全 文 ：江滩林农复合生态系统与钉螺分布
关系的研究*
张家来 刘立德 黄闰泉 熊晓姣 (湖北省林业科学研究院, 武汉 430075)
冯延寿 余焱生 (湖北省黄州市李家洲林场,黄州 436100)
魏天钦 覃金平 (湖北省公安县林业局,公安 434301)
【摘要】 对江滩林农复合生态系统中钉螺消长研究表明, 钉螺分布与林地地下水位密切
相关, 当地下水位为 20～40 cm 时, 钉螺分布密度最大, 当地下水位< 1. 55 cm 或> 75. 7
cm 时, 钉螺密度趋向于零.林地钉螺分布密度受长江汛期的影响, 淹水 100 d 以内淹水时
间越长, 钉螺分布密度越大.在 36 种供研究的植物中, 与钉螺呈显著负相关的种类有益母
草、问荆、打碗花、酸模叶蓼、紫云英等 5 种,与钉螺呈显著正相关的种类有鸡矢藤、水芹 2
种.
关键词 地下水位 地表淹水时间 林下植物 钉螺
Distribution of Oncomelania hupensis in various silvi-agricultural ecosystems on river
beach. Zhang Jiala i, Liu L ide, Huang Runquan and Xiong Xiao jia o (H ubei A cademy of
For estry , Wuhan 430075) . -Chin. J . App l. Ecol. , 1996, 7( sup. ) : 51～56.
The study show s that t he distr ibution of Oncomelania hup ensis is clo sely related w ith the
under gr ound w ater level in for est land. O. hup ensis has a max imum density , when the un-
derg round wat er level is 20～40 cm, and approaches to zero w hen the level is < 1. 55 cm
or > 75. 7 cm. I ts density in for est land is also affected by the flooding period of
Changjiang River . W ithin a period of 100 inundat ed days, t he longer the inundat ed time,
the gr eater t he O. hup ens is densit y. Among 36 species o f g r ass in herb lay er , L ecnurks
heterophgllas, E quisetum ar vense, Caly steg ia hederacea, Polyg onum lapathif olium and
A stragalas sinicus ar e negativ ely , and Roedria scandens and Oenanthe j avanica ar e po si-
tiv ely cor related with the density of O . hup ensis.
Key words U nderg r ound w ater lev el, Inundated time, G rass in herb lay er, Oncomelania
hup ensis.
* 林业部、卫生部“八五”科技攻关项目“湖北省以林
为主兴林灭螺综合治理与开发三滩”课题部分内容.
1995年 3月 20日收到, 10月 10日改回.
1 引 言
江滩是一种特殊的立地类型, 其突出
的特点是冬陆夏水, 钉螺的生长发育与水
分密切相关,地表淹水时间的长短及林地
地下水位的高低直接影响着钉螺的分布状
况,林下草本植物种群结构综合反映了林
地的环境(包括光照、温度及水分等)特征,
且与钉螺存在着不同程度的相生相克关
系.研究这些关系, 并进行定量分析,对于
进一步探讨江滩林农复合生态系统抑制钉
螺生长发育的机理过程, 合理地开发利用
江滩,无论在理论上还是在实际工作中都
具有十分重要的意义. 本文拟从林内地下
水位、林地淹水时间及林下植物 3个方面
研究江滩林农复合生态系统与钉螺分布关
系, 以期为江滩“兴林灭螺”工程措施提供
应 用 生 态 学 报 1996年 6月 第 7卷 增 刊
CHINESE JOU RNAL OF APPLIED ECOLOGY, June 1996, 7( sup. )∶51～56
一些理论依据.
2 研究区概况与研究方法
2. 1 自然概况
研究地区属湖北省国营黄州市李家洲林场,
位于长江中游北岸, 114°45′～115°00′E, 30°21′～
30°40′N,海拔高 20～25. 4 m, 气候温暖湿润, 年
均温为 16. 5℃, 年降雨量 1264 mm, 集中在 4～7
月份, 无霜期 208 d. 该林场经营面积 1133 hm2,
全部是长江外滩, 受汛期影响, 正常年份淹水 40
～70 d,淹水深度 3 m 左右,个别年份达 4～5 m,
滩地母质为长江冲积物, 呈瓣状分布, 林内土壤
多为砂壤土、轻壤土和重壤土, pH7. 4～8. 5.
2. 2 研究方法
本试验在湖北省黄州市李家洲林场 1～10
年生意杨( Pop ulus × euramer icana)林内分林龄
机械设置 25 块固定样地 (意杨林密度为 22～25
株·666. 7 m- 2) , 样地面积为 20 m×20 m ,不同
样地之间海拔高度为 20. 8～24. 5 m ,林下草本植
物及灌木因林龄变化差异明显, 地下水位亦不
同. 样地调查分汛前、汛中及汛后 3 次, 汛前调查
于每年 5 月份长江汛期到来之前进行, 调查内容
有地下水位、林下植物的种类组成、盖度及钉螺
密度等,具体做法是在样地的四角及中央机械设
置 1 m×1 m 的样方调查草本植物及灌木的种
类、盖度, 检出样方中所有的钉螺并室内鉴定其
死活.汛中调查林地淹水情况, 于汛期每天定时
测定林内的淹水深度, 淹水期为样地开始进水到
完全退水的一段时间, 一年中若有多次淹水, 淹
水期则为各次淹水时间之和.汛后调查样地里的
钉螺密度, 采样方法相同.
3 结果与分析
3. 1 钉螺分布与地下水位的关系
利用表 1的数据,建立地下水位与钉
螺分布关系的多项式回归模型[ 2] :
y = b0 + b1x + b2x 2 + ⋯ + bpx p ( 1)
式中, y 为活螺密度(只·0. 11m- 2 ) , x 为
地下水位 ( cm ) , b0、b1、b2、⋯ bp 为回归系
数. 选择幂指数 2, 经计算机运算, 得: b0
= - 0. 1052, b1 = 0. 0693, b2 = - 0. 0009,
即
y = - 0. 1052 + 0. 0693x
- 0. 0009x 2 , r = 0. 90 ( 2)
经 F 检验,模型达显著水平.
表 1 地下水位对钉螺分布的影响
Table 1 Ef fect of underground water level on O. hup en-
si s distribution
样号
Plot No.
地下水位
Underground
w ater table
( cm)
活螺密度
Density of living
O . hup ensis
( ind .·0. 11m - 2)
1 5 0. 075
2 8 0. 125
3 10 0. 240
4 14 0. 660
5 17 0. 820
6 22 1. 118
7 24 1. 200
8 25 1. 330
9 27 1. 310
10 30 1. 446
11 32 1. 547
12 35 1. 422
13 38 1. 354
14 40 1. 260
15 43 1. 130
16 45 1. 040
17 47 0. 950
18 50 0. 818
19 54 0. 672
20 59 0. 491
21 63 0. 325
22 70 0. 125
23 75 0. 050
24 78 0. 000
25 60 0. 000
式( 2)是一个开口向下的抛物线模型.
当地下水位 x = 38. 50 cm 时,钉螺密度 y
= 1. 23(只·0. 11m- 2 ) ,达到最大值,当地
下水位 x < 1. 55 cm 或 x > 75. 70 cm 时,
钉螺分布密度趋向于 0, 由此可见地下水
位过高过低都能抑制钉螺的存活, 从模型
及野外实际调查的情况来看,地下水位在
20～40 cm 之间较适合钉螺的生存, 用开
沟排水的方法灭螺,其沟深应最少不低于
80 cm ,以便有效地降低地下水位. 引水长
期浸泡(开挖精养鱼池等)也是灭螺的一项
52 应 用 生 态 学 报 7卷
有效措施.
3. 2 淹水时间与钉螺分布密度
林地钉螺的分布密度取决于林地环境
是否适合钉螺的生存繁衍以及系统内外钉
螺的输入输出状况. 在林地环境大体一致
的情况下,钉螺分布密度的大小主要取决
于江水携带钉螺的数量多少, 淹水时间是
指示江水流经滩地输入钉螺的主要指标.
淹水时间分为 4 段: 1)淹水 20 d 以下; 2)
淹水 20～49 d; 3)淹水 50～79 d; 4)淹水
80～100 d,在试验区按不同海拔高度设置
25个调查样地,各样地调查情况见表 2.
由表 2可知,钉螺分布密度在各个样
点变化较大, 即使是同样的淹水期,不同样
点的钉螺密度也不尽相同, 但就各种淹水
期的平均值而言,淹水 100 d 之内,淹水时
间越长,钉螺分布密度越大,第 4种类型比
第 3种类型淹水时间增长 45. 9%, 钉螺分
布密度增加 146. 2%, 第 3 种类型比第 2
种类型淹水时间增长 44. 4%, 钉螺分布密
度增加 100. 0%, 淹水 20 d以下由于满足
调查要求的样地较少( 3个) 没有查到钉
螺.从第 2、3、4种类型看,平均淹水时间每
增长 10 d, 钉螺分布密度平均增加 10～
20%. 整个试验区汛后钉螺分布密度增加
8. 9%, 这是由江水携螺及植物滞螺造成.
3. 3 林下植物与钉螺的关系
江滩林下主要是一些草本植物,近年
来随着对江滩的综合治理与开发, 许多地
方营造了大面积意杨、柳树( Sal ix matsu-
dana)、池杉( Taxod ium ascendens) 林, 这
些树种虽然有一定的耐水湿的能力,有些
树种还能在长期水淹的环境下正常生长,
但通常靠自身不能完成整个生命周期,真
正能在自然条件下形成生物群落并完成整
个生命周期过程的只是一些草本植物.草
本植物对滩地环境的反应比乔木、灌木等
多年生植物更直接、更敏感,草本植物的种
类组成综合反映了林地环境,某些植物对
钉螺还有一定的抑制作用.
表 2 不同淹水期钉螺密度
Table 2 Density of O. hup ensis at different inundated
time
样号
Plot
No.
淹水期
In undated
t ime( d)
钉螺密度
Den sity
( ind.·
0. 11m- 2)
淹水时间
Inun dated t ime
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
1 18 0. 00 -
2 39 0. 02 -
3 43 0. 51 -
4 64 0. 90 -
5 64 0. 90 -
6 74 0. 24 -
7 74 0. 24 -
8 74 0. 24 -
9 60 0. 90 -
10 92 2. 45 -
11 92 2. 04 -
12 92 1. 79 -
13 90 2. 45 -
14 92 0. 85 -
15 52 1. 50 -
16 54 1. 50 -
17 52 1. 50 -
18 54 1. 50 -
19 51 0. 28 -
20 64 0. 18 -
21 79 0. 30 -
22 46 0. 51 -
23 46 0. 51 -
24 18 0. 00 -
25 18 0. 00 -
x
-
60. 0 0. 85 0. 00 0. 39 0. 78 1. 92
n- 1 22. 99 0. 78 0. 00 0. 25 0. 57 0. 66
“- ”表示出现在某种淹水天数下的钉螺密度;Ⅰ: 20 d
以下 Below 20 days ;Ⅱ: 20～50 d;Ⅲ: 50～80 d;Ⅳ: 80
～100 d.
从表 3 可见,林下草本植物的种类较
多, 1～10年生林下, 主要种类有 36种, 涉
及 21科 34属.不同林龄林下植物的种类
组成差别明显, 1～3年生林下主要是一些
喜光的草本植物, 8年以上的林下主要是
耐阴草本植物, 根据各种草本植物的分布
特征,可将 1～10年生林下植物分为 3种
类型: 1) 广泛分布型, 这种类型在中幼林
及成林中均有一定分布, 如益母草、蒙古
蒿、鸡矢藤、空心莲子草、苔草、水芹等, 这
些草本植物既喜光又有一定的耐阴能力,
生命力较强. 2)特定分布型,是那些只在一
53增刊 张家来等: 江滩林农复合生态系统与钉螺分布关系的研究
定的环境条件下才出现的种类, 如饰毛酸
模叶蓼、泥湖菜、反枝苋、羊蹄等,这种类型
还包括一些在不同时期有分布, 但盖度有
明显差别的种类, 如芦苇、破子草等,具有
这种分布特征的种类对环境有指示作用.
3)随机分布型,这种分布型的草本植物在
林下的分布, 是由随机因素决定, 如猪殃
殃、小藜、二鳞型苔草等. 林下草本植物都
有一定的耐阴能力,即使是最耐阴的草本
也需要光照, 因此以上 3 种类型的划分只
是相对而言.此外, 各个时期优势种群也存
在明显差别, 1～2 年生没有明显的优势
种,到 3年以后才出现优势种群,各个时期
的优势种群见表 3中> 20%盖度的种类.
表 3 不同草本植物下的钉螺密度
Table 3 Density of O. hup ensis under di fferent herbaceous plant
种 类
Species
林分年龄 Age of s tand
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 破子草 T ori lis j ap onica 16. 9 4. 8 0. 3 0. 3 0. 5 0. 3 1. 1 10. 6
2 羊 蹄 R umex j ap onica 1. 3 0. 1
3 益母草 L e cnuru heter op hg llas 14. 8 5. 5 6. 9 13. 1 6. 6 0. 8 0. 6 16. 5 33. 3
4 车前草 P lantago asiat ica 0. 1
5 凤花茶 R oripp a island ica 0. 3 0. 3 0. 1 0. 1 0. 1
6 天蓬草 S tellaria alsine 4. 3
7 鸡矢藤 P aed e scand ens 12. 8 0. 6 10. 0 2. 6 4. 0 24. 4 5. 8 0. 8 1. 9 1. 9
8 问 荆 E qu isetum arv ense 10. 8 1. 3
9 红皮柳 Sal ix sinop urp urea 0. 1
10绞股蓝 Gynost emma p entap hy llum 0. 8
11 艹鬲鸟 草 P halari s aru nd inacea 16. 3 17. 5 13. 8 0. 8
12狗牙根 Gynod on dactylon 15. 6 5. 6 12. 5 1. 4
13酸模叶蓼 Polyg onum lapothif olium 17. 1 8. 0 7. 1 17. 1 11. 5 0. 1 4. 0
14饰毛酸模叶蓼 P oly gonum hyd rop iper 0. 1
15水 蓼 P oly gonum hyd rop ipe r 0. 1
16空心莲子草A l ter nanthera p hilox eroid es 2. 5 2. 5 0. 1 11. 9 3. 5 4. 1 1. 4 11. 9
17泥湖菜 H emiseptn lyrata 3. 3 0. 5
18竹叶菊 A ster t rip ol ium 0. 1
19杨子毛茛 R anuculu s siebold ii 0. 6 1. 3 0. 3 0. 6
20苔 草 Carex sp. 15. 4 2. 0 5. 01 19. 5 21. 9 3. 0 26. 3 11. 9 1. 5
21水 芹 Oenanthe j avanica 0. 6 40. 0 25. 1 21. 9 29. 4 0. 1 1. 8
22枸 杞 L yeium chinense 3. 1
23鸡 桑 Moru s austral is 6. 3 0. 1
24芦 苇 P hragmites communis 11. 3 6. 4 3. 8 15. 6 0. 9 17. 5 3. 3 11. 1 2. 0
25猪殃殃 G alium apina 2. 5 0. 3 6. 9 0. 1 0. 3
26打碗花 Calysteg ia hed eracea 11. 4 1. 3
27小 藜 Chenopodium ser otium 4. 5 1. 3 0. 4 0. 5 0. 3 0. 1
28箭舌碗豆 V icia sati va 0. 1 0. 1
29紫云英 Ast ragalas sini cus 0. 4 1. 5 3. 5 0. 6 0. 3 0. 3 5. 1
30蒙古蒿 A stemisia mogolia 12. 9 10. 0 17. 8 4. 3 8. 3 12. 1 41. 9
31二型鳞苔草 Caroex d imorp holep is 0. 3 0. 6 7. 5 0. 3
32反枝苋 Amar athus retr of lex us 33. 9
33荔枝草 Salv ia p lebeia 0. 1 0. 1
34鹅绒藤属之一种 Gynanchum sp. 0. 3 1. 4 5. 0 10. 6 0. 6 0. 4
35艹罔 草 B eckmannia syz ig chne 11. 9 16. 3 35. 0 0. 6 37. 0 43. 8
36唇形科之一种 0. 1 2. 5
37活螺密度 Living
Oncomelania hup ensi s density
0. 25 0. 50 8. 13 14. 4 20. 4 6. 8 0. 25 2. 50 3. 88
根据 25个样地 125个样方的调查资
料,计算草本植物及钉螺的相关系数.首先
确定任意两个种类之间的 a、b、c、d 值[ 3] ,
列 2×2联列表求得.度量 2个种类之间的
相关关系有许多种方法, 本文采用 X 2 统
计量表示 [ 3] , X 2表示的是实际值与理论值
54 应 用 生 态 学 报 7卷
之间差别的统计量, 计算公式如下:
X
2
= ( ad - bc - 0. 5n)
2 n/
[ ( a + b) ( a + c) ( b + d) ( c + d ) ]
计算结果见表 4.
X
2 本身不为负值,确定 X 2正负的方
法为:当 ad - bc≥0时, X 2 为正值, 当 ad
- bc< 0时为负值,以 X 2绝对值的大小表
示正负相关的大小, 以高的正值表示高的
正相关,以低的负值(绝对值较大的负值)
表示高的负相关,根据 X 2值查表, 所对应
的危险率 越小,其正负相关关系越可靠,
相反,危险率 值越大, 表明 2个种间的相
关关系越小, 当 大到一定程度时, 2个种
类之间基本上没有什么相关关系, 而是呈
随机分布.由于钉螺分布有较大的随机性,
本文选择 = 0. 02的危险率划分种类间正
负相关关系是否明显的界限,按0. 02 的危
险率对应的 X 2= 5. 4 划分与钉螺有显著
正负相关关系的种类如下:
与钉螺有显著正相关的种类有鸡矢
藤、水芹. 与钉螺有显著负相关的种类有:
益母草、问荆、酸模叶蓼、打碗花、紫云英.
在与钉螺有显著正负相关关系的种类
中,草本植物或指示环境,或与钉螺存在某
种互生或相克的作用, 如鸡矢藤,将此种植
物与钉螺的分布相比,可以发现二者有近
似对应的关系,其相关系数居正相关之首,
有鸡矢藤的地方很可能有钉螺出现.这种
草本的生存环境有利于钉螺扩散漫延.在
与钉螺有显著负相关的种类中, 几乎每一
种植物都有药用成份, 像益母草全草可以
入药,植株含有 4-胍基丁醇、精氨酸、香树
精及益母草碱.酸模叶蓼的茎、叶可以制作
土农药. 据 Kuo 等[ 4]的研究, 紫云英的叶
子有杀螺的作用,与本文的结论一致,其他
几种植物对钉螺是否有毒杀作用还有待于
深入研究.
4 结 论
4. 1 钉螺分布密度与地下水位相关密切,
二者相关关系呈开口向下的抛物线模型.
4. 2 林地钉螺分布密度受长江汛期淹水
时间长短影响,淹水 100 d 之内,随着淹水
时间增长,钉螺分布密度越大,淹水时间每
增加 10 d,钉螺分布密度增加 10～20%.
4. 3 林下草本植物按在不同林期的分布
特征可分为 3种类型. 林下草本植物中与
钉螺呈显著正相关的关系有鸡矢藤、水芹
2种,与钉螺呈显著负相关关系的种类有
益母草、问荆等 5种,这些植物对钉螺是否
有毒杀作用,有待于进一步验证和研究.
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56 应 用 生 态 学 报 7卷