目前种子植物种级水平的区系地理成分分析还受
到研究水平的很大限制,而属比科更能具体反映植物进化和
变异的情况,在区系分析上也更能体现一个地区区系的特
征 [8~9]. 因此本文在属级水平上进行了巢湖东部湖区入湖河道
水生植物的地理分布区成分分析. 根据吴征镒对中国种子植
物属的分布区的划分标准 [10],巢湖东部湖区入湖河道水生植
物54属的分布区类型包括中国种子植物所占的15个分布区类
型中的10个,缺少5个地理分布区类型(表3).
图1 各样点优势物种的生物量
Fig. 1 The biomass of dominant species in each sampling site
表3 巢湖东湖区入湖河流水生植物属的分布区类型
Table 3 Areal-types of genera of aquatic plants in the infl owing
rivers of East Chaohu Lake
编号
No.
属的分布区类型
Areal-type
属数
Number of
genera
占总属数比例
Percentage in total
genera (P/%)
1 世界分布Cosmopolitan 19 35.19
2 泛热带分布Pantropic 7 12.96
3
热带亚洲至热带美洲间断分布
Trop. Asia & Trop. Amer.
disjuncted
1 1.85
4 旧世界热带分布Old World Tropic 2 3.70
5 热带亚洲至热带大洋洲分布Trop. Asia to Trop. Australasia 0 0.00
6 热带亚洲至热带非洲分布Trop. Asia to Trop. Africa 0 0.00
7 热带亚洲分布Trop. Asia 0 0.00
8 北温带分布North Temperate 17 31.48
9 东亚和北美洲间断分布E. Asia & N. Amer. disjuncted 2 3.70
10 旧世界温带分布Old World Temperate 3 5.56
11 温带亚洲分布Temp. Asia 1 1.85
12
地中海、西亚至中亚分布
Mediterranea, W. Asia to C.
Asia
1 1.85
13 中亚分布C. Asia 0 0.00
14 东亚分布E. Asia 1 1.85
15 中国特有分布Endemic to China 0 0.00
合计
Total 54 100.00
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巢湖东湖区入湖河流的水生植被群落结构和区系特征及...... 6期
在各类属的地理成分中,世界分布19属,占总属数的
35.19%,包括芦苇属(Phragmites)、马唐属(Digitaria)、蓼属
(Polygonum)、酸模属(Rumex)、眼子菜属(Potamogeton)、
金鱼藻属(Ceratophyl lum)、浮萍属(Lemna)、狐尾藻
属(Myr iophyl lu m)、毛茛属(Ranunc u lu s)、碎米荠属
(Cardamine)、莎草属(Cyperu)、水莎草属(Juncellus)、藨
草属(Scirpus)、飞蓬属(Erigeron)、苍耳属(Xanthium)、灯
心草属(Juncus)、车前属(Plantago)、悬钩子属(Rubus)和
拉拉藤属(Galium).
热带分布(表3,2~7项)有10属,占总属数的18.52%.
其中泛热带分布属数量最大,为 7属,包括狗牙根属
(Cynodon)、穇属(Ele usine)、棒头草属(Polypogon)、莲子
草属(Alternanthera)、沼菊属(Enydra)、鳢肠属(Eclipta)和
大戟属(Euphorbia);热带 亚洲和热带美洲间断分布类型仅
有1属,为凤眼莲属(Eichhornia);旧世界分布属有2属,为水
鳖属(Hydrocharis)和乌蔹莓属(Cayratia);而其他热带分布
(表3,5~7项)则无属分布.
温带分布(表3,8~13项)有25属 ,占总属数的46.30%.
其中北温 带分布属数量最大,为 17属,包括看麦娘属
(Alopecurus)、燕麦属(Avena)、罔草属(Beckmannia)、芸
苔属(Brassica)、蒲公英属(Taraxacum)、荠属(Capsella)、
蒿属(Artemisia)、苦苣菜属(Sonchus)、蓟属(Cirsium)、蔷
薇属(Rosa)、婆婆纳属(Veronica)、木贼属(Equisetum)、
胡萝卜属(Daucus)、葎草属(Humulus)、野豌豆属(Vicia)、
稗属(Ecltinochloa)、葱属(Allium);其次是旧世界温带分布
有3属,为鹅观草属(Roegneria)、苜蓿属(Medicago)和菱属
(Trapa);东亚和北美洲间断分布有2属,为菰属(Zizania)
和莲属(Nelumbo);温带亚洲分布、地中海、西亚至中亚分布
和东亚分布均仅有1属,分别为附地菜属(Trigonotis)、小麦
属(Triticum)和黄鹌菜属(Youngia);而中亚分布区类型则
无属分布.
中国特有分布无属分布(表3).
2.2 水生植物物种-环境因子间的关系
典范对应分析(CCA)发现,调查样点的水生植物物
种-环境因子间的关系如下: 前4个排序轴的特征值分别为
0.533、0.262、0.212和0.201,水生植物种类与环境因子4 个 排
序轴的相关系数均为1.000,且特征值和优势种群与环境因
子的相关系数都通过蒙特卡罗(Monte Carlo)检验,P值小于
0.05,说明排序效果理想(表4).
图2中的轴1主要反 映水体营养负荷和污染程度的情况,
而轴2主要反映水下光照情况和水体中还原性物质丰度情
况,水深对两轴的贡献很小. 由图2可知:菹草(P. crispus)、
金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、菱(Trapa bispinosa)和水
苦荬(Veronica undulata)以及竹叶眼子菜(P. malaianus)、凤
表4 典范对应分析前四排序轴的统计
Table 4 The fi rst four axes of Canonical Correspondence Analysis (CCA)
轴 Axes 1 2 3 4
特征值 Eigenvalue 0.533 0.262 0.212 0.201
物种-环境相互关系 Species - environment correlation 1.000 1.000 1.000 1.000
物种数据的变量累积百分比 Cumulative percentage variance of species data (P/%) 40.7 60.7 77.0 92.3
物种-环境相关关系的变量累积百分比 Cumulative percentage variance of species - environment
relation (P/%) 40.7 60.7 77.0 92.3
图2 样点-环境因子间(a)以及各样点的水生植物物种-环境因子间(b)的典范对应分析(CCA)排序图
Fig. 2 The CCA ordination diagrams of sampling sites - environmental factors (a) and aquatic plants species - environmental factors (b)
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6期 祝国荣等
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眼莲(Eichhornia crassipes)和罔草(Beckmannia syzigachne)
分布在第一、二象限,与水物理指标(溶氧水 平、悬浮物
浓度、酸碱度以及水温)呈较为密切的正相关关系,与水
化学指标(氨氮、TN、TP、反映水质污染情况的BOD5和反
映还原性物质水平的化学需氧量)和水下光照情况呈较为
密切的负相关关系,与水深相关性不明显;空心莲子草、
水莎草(Juncellus serotinus)、芦苇、菰和水蓼(Polygonum
hydropiper)以及石龙芮和稗(Echinochloa crusgali)分布于第
二、三象限,与水化学指标和水体电导率呈较密切的正相关
关系,与水物理指标(溶氧水平、悬浮物浓度、酸碱度以及水
温)呈较为密切的负相关关系,与水深等相关性很弱;水鳖
(Hydrocharis dubia)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)和浮
萍(Lemna minor)分布于第四象限,与SS呈较为密切的负相
关关系,与其他物理指标和水化指标相关性较弱.
3 讨 论
本研究将真性水生植物按Cook的水生植物概念 [14],其
他岸边湿生植物主要按照刁正俗等的方法[15]鉴别植物种类,
研究发现巢湖东部湖区入湖河道双桥河和小柘皋河流域的
湿生植物物种丰富度较高,挺水植物其次,沉水植物和漂
浮-浮叶植物则很低. 与2006年同样的枯水期(6月份)双桥河
流域的水生植物群落种类 [18]相比,植物种类,尤其不耐污植
物种和本地物种大量较少,如:水芹(Oenanthe javanica)、
茭白(Z. latifolia)、荇菜(Nymphoides peltatum)、禺毛茛
(Ranunculus cantoniensis)、大茨藻(Najas marina)等,优势
种也由荇菜群丛+空心莲子草群丛等转变成单一的空心莲子
草群丛 . 王研等在2010年枯水期(2月)对小柘皋河流域的水
生植物植物调查中,仅发现5种水生植物,隶属5科5属,以耐
污的金鱼藻和菹草为优势种[19],与本研究结果相比其物种多
样性急剧减小,耐污种取代非耐污种. 以上研究结果表明,
随着时间的推移,双桥河和小柘皋河流域的水生植被的物种
数量逐渐减少,多样性降低,优势种由耐污种为主,这在一
定程度上说明了该流域的水质在不断恶化,从而引发植被衰
退.
根据吴征镒对中国种子植物属分布区类型的划分标
准 [10],陈明林等总结发现安徽省水生植物总属65个的分布区
类型可以划分为11个地理分布区 [20],而本研究发现巢湖东湖
区入湖河道常见水生植物54属的分布区类型划分为10个地
理分布区. 但无论是安徽省还是巢湖东部湖区入湖河流流域
的水生植物种属的分布区类型均是以世界分布属最多,且均
未发现中国特有种,这一方面表明该流域植物区系与全球植
物区系有着紧密而广泛的联系,另一方面也说明了该流域水
生植物区系明显的隐域性. 此外,本研究发现北温带分布属
较泛热带分布属多,而安徽省水生植物属的分布区类型则反
之,这可能主要是由两次研究区域的差异和时间所造成的,
但也表明巢湖东湖区入湖河道水生植物是以温带性质为主,
兼有热带属性,更确切地讲,该区域的植被呈热带向北温带
过渡的亚热带特征. 总体而言,本流域水生植物区系组成成
分复杂程度偏低,多样性水平不高.
水生植物基本完全依赖于水环境,其生长分布受水体
理化性质影响,尤其营养 [21~25]. 本研究通过典范对应分析
(CCA)分析也发现巢湖东部湖区入湖河道水体的水体营养
负荷和污染程度(如:BOD5、CODMn)与水生植物的分布和生
长密切相关,但二者均与水深相关甚少,这可能与入湖河道
在枯水期水体较浅有关(0.5~1.29 m,大多见底). 王研等在
2010年不同季节对小柘皋河流域水生植物调查中也发现水
生植物多样性与水质及水位存在一定的相关性,水位升高、
水体污染严重会影响水生植物的生长并降低其多样性 [19]. 富
营养水体是引发沉水植物物种单一生物量降低等衰退现象
的主要原因之一 [22, 26~27]. 与其他研究[18~19]相比,随着近几年来
巢湖东部湖区入湖河道水质的污染加重,该流域的沉水植
被物种趋于单一化和分布面积缩小化. 而本研究也发现这种
现象:在双桥河水体污染严重的流域,沉水植物几近衰退,
仅在入湖河口地带才出现中等耐污种菹草的分布. 与此同时,
我们发现湿生植物入侵种空心莲子草则广泛分布大量生长,
使得双桥河道呈现一定程度的堵塞状态. 这一方面说明了双
桥河水体的高营养已对水生植被造成严重影响,另一方面,
为我们保护本地物种和生态稳定,防止入侵种的泛滥敲响了
警钟.
总体而言,巢湖东部湖区入湖河道水质仍不断恶
化 [4, 18];该流域的水生植物群落结构并不理想,而其地理成
分复杂程度也偏低且具有明显的隐域性,因而这些现有的水
生植物不仅不能有效地发挥其净化水质、吸收营养盐、拦截
外来污染物和保 护生物多样性等环境生态功能,还在维持水
生植物本身的生态平衡存在隐患.
为了恢复和保护入湖河道水生植物尤其沉水植物,以达
到改善巢湖入湖河道水质,进而维持巢湖整个湖泊水质的目
的,根据入湖河道污水水质和水量均不稳定的动态变化特
征,水生植物在水体生态修复和去除氮磷等的作用特征 [28~31]
以及植被修复的物种选择原则(生态适应性广,耐污性强;
良好的水质净化能力;繁殖栽培简单;具有一定的经济或实
用价值;优先考虑乡土物种;特定区域要考虑景观及审美价
值)等 [18~19],特提出以下建议:
(1)首先治理双桥河. 双桥河是巢湖全湖入湖河道中污
染严重的河道,此流域主要是工业点源污染和城市污染控
制,且受有机污染比较显著 [4]. 首先是将工厂污水集中处理后
再排入河道,降低点源污染 [32];其次是定期收割回收泛滥生
长的入侵种空心莲子草以疏浚河道,并达到保护本地物种,
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巢湖东湖区入湖河流的水生植被群落结构和区系特征及...... 6期
防止入侵种泛滥的目的;而后是在该河道进行植被恢复. 由
于该河道流速较慢,全年的透明度良好,对沉水植物生长影
响较小,故植被修复以更有利于去污和植物恢复的复合系统
展开 [33]. 在清除了大量空心莲子草的水域,种植耐污且具有
较强吸附有机污染物的挺水植物和沉水植物,如:茭白+水
芹+芦苇挺水植物群丛,菹草+金鱼藻沉水植物群丛等 [18, 34]非
入侵种,既能防止入侵种泛滥,改良水质,也能优化水生植
物群落结构并增强其稳定性.
(2)尽管与双桥河水质相比,小柘皋河水质较好,但近
年来也在逐渐恶化,多年平均水质在Ⅴ类和劣Ⅴ类之间,直
接威胁到巢湖水体特别巢湖东湖区饮用水源地的安全 [19],因
而修复小柘皋河水体、缓解小柘皋河对巢湖水体的影响也势
在必行. 首先是小柘皋河下游河道的疏浚. 疏挖深度的确定
应综合考虑清除内源性污染、控制巨型水生植物的生长以及
有利于生态恢复等问题 [35],从而达到减轻内源污染物含量并
改善河道水流状态的效果;其次是加强城市污水和农业废
水的处理力度 [31],以减少外源污染来源,为之后合理种植的
水生植物的生存提供较好的环境条件;而后是植被恢复. 因
该河道上游水流流速过快导致水力停留时间过短,无土壤不
适宜栽培植物,且存在生活污水支流等因素的影响,故选择
受生活和农业污染极小的中下游进行植被修复. 因而从景观
植物和耐污植物中较具有一定的抗水力冲击负荷能力的物
种开始,如:漂浮植物凤眼莲、浮水植物水芹以及沉水植物
狐尾藻 [28],进而是不耐污种的阶段性种植,以增加河道水生
植物种类的多样性和生态系统的稳定性,最终来实现巢湖湖
泊水生植物多样性的增加和建立起巢湖稳定的生态系统的
目的.
(3)加强巢湖东部湖区入湖河道流域水生植物的合理
种植和管理 [18, 31]. 将优势植物选出后,将它们按不同的顺序、
不同的生物量构建几种组合用于污水处理,得出净化效果较
好和生长稳定的组合,用于巢湖东部湖区入湖河道的植被恢
复工程;及时收割水生植物,将吸附在植物体内的营养物质
及时转移出入湖河道;优势水生植物枯萎、腐败后的残体要
及时清理出系统,以免造成二次污染;根据修复过程中河道
水质和水文变化状况以及水生植物生长状态 [31],及时地增减
植物种类和比例.
致 谢 感谢曹特师兄在样品采集分析中给予帮助以及对本文
修改给予建议.
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附表1 巢湖东湖区入湖河流的水生植被目录
Attached table 1 Aquatic plants in the infl owing rivers of East
Chaohu Lake
种类数
Species
number
种类名称
Species name
频度
Frequency
一、禾本科 Gramineae
(1) 菰属 Zizania
1 菰 Zizania latifolia
(2) 芦苇属 Phragmites
2 芦苇 Phlagmites commmunis --
(3) 狗牙根属 Cynodon
3 狗牙根 Cynodon dactylon ---
(4) 稗属 Echinochloa
4 稗 Echinochloa crusgali
(5) 马唐属 Digitana
5 马唐 Digitana sanguinalis -
(6) 穇属 Eleusine
6 牛筋草 Eleusine indica -
(7) 看麦娘属 Alopecurus
7 看麦娘 Alopecurus aequalis
(8) 小麦属 Triticum
8 小麦 Triticum aestivum -
(9) 棒头草属 Polypogon
9 棒头草 Polypogon fugax Nees ex Steud.
(10) 鹅观草属 Roegneria
10 鹅观草 Roegneria kamoji
(11) 燕麦属 Avena
11 野燕麦 Avena fatua --
(12) 罔草属 Beckmannia
12 罔草 Beckmannia syzigachne --
二、蓼科 Polygonaceae
(13) 蓼属 Polygonum
13 水蓼 Polygonum hydropiper -
14 扛板归 Polygonum perfoliatum
(14) 酸模属 Rumex
15 羊蹄酸模 Rumex japonicus L. --
三、苋科 Amaranthaceae
(15) 莲子草属 Alternanthera
16 空心莲子草 Alternanthera philoxeroides ---
四、眼子菜科 Potamogetonaceae
896
18卷
应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol http://www.cibj.com/
巢湖东湖区入湖河流的水生植被群落结构和区系特征及...... 6期
(16) 眼子菜属 Potamogeton
17 竹叶眼子菜 Potamogeton malaianus
18 菹草 Potamogeton crispus --
五、水鳖科 Hydrocharitaceae
(17) 水鳖属 Hydrocharis
19 水鳖 Hydrocharis dubia
六、金鱼藻科 Ceratophyllaceae
(18) 金鱼藻属 Ceratophyllum
20 金鱼藻 Ceratophyllum demersum
七、浮萍科 Lemnaceae
(19) 浮萍属 Lemna
21 浮萍 Lemna minor -
八、睡莲科 Nymphaeaceae
(20) 莲属 Nelumbo
22 莲 Nelumbo mucifera
九、 雨久花科 Pontederiaceae
(21) 凤眼蓝属 Eichhornia
23 凤眼莲 Eichhornia crassipes
十、小二仙草科 Haloragidaceae
(22) 狐尾藻属 Myriophyllum
24 狐尾藻 Myriophyllum spicatum
十一、毛茛科 Ranunculaceae
(23) 毛茛属 Ranunculus
25 石龙芮 Ranunculus sceleratus --
26 茴茴蒜 Ranunculus chinensis
十二、十字花科 Brassicaceae
(24) 碎米荠属 Cardamine
27 碎米荠 Cardamine fl exuosa
(25) 荠属 Capsella
28 荠 Capsella bursa-pastoris -
(26) 芸苔属 Brassica
29 油菜 Brassica campestris --
十三、莎草科 Cyperaceae
(27) 莎草属 Cyperu
30 香附子 Cyperus rotundus --
(28) 水莎草属 Juncellus
31 水莎草 Juncellus serotinus
(29) 藨草属 Scirpus
32 藨草 Scirpus planiculmis
十四、菊科 Compositae
(30) 蒲公英属 Taraxacum
33 蒲公英 Taraxacum offi cnala
(31) 沼菊属 Enydra
34 沼菊 Enydra fl uctuans
(32) 飞蓬属 Erigeron
35 飞蓬 Erigeron annuus -
36 小飞蓬 Erigeron canadensis --
37 一年蓬 Erigeron annuus --
(33) 蒿属 Artemisia
38 猪毛蒿 Artemisia scoparia
39 艾蒿 Artemisia argyi -
(34) 黄鹌菜属 Youngia
40 黄鹌菜 Youngia japonica
(35) 苍耳属 Xanthium
41 苍耳 Xanthium sibiricum -
(36) 鳢肠属 Eclipta
42 鳢肠 Eclipta prostrata
(37) 苦苣菜属 Sonchus
43 续断菊 Sonchtus asper -
(38) 蓟属 Cirsium
44 刺儿菜 Cirsium setosum
45 大蓟 Cirsium japonicum -
十五、灯心草科 Juncaceae
(39) 灯心草属 Juncus
46 灯心草 Juncus effusus
十六、车前科 Plantaginaceae
(40) 车前属 Plantago
47 车前 Plantago asiatica
十七、蔷薇科 Rosaceae
(41) 悬钩子属 Rubus
48 悬钩子 Rubus corchorifolius
(42) 蔷薇属 Rosa
49 野蔷薇 Rosa multifl ora
50 刺蔷薇 Rosa acicularis
十八、玄参科 Scrophulariaceae
(43) 婆婆纳属 Veronica
51 水苦荬 Veronica undulata
52 阿拉伯婆婆纳 Veronica persica
十九、木贼科 Equisetaceae
(44) 木贼属 Equisetum
53 问荆 Equisetum hyemale L.
二十、大戟科 Euphorbiaceae
(45) 大戟属 Euphorbia
54 泽漆 Euphorbia helioscopia --
二十一、茜草科 Rubiaceae
(46) 拉拉藤属 Galium
55 猪秧秧 Galium aparine var. tenerum ---
二十二、伞形科 Umbelliferae
(47) 胡萝卜属 Daucus
56 野胡萝卜 Daucus catota --
二十三、桑科 Moraceae
(48) 葎草属 Humulus
57 葎草 Humulus scandens
二十四、豆科 Leguminosae
(49) 野豌豆属 Vicia
58 窄叶野豌豆 Vicia angustifolia ex Reichard ---
(50) 苜蓿属 Medicago
59 小苜蓿 Medicago minima
二十五、百合科 Liliaceae
(51) 葱属 Allium
60 野葱 Allium chrysanthum -
二十六、紫草科 Boraginaceae
(52) 附地菜属 Trigonotis
61 附地菜 Trigonotis peduncularis -
二十七、葡萄科 Vitaceae
(53) 乌蔹莓属 Cayratia
62 乌蔹莓 Cayratia japonica
二十八、菱科 Trapaceae
(54) 菱属 Trapa
63 菱 Trapa bispinosa
频度:空白表示偶见,“-”表示较常见,“--”表示常见,“---”表示极为常见
None in the column of Frequency stands for rare, “-” relatively common, “--”
common, “---” very common