全 文 ：井冈山大学学报(自然科学版)

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文章编号：1674-8085（2010）05-0129-04

鄱阳湖南矶山湿地灰化苔草季节生长动态研究

于旭光1,2，鲁顺保1，江玉梅1，张志斌1，*朱 笃1,2
(1.江西师范大学亚热带植物资源保护与利用重点实验室，江西，南昌 330022；2.宜春学院，江西，宜春 336000)

摘 要：以鄱阳湖南矶山湿地灰化苔草为对象，研究了其生物量、株高、鞘高等生长指标，分析了其季节生长动
态。研究结果表明：灰化苔草各指标的季节生长动态基本一致，皆呈单峰型曲线；灰化苔草的地下生物量 > 地
上总生物量，各构件生物量关系为根 > 茎 > 叶；灰化苔草种群的地上生物量与株高、鞘高呈线性函数关系，利
用鞘高和株高可较好地预测灰化苔草种群地上生物量。
关键词：灰化苔草；季节生长动态；南矶山湿地；鄱阳湖
中图分类号：Q945.32 文献标识码：A DOI:10.3969/j.issn.1674-8085.2010.05.030

SEASONAL GROWING DYNAMIC OF CAREX CINERASCENS IN NANJI
MOUNTAIN WETLAND OF POYANG LAKE

YU Xu-guang1,2，LU Shun-bao1，JIANG Yu-mei1，ZHANG Zhi-bin1，*ZHU Du1,2
(1. Key Lab of Protection and Utilization of Subtropic Plant Resources, Jiangxi Normal University, Nanchang, Jiangxi 330022, China;
2. Yichun University, Yichun, Jiangxi 336000, China)

Abstract: The seasonal growing dynamic of Carex cinerascens in Nanji Mountain wetland of Poyang Lake was
investigated by periodical measuring the growth indices, including the biomass, plant length and sheath height.
The results showed that the seasonal growing dynamic of the above growth indices were similar, and all appeared
monopeaks curve. The underground biomass of C. cinerascens was far higher than the aboveground biomass, and
the root biomass of C. cinerascens was higher than the stem biomass and the leaves biomass. The fitting curves
between aboveground biomass and plant length and sheath height of C. cinerascens were liner forms, and the
population aboveground biomass could be accurately predicted by measuring the sheath height or plant length of
C. cinerascens.
Key words: Carex cinerascens; seasonal growing dynamic; Nanji Mountain wetland; Poyang lake

鄱阳湖是中国第一大淡水湖，其于1988年被批
准为国家级自然保护区，1992年被列入“国际重要
湿地名录”。鄱阳湖分布着广阔的滩地，滩地植被
是鄱阳湖生态系统的重要组成部分。简永兴等对鄱
阳湖滩地植被进行了研究，结果表明，灰化苔草
(Carex cinerascens)群丛为鄱阳湖滩地最优势的植
被类型[1]。
灰 化 苔 草 为 莎 草 科 (Cyperaceae) 苔 草 属
第 31 卷第 5 期 Vol.31 No.5 井冈山大学学报（自然科学版）
2010 年 9 月 Sep. 2010 Journal of Jinggangshan University (Natural Science) 129


收稿日期：2010-06-02；修改日期：2010-06-20
基金项目：国家“973”科技计划前期预研课题项目(2005CCA05100)；江西省科技厅重大攻关项目
作者简介：于旭光(1982-)，男, 吉林松原人, 硕士研究生, 主要从事湿地生态学研究 (E-mail: yuxuguang5555@126.com)
鲁顺保(1977-)，男, 江西崇仁人, 讲师, 博士研究生, 主要从事植物生态学研究 (E-mail: luxunbao8012@tom.com)
江玉梅(1976-)，女, 江西万年人, 讲师, 博士, 主要从事植物生态学研究 (E-mail: leaf91626@163.com)
张志斌(1981-)，男, 江西樟树人, 助理实验师, 硕士, 主要从事生态过程工程研究 (E-mail: zzbbio@163.com)
*朱 笃(1971-)，男, 江西高安人, 教授, 博士, 硕士生导师，主要从事生物过程工程、生态过程工程等方面研究
(E-mail: zhudu12@163.com)
井冈山大学学报(自然科学版)

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(Carex)植物。苔草属作为莎草科中最大的一个
属，全球约有近2000种，中国约有500种。该属植
物全球均有分布，但多分布在温带，是草地生态系
统的重要建群种，也是湿地及苔原生态系统的主
要植被成分和生产者 [2-4]。灰化苔草是根茎丛生
多年生草本植物，分布于中国东北、华东和华中
诸省。其地下茎营养繁殖，具根状茎，秆三棱柱
形，叶线形，宽1-3mm；喜潮湿，多生长于湖边、
河岸边或沼泽地带 [4]。灰化苔草幼嫩时牛羊喜食，
属良等牧草，可用作牧草开发[2]。迄今，国内对毛
果苔草(C. lasiocarpa)、乌拉苔草(C. meyeriana)等进
行了大量的研究[5-7]，但有关灰化苔草的研究很少，
对其生长特性的系统性研究尚未见报道。
本研究以鄱阳湖南矶山灰化苔草湿地为研究
对象，系统研究了灰化苔草季节生长动态，揭示其
生物量的形成过程，为鄱阳湖湿地科学管理、环境
保护以及进一步开发利用灰化苔草资源提供理论
和技术依据。
1 研究区概况
鄱阳湖南矶山自然保护区位于鄱阳湖西南岸，
纳赣江、抚河、信江、饶河、修水等五河流之水。
地 理 范 围 为 北 纬 28°52′24″~29°06′50″ ， 东 经
116°10′23″~116°25′38″，属新建县南矶乡行政管辖，
是以保护湿地生态系统和冬候鸟及其栖息地为主
的自然保护区。该保护区处在我国东部湿润季风区
的中亚热带北部，气候温湿，地带性植被为亚热带
常绿阔叶林。全区总面积3.33万 hm2，区域内除南
山岛和矶山岛外，其余为湖滩草洲和水域，水体面
积和水位在年内和年际间变化很大，每年丰水季节
水体面积大致为32.894 hm2，占整个保护区总面积
的98.6 %，此时最高水位为22.43~22.57 m。枯水季
节，水位下降，保护区内呈现河、湖、洲滩交错的
湿地景观，水体面积大致为12.640 hm2，占整个保
护区总面积的37.9 %，此时最低水位为9.59~10.9 m。
该区年平均气温17.6 ℃，最冷月(1月)平均气温
4.9 ℃，最热月(7月)平均气温29.3 ℃[8]。
2 材料与方法
2009 年 2~6 月在样地内进行灰化苔草样品采
集，每 15 d 左右采集 1 次，样方面积 1 m×1 m，3
次重复。地上生物量的测定采用收获法[5,9]。每次测
定时，先用 4 根 1 m 长的粗铁丝围成 1 m×1 m 的样
方，然后将样方内植物用剪刀沿地面剪下，装入塑
料袋内，封口后带回实验室，随机取 100 株灰化苔
草，测定植株的高度和叶鞘的高度，然后放入鼓风
干燥箱内于 80 ℃下烘至恒重，称量干重。地下生
物量测定采用土柱法[6]。地下生物量取样与地上生
物量同步进行，每个地上生物量样方内设一个地下
生物量样方，每个样方 20 cm×20 cm×40 cm，取出
的土柱用孔径 2 mm 的尼龙窗纱包好，用水冲洗至
无泥土为止，置于 80 ℃烘干箱中烘至恒重，称量
干重。
灰化苔草地上生物量、地下生物量、株高、鞘高
的季节动态数据，采用SPSS程序包进行分析和拟合。
3 结果与分析
3.1 灰化苔草地上生物量季节动态
灰化苔草于2月初开始萌发生长，地上生物量
开始逐渐积累。随着气温的升高，光照强度逐渐增
加，灰化苔草的光合作用不断增强，地上生物量迅
速增加。3月中旬至4月下旬是灰化苔草营养生长的
高峰期，生物量迅速增加，4月底（生长95 d）灰化
苔草地上生物量达到最大值(1451.1 g/m2)。4月底后
灰化苔草生物量开始呈现负增长，至6月初（生长
120 d）,灰化苔草地上部分生物量降低到1198.2 g/m2
（图1）。
灰化苔草茎、叶生物量亦呈现单峰型生长曲
线。灰化苔草于 2 月初开始生长，3 月中旬至 4 月
上旬为灰化苔草茎、叶营养生长的高峰期。4 月底
（生长 95 d）叶生物量达 684.5 g/m2，为 2 月初的
52.25 倍；茎的最大生物量达 536.1 g/m2，为 2 月初
的 24.7 倍。4 月底后灰化苔草茎、叶生物量均开始
出现下降（图 1）。
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
10 20 35 50 65 80 95 120
时间(d)
苔草茎
苔草叶
总量
枯落物
生
物
量
(g
/m
2 )

图1 灰化苔草地上生物量及其构件随季节的变化
Fig.1 The seasonal dynamics changing of aboveground
biomass of Carex cinerascens
井冈山大学学报(自然科学版)

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灰化苔草枯落物（包括立枯物）量最初很少
甚至没有，生长到 35 d 时候开始增长明显，为
57.1 g/m2，随后整个生长季节内枯落物(包括立
枯物)增加幅度比较明显，到了六月初(生长 120 d)
枯落物（包括立枯物）量增长到了 259.2 g/m2（图 1）。
3.1.2 灰化苔草地下生物生长量季节动态
灰化苔草地下生物量季节动态变化如图 2 所
示。灰化苔草根系大部分生物量集中在 0~40 cm 左
右。生长季节初期灰化苔草地下生物量出现下降趋
势，4 月下旬月（生长 95 d）苔草根生物量达最大，
为 5501.9 g/m2。但与地上生物量增长相比较，灰化
苔草地下生物量增长相对较少，为 501.7 g/m2。5
月底洪水淹没灰化苔草，直至 6 月初（生长 120 d）
灰化苔草被全部淹没，灰化苔草地下生物量有所下
降（图 2）。
4400
4600
4800
5000
5200
5400
5600
2.5 2.15 2.29 3.11 3.24 4.9 4.27 6.5时间(d)
生
物
量
(g
/m
2 )
苔草根

图2 灰化苔草地下生物量随季节的变化
Fig. 2 The seasonal dynamics changing of underground
biomass of Carex cinerascens
地下生物量和地上生物量的比值可作为衡量
生产力的一个基本指标。通过对比地上部分和地下
部测定结果可以看出，灰化苔草地下生物量大约是
地上生物量的 5.35 倍。
表 1 灰化苔草地上生物量、地下生物量及其各构件增长季节
动态变化模拟方程
Table 1 Seasonal dynamics changing simulation equation of
the increasing of aboveground biomass, underandground
biomassits components of Carex cinerascens
模拟模型 R2
地上生物量 y = -2.5192x3 - 7.3445x2 + 381.52x - 310.97 0.9815
茎生物量 y = -0.8394x3 - 9.1539x2 + 196.42x - 157.1 0.9688
叶生物量 y = -1.6798x3 + 1.8094x2 + 185.1x - 153.87 0.9850
枯落物量
地下生物量
y = -0.0082x3 + 1.9235x2 + 20.443x - 20.219
y= -10.495x3+155.09x2-565.56x+5439.5
0.9721
0.9931
注：y 为生物量(g/m2)，x 为生长天数(d)。
分别对苔草地上生物量、地下生物量及各构件
生物量的季节动态进行拟合，拟合方程见(表 1)。从
表 1 可以明显看出，采用三次方程对苔草地上生物
量、地下生物量、各构件生物量与生长天数进行拟
合，获得了较好拟合效果，因此可采用用上述模型
来预测与灰化苔草相类似植物生物量及其构件增
长的季节动态变化规律。
3.2 灰化苔草种群高度生长动态
灰化苔草的生长期内，种群地上植株高度呈现
出规律性的变化。2月初灰化苔草开始萌发生长，
随着温度的逐渐升高，苔草的光合作用能力不断增
强，灰化苔草生长迅速，地上植株高度迅速增加。
各样地灰化苔草种群植株高度最大值均出现在4月
下旬（生长95 d），植株平均株高为73.75 cm，平均
叶鞘高为22.50 cm。由于5月开始，鄱阳湖出现丰水
季节，导致植物生长受阻，植株停止生长（图3）。
统计分析表明，苔草株高和鞘高随时间均呈现一致
的变化，拟合方程见表2。由表2可知，灰化苔草株
高和鞘高在整个生长季节内均可采用三次方程进
行拟合。
0
10
20
30
40
50
60
70
80
10 20 35 50 65 80 95 120
日期
生
长
高
度
(c
m
)
株高
鞘高

图 3 灰化苔草高度生长动态
Fig. 3 Dynamics of Carex cinerascens height growth
表 2 灰化苔草植株生长动态的拟合方程
Table 2 Dynamics changing simulation equation of Carex
cinerascens plant growth
模拟模型 R2
株高 y = -0.0561x3-0.5747x2+18.307x-9.6096 0.9925
鞘高 y = -0.0674x3+0.1907x2+5.5947x-4.145 0.9813
注：y 为生长高度(cm)，x 为生长天数(d)
3.3 灰化苔草种群株高度与地上生物量关系
灰化苔草种群的株高、鞘高与地上生物量的增
长在季节进程中的具有高度一致的变化规律，回归
分析表明它们之间呈线性函数关系(图 4)。
(d)
井冈山大学学报(自然科学版)

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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 20 40 60 80
株高(cm)
生
物
量
(g
/m
2 )

0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 5 10 15 20 25
鞘高(cm)
生
物
量
(g
/m
2 )

图 4 灰化苔草高度与生物量关系及其拟合曲线
Fig. 4 The fitting curve of Carex cinerascens relationship
between height growth and biomass
苔草株高与生物量关系及其拟合方程：
y = 19.961x - 48.612 （R2 = 0.9728）
苔草鞘高与生物量拟合方程：
y = 64.206x - 31.762 （R2 = 0.9817）
4 讨论
灰化苔草种群的地上生物量生长动态表现为
单峰型，即 4 月底达到最大，随后出现下降，造成
这种现象的原因主要为灰化苔草群落是单优势种
群落，地上生物量的季节动态由灰化苔草这一单一
物种的生长节律决定。一般而言，鄱阳湖从 5 月初
开始出现丰水季节[10]，水位不断上升，灰化苔草在
长期进化过程中，形成了与鄱阳湖生态环境相适应
的生理生态机制，即在洪水淹没植株之前，迅速完
成其生命周期。灰化苔草的地下生物量呈现先下降
在上升的趋势，生长季节初期灰化苔草地下生物量
出现下降的原因可能为地下根茎的腐烂和微生物
的分解作用，同时由于灰化苔草生长初期光合作用
较弱，根系需要提供较多的营养供植物生长[6]。随
着苔草生长周期的变化，光合作用能力不断增强，
地下根茎的营养物质和能量得到补充，其生物量逐
渐增加。灰化苔草地下生物量大约是地上生物量的
5.35 倍，一般而言较高的地下生物量在生态系统的
营养循环和能量转化中相当重要，能很好地体现湿
地生态系统的功能。灰化苔草作为多年生植物，生
长初期相当一部分的有效养分可以从较大的地下
生物量部分获得，即灰化苔草可依赖较高的地下生
物量积累来克服和适应不利环境。灰化苔草株高、
鞘高在生长季节内亦呈单峰型曲线，且均可采用三
次多项式曲线进行拟合，种群的株高、鞘高与地上
生物量呈线性函数关系，均达到显著性相关水平，
这表明采用鞘高和株高均可用于预测灰化苔草地
上生物量动态。本研究得到的结果不仅鄱阳湖典型
湿地灰化苔草季节生长动态规律，而且也为其他地
区相似性草本植物的季节生长过程提供参考模型
和数据。
参考文献：
[1] 简永兴, 李仁东, 王建波, 等. 鄱阳湖滩地水生植物多
样性调查及滩地植被的遥感研究[J]. 植物生态学报,
2001, 25 (5): 581-587
[2] 薛红, 沙伟, 倪红伟. 苔草属植物研究概况[J]. 齐齐哈
尔大学报. 2005, 21(4): 81-86
[3] 吉文丽, 朱清科, 李卫忠, 等. 苔草植物分类、利用及
物质循环研究进展[J]. 草业科学, 2006, 23(2): 15-21
[4] 周以良. 黑龙江省植物志[M]. 哈尔滨：东北林业大学
出版社，1993, 11: 25-89
[5] 何池全. 三江平原毛果苔草湿地生物过程－I. 种群地
上生物量的增长规律[J]. 中国草地，2001, 23(4): 11-16
[6] 何池全. 毛果苔草湿地枯落物及其地下生物量动态[J].
应用生态学报, 2003, 14(3): 363-366
[7] 徐惠风, 刘兴土, 陈景文. 长白山区沟谷沼泽湿地乌拉
苔草(Carex meyeriana)地上生物量与土壤有机质和氮
素相关性分析[J]. 农业环境科学学报 , 2007, 26(1):
356-359
[8] 葛刚, 吴兰. 南矶山自然保护区种子植物区系[J].南昌
大学学报：理科版，2006, 30(1): 52-55
[9] 付为国, 李萍萍. 镇江北固山湿地虉草季节生长动态
研究[J]. 武汉植物学研究，2006, 24 (2): 135-139
[10] 刘信中 . 江西南矶山湿地自然保护区综合科学考察
[M]. 北京: 中国林业出版社, 2006.