DOI: 10.13718/j.cnki.xdzk.2024.06.008
張慧斌,張翼.人類活動(dòng)對(duì)河岸濕地植物群落的影響 [J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2024,46(6):88-97.
收稿日期:20230719
基金項(xiàng)目:
國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目(22BG118); 河南興文化工程文化研究專項(xiàng)項(xiàng)目(2023XWH059).
作者簡(jiǎn)介:
張慧斌,碩士,講師,主要從事環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)研究.
摘要:
人類活動(dòng)干擾是河岸帶外來植物侵入的主要原因之一.選取唐河縣鄉(xiāng)村段和城市段,對(duì)比研究河岸濕地外來植物群落特征,旨在探明不同類型人類活動(dòng)對(duì)外來植物的影響程度.研究發(fā)現(xiàn),6個(gè)處理中鄉(xiāng)村段河岸上鄉(xiāng)土植物的比例最高(65.38%).鄉(xiāng)村段的鄉(xiāng)土植物比城市段多,鄉(xiāng)村段的入侵植物明顯低于城市段.無論是鄉(xiāng)村段還是城市段,鄉(xiāng)土植物優(yōu)勢(shì)度都最高,鄉(xiāng)村段河岸的鄉(xiāng)土植物優(yōu)勢(shì)度高于城市段,而鄉(xiāng)村段河岸外來植物的優(yōu)勢(shì)度明顯低于城市段,鄉(xiāng)村段河岸的入侵植物優(yōu)勢(shì)度也顯著高于城市段.在鄉(xiāng)村段的外來植物中,多年生旱生草本植物的比例最高(38.29%),而在城市段的外來植物中,一年生中生草本植物的比例最高(29.45%).鄉(xiāng)村段與城市段的本土植物相似度最高(0.823),其次是鄉(xiāng)村段與城市段的外來植物(0.692).隨著人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度不斷增加,物種的更替變化導(dǎo)致不同區(qū)域的植物群落構(gòu)成呈現(xiàn)出很大的差異,降低了區(qū)域之間植物物種的相似性.唐河縣段河岸帶外來植物種類的構(gòu)成特點(diǎn),反映出人類活動(dòng)對(duì)河岸帶外來植物干擾逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì),包括快速城市化和農(nóng)業(yè)活動(dòng)等.
關(guān)" 鍵" 詞:
河岸濕地; 鄉(xiāng)村與城市; 鄉(xiāng)土植物; 外來植物; 入侵植物
中圖分類號(hào):
Q948
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):16739868(2024)06008810
The Impact of Human Activities on Riparian
Wetland Plant Communities
ZHANG Huibin1, ZHANG Yi2
1. Faculty of Design,Zhoukou Normal University,Zhoukou Henan 466001,China;
2. Faculty of Fine Arts,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China
Abstract:
Studies on the impact of human activities on river wetland plant communities in different regions and plant species origins show that the proportion of native plants on rural riverbanks was the highest (65.38%) among 6 treatments.There were more native plants in rural sections compared to urban sections,and the invasive plants were significantly less in rural sections than in urban sections.Both in rural and urban sections,native plants were the dominant plants,and the dominance of native plants in rural sections was significantly higher that of urban sections.In addition,the dominance of exotic plants on rural riverbanks was significantly lower than that of urban sections,and the dominance of invasive plants on rural riverbanks was significantly higher than that of urban sections.Among the exotic plants in rural sections,the proportion of perennial xerophytic herbaceous species was the highest (38.29%),while in urban sections,the proportion of annual mesophytic herbaceous species was the highest (29.45%).The similarity of native plants between rural and urban sections was the highest (0.823),followed by the exotic plants (0.692).With the increasing disturbance intensity of human activity,the change of species alteration led to significant differences in the composition of plant communities in different regions,thereby reducing the similarity of plant species between regions.Introduction of new foreign invasive species have been seen in urban sections,with the number being about twice as high as in rural sections.The newly encountered species included iris,gladiolus,hydrangea,and oleander.The characteristics of exotic plant species composition in the riverbank zone of Tanghe County reflected the trend of increasing interference of human activities on exotic plants in the riverbank zone,including rapid urbanization and agricultural activities.
Key words:
riparian wetlands; rural and urban areas; native plants; alien plants; invasive plant
濕地是地球上最豐富的生態(tài)系統(tǒng)之一,提供了重要的生態(tài)服務(wù),如水質(zhì)凈化、洪水調(diào)節(jié)和棲息地供給等[1].然而,由于人類活動(dòng)的干擾和外來物種的引入,濕地植物群落面臨著許多威脅[2-3].外來植物物種的引入可能是有意的,例如用于園藝等農(nóng)業(yè)目的; 也可能是無意的,例如通過船只或風(fēng)傳播的種子.無論是有意還是無意引入,外來植物物種都有可能對(duì)濕地植物群落造成不利影響[4].既可能對(duì)濕地植物群落的物種組成和多樣性產(chǎn)生影響,如競(jìng)爭(zhēng)濕地鄉(xiāng)土植物的生存空間、養(yǎng)分和光線資源,導(dǎo)致鄉(xiāng)土植物數(shù)量減少或消失[5]; 也可能導(dǎo)致濕地植物群落的物種多樣性降低,從而降低濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,還可能破壞濕地的水質(zhì)凈化和洪水調(diào)節(jié)功能,導(dǎo)致水質(zhì)惡化和洪水風(fēng)險(xiǎn)增加[6].因此,研究人類引進(jìn)外來植物物種對(duì)濕地植物群落的影響對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和管理至關(guān)重要.
人類引進(jìn)外來植物物種使植物群落產(chǎn)生了廣泛而復(fù)雜的變化,這些外來物種可以改變當(dāng)?shù)匚锓N的組成、結(jié)構(gòu)和功能,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要的影響,且外來植物在河岸帶的引入、傳播和影響被廣泛認(rèn)為對(duì)生態(tài)系統(tǒng)起到了重要的推動(dòng)作用[7].外來植物的引入主要是由人類活動(dòng)所致,例如引進(jìn)外來植物作為觀賞植物、農(nóng)作物或園藝植物,或者是通過人類活動(dòng)擴(kuò)張和改變自然生境,使外來植物有機(jī)會(huì)進(jìn)入并傳播到河岸帶.這些外來植物的傳播能力和適應(yīng)力強(qiáng),往往能夠迅速占領(lǐng)河岸帶的生境,對(duì)原有植被群落產(chǎn)生重要的影響.人類活動(dòng)對(duì)自然生境的干擾導(dǎo)致河岸帶植被的物種組成發(fā)生明顯的變化[8].由于人類活動(dòng)的干擾,河岸帶原始植被群落逐漸被破壞,鄉(xiāng)土植物種類減少,而外來植物種類增多.這種物種組成的變化降低了河岸帶植被群落的多樣性和功能,影響了水陸生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)能量交換等生態(tài)系統(tǒng)功能.因此,研究在不同人為干擾下河岸帶外來植物群落的特征,對(duì)揭示快速城市化背景下河岸帶植被結(jié)構(gòu)的變化具有重要意義.
雖然有學(xué)者已經(jīng)對(duì)河岸帶植被的分布格局、物種多樣性、功能群劃分和生態(tài)服務(wù)功能等方面進(jìn)行了研究[9],但對(duì)河道附近濕地外來植物的研究卻較少.特別是在不同人類活動(dòng)干擾類型下,對(duì)外來植物群落特征和影響程度的相關(guān)研究還未見報(bào)道.本研究選擇漢江流域的一個(gè)主要支流,即河南省南陽(yáng)市唐河縣段的唐河濕地外來植物群落作為研究對(duì)象,通過對(duì)濕地植被進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查,分析不同人類活動(dòng)干擾類型下的濕地外來草本植物群落特征,以期反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展背景下河道濕地外來植物群落的變化規(guī)律,為濕地生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù).
1" 研究地區(qū)
唐河為長(zhǎng)江流域漢水水系的支流.唐河經(jīng)由河南的社旗、唐河、新野以及湖北襄陽(yáng)市,在兩河口與白河匯合后更名為唐白河,終南至張家灣,為漢水提供補(bǔ)給.唐河全程230 km,流域總面積為8 685 km2,擁有眾多支流.左岸分布有毗河、泌陽(yáng)河、三家河、清水河、蓼陽(yáng)河、礓石河等,右岸則有桐河、綿延河、澗河等,其中流域面積超過100 km2的支流有26條.
本研究區(qū)域在唐河流域的唐河縣段.唐河縣位于豫西南南陽(yáng)盆地東部,與桐柏、泌陽(yáng)相連,西通新野、南陽(yáng),北側(cè)與社旗接壤,南部與湖北的棗陽(yáng)相鄰.地理位置處于北亞熱帶與暖溫帶的過渡區(qū),具有北亞熱帶季風(fēng)型大陸氣候特征.年平均日照總時(shí)數(shù)約為2 187.8 h,年平均太陽(yáng)總輻射量為116.56 kcal/cm2.年平均氣溫為15.2 ℃,月平均氣溫在1.4~28.0 ℃范圍內(nèi)變化.該地?zé)o霜期長(zhǎng)達(dá)233 d,年平均降雨量為910.11 mm,主要降雨期集中在4-9月,降水量達(dá)689.2 mm,約占全年降水量的75.7%.
2" 研究方法
2.1" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本研究以河南省唐河縣的唐河河段為研究區(qū)域,采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)開展不同區(qū)域與植物物種來源2個(gè)因素試驗(yàn).
其中不同區(qū)域(C)設(shè)置2個(gè)水平,分別為鄉(xiāng)村段唐河濕地(C1)、城市段唐河濕地(C2); 植物物種來源(P)設(shè)置3個(gè)水平,分別為鄉(xiāng)土植物(P1)、外來植物(P2)、入侵植物(P3).試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1.
2.2" 植被調(diào)查
2023年1-6月,對(duì)河南唐河縣唐河河段進(jìn)行草本植物群落土壤生態(tài)考察.首先,河岸全部區(qū)域進(jìn)行物種調(diào)研,標(biāo)定出每塊地帶的特殊植被.隨后,根據(jù)每種植物群落的特殊類型,在每個(gè)樣地設(shè)定一條樣線.這條樣線遵循垂直于河流方向的設(shè)計(jì)原則,起始于河灘,每隔20 m劃定一個(gè)樣地,一直延伸到河岸的邊界.通過眾多樣品的獲取,本研究得以揭示植物群落的基本屬性.在唐河縣段的河岸區(qū)域,我們總共設(shè)立了8個(gè)考察點(diǎn),獲取了80個(gè)樣本,包括4個(gè)農(nóng)村段的樣地(共40個(gè)樣地)和4個(gè)城區(qū)段的樣地(共40個(gè)樣地).
該地區(qū)主要植被為針葉、闊葉混交林,典型的種類包括常綠闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、常綠落葉闊葉林及常綠針葉林.本次考察積累了每個(gè)樣地草本植物群落的重要數(shù)據(jù).這些數(shù)據(jù)包括樣地中草本植物的名稱、生活習(xí)性、水源類型、個(gè)體數(shù)量、平均高度和地表生物量.在測(cè)算個(gè)體數(shù)量時(shí),如果存在簇生或簇狀植物,每種都獨(dú)立計(jì)算.若樣地只包含一類植物且分布均勻,那么將在50×50 cm2的試驗(yàn)區(qū)域考察樣地的總體數(shù)量.若植物種群分布不均,則會(huì)取150×150 cm2樣本的地表生物量進(jìn)行收集并烘干測(cè)量.
2.3" 數(shù)據(jù)分析
2.3.1" 判斷植物來源的方式
1) 鄉(xiāng)土植物: 本研究中鄉(xiāng)土植物不包括本地與外來植物雜交形成的種類,而是根據(jù)植物種類在流域內(nèi)自然分布及人為引入和種植的歷史來確定.
2) 外來植物: 進(jìn)一步將外來植物分為國(guó)內(nèi)外來物種和國(guó)外外來物種,通過考察其本地寄生地、人為引入的記錄以及在全國(guó)范圍內(nèi)的主要分布地來進(jìn)行判斷.
3) 入侵植物: 通常在其天然生長(zhǎng)環(huán)境以外產(chǎn)生大量個(gè)體,并具備廣泛擴(kuò)散的可能性.
2.3.2" 確定優(yōu)勢(shì)度和相似性分析
為了評(píng)估河灘帶草本植物群落中各物種的優(yōu)勢(shì)程度,本研究使用了合成優(yōu)勢(shì)度指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算,并使用了Sorensen相似性指數(shù)表征植物群落的相似性.優(yōu)勢(shì)度和相似性分析具體計(jì)算見文獻(xiàn)[10].
2.4" 數(shù)據(jù)處理
采用Excel 2010 和SPSS 22.0軟件對(duì)本文中所用到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.
3" 結(jié)果與分析
3.1" 不同區(qū)域段濕地植物物種的構(gòu)成及來源
本研究選擇唐河縣的唐河河段作為調(diào)查對(duì)象,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)植物群落非常豐富,共包括93科維管植物,意味著在該地區(qū)存在多樣性的植物群落,涵蓋了不同的科屬植物.在這93科維管植物中,共有294個(gè)屬和386個(gè)種類.這種多樣性在生態(tài)系統(tǒng)中起著重要作用,維持著植物間的相互作用和生態(tài)平衡.在唐河河段的植物群落中,有一部分是外來植物,占所有植物的31.28%.在外來植物中,來自國(guó)內(nèi)的有18科、22屬和14種,這些植物可能是由于人類活動(dòng)引入或者自然擴(kuò)散到了該地區(qū).來自國(guó)外的有27種,分布在3個(gè)科、13個(gè)屬中.這些外來物種主要來自美洲、歐洲和亞洲.進(jìn)一步分析外來物種的比例,發(fā)現(xiàn)這些外來植物中美洲物種占24.54%,歐洲物種占23.02%,亞洲物種占52.44%,說明唐河河段外來植物主要來自這3個(gè)地理區(qū)域,其中亞洲物種的占比最高.在所有的外來植物中,有一些科的外來物種比例較高,例如菊科、禾本科、豆科和莧科是其中比較典型的科,特別是菊科占外來物種的比例最大.
3.2" 不同區(qū)域段濕地植物物種比例和優(yōu)勢(shì)度
3.2.1" 外來物種比例
由圖1可知,各區(qū)域河岸植物群體的種類構(gòu)成存在顯著變化(p<0.05).鄉(xiāng)村段鄉(xiāng)土植物的比例最大,占總種類構(gòu)成的65.38%,意味著鄉(xiāng)村地區(qū)的河岸植物群落主要由本地的鄉(xiāng)土植物組成,這些植物可能具有在該地區(qū)長(zhǎng)期生存和繁衍的優(yōu)勢(shì).其次是入侵植物,占總種類構(gòu)成的比例較大,表明鄉(xiāng)村地區(qū)的河岸植物群落中也存在一定數(shù)量的入侵植物物種,這些植物可能是由于人類活動(dòng)引入或者隨著環(huán)境變化進(jìn)入了該地區(qū).入侵植物的存在可能對(duì)鄉(xiāng)土植物群落造成競(jìng)爭(zhēng)和生態(tài)影響.相比之下,城市河段的入侵植物比例明顯少于外來植物的比例,表明城市地區(qū)的河岸植物群落中外來植物的種類更多,而入侵植物相對(duì)較少,這可能是由于城市地區(qū)人為干擾和管理措施對(duì)入侵植物的管控和抑制起到了一定的作用.在鄉(xiāng)土植物方面,鄉(xiāng)村地區(qū)的數(shù)量?jī)?yōu)于城市地區(qū),說明鄉(xiāng)村地區(qū)相對(duì)保留了更多鄉(xiāng)土植物的物種多樣性,也保護(hù)了本地生態(tài)系統(tǒng)的特色和穩(wěn)定性.對(duì)于入侵植物而言,鄉(xiāng)村地區(qū)的數(shù)量明顯低于城市地區(qū),表明隨著人為干擾增加,外來植物進(jìn)入鄉(xiāng)村地區(qū)的數(shù)量明顯增加,在城市地區(qū)卻更容易受到管理和控制.鄉(xiāng)村地區(qū)和城市地區(qū)各自獨(dú)有的鄉(xiāng)土植物和外來植物種類存在差異.鄉(xiāng)村地區(qū)的鄉(xiāng)土植物種類較多,有15種,而城市地區(qū)只有3種.在外來植物方面,鄉(xiāng)村地區(qū)有7種獨(dú)有外來植物,城市地區(qū)有13種獨(dú)有外來植物,說明鄉(xiāng)村地區(qū)和城市地區(qū)在物種構(gòu)成和物種多樣性方面具有差異.這些差異可能與人為干擾、管理措施、環(huán)境變化等因素密切相關(guān),因此對(duì)植物群落的結(jié)構(gòu)和生態(tài)影響值得進(jìn)一步研究.
3.2.2" 優(yōu)勢(shì)度與優(yōu)勢(shì)種
由圖2可知,隨著人為干擾強(qiáng)度逐步提升,不同河段帶植物種類的主導(dǎo)地位也呈現(xiàn)出明顯的差異(p<0.05).在本研究中農(nóng)村段入侵植物形成主導(dǎo)地位,城市段次之.無論農(nóng)村段還是城市段,鄉(xiāng)土植物的主導(dǎo)地位始終最高,其中農(nóng)村段鄉(xiāng)土植物的主導(dǎo)地位超過了城市段.農(nóng)村段外來植物的主導(dǎo)地位明顯低于城市段.同時(shí),不同河段外來植物中的優(yōu)勢(shì)種出現(xiàn)了變化.例如農(nóng)村段的月季和城市段的白玉蘭、紫荊等,都是引進(jìn)的外來種.
3.2.3" 生活型結(jié)構(gòu)
通過圖3分析可知,不同河段植物群落生活型構(gòu)造存在顯著差異性.鄉(xiāng)村地區(qū)的鄉(xiāng)土植物群落主要由多年生中生草本植物組成,占總生活型的20.52%,意味著鄉(xiāng)村地區(qū)的鄉(xiāng)土植物傾向于較長(zhǎng)生命周期的中生型草本植物,可能具有適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境長(zhǎng)期生存的特點(diǎn).在外來植物中,多年生的旱生草本植物是最常見的生活型(占38.29%),表明在鄉(xiāng)村地區(qū)外來植物主要是適應(yīng)干旱環(huán)境的多年生草本植物,可能是由于鄉(xiāng)村地區(qū)的氣候和土壤條件更適合這類植物的生存與繁殖.入侵植物種類最豐富的生活型仍為多年生中生草本植物(占28.97%),說明在鄉(xiāng)村地區(qū)的入侵植物更傾向于多年生中生型草本植物,這些植物可能具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力和適應(yīng)性,從而占據(jù)了較多的生境.但是,城市河段的情況有所不同.本土植物傾向于多年生中生草本植物,占總生活型的34.56%.入侵植物傾向于一年生濕生草本植物(占31.21%),表明城市地區(qū)的本土和入侵植物在生活型上與鄉(xiāng)村地區(qū)的本土和入侵植物相似,都是具有較長(zhǎng)生命周期的中生型草本植物.在城市河段中外來植物主要以一年生中生草本植物為主(占29.45%),表明城市環(huán)境對(duì)于一年生中生型草本植物的生存和繁殖更為有利,可能是由于城市的頻繁擾動(dòng)和人為活動(dòng),導(dǎo)致了這類植物更易于快速繁殖和適應(yīng)環(huán)境.通過對(duì)不同河段植物群落生活型構(gòu)造的描述,可以了解到鄉(xiāng)村地區(qū)和城市地區(qū)植物群落的生活型組成存在顯著差異.這種差異可能受到環(huán)境條件、人為干擾和競(jìng)爭(zhēng)方式等因素的影響,進(jìn)一步說明了不同區(qū)域植物群落的適應(yīng)能力和生態(tài)特征各不相同.
3.3" 不同區(qū)域段濕地植物物種相似性分析
由表2可知,鄉(xiāng)村和城市河段的鄉(xiāng)土植物群落具有最高的相似度,為0.823,意味著鄉(xiāng)村和城市河段的鄉(xiāng)土植物之間有較高的物種共享性和相似性.鄉(xiāng)土植物的相似度高可能與它們存在共同的生態(tài)環(huán)境和種群適應(yīng)性有關(guān).在鄉(xiāng)村和城市河段中外來植物的相似度稍低,為0.692,表明在不同區(qū)域中外來植物的種群組成存在差異,可能受到不同環(huán)境條件和人為干擾的影響.外來植物的相似度較高,說明其在鄉(xiāng)村和城市環(huán)境下的適應(yīng)能力相對(duì)較強(qiáng).本文研究結(jié)果進(jìn)一步揭示了隨著人類干擾活動(dòng)增多,植物種類替換引發(fā)了群落組成的大幅度變化,從而降低了不同區(qū)域植物種類的相似度,表明人類活動(dòng)對(duì)植物群落的影響顯著,包括生境破壞、引入外來物種和改變生態(tài)過程等.這些干擾因素導(dǎo)致群落物種組成變動(dòng),進(jìn)而降低了植物種類的相似度.根據(jù)相似度的高低排序,可以看出鄉(xiāng)土植物在鄉(xiāng)村和城市河段的相似性最高,其次是入侵植物,最低是外來植物.這進(jìn)一步驗(yàn)證了在不同區(qū)域中,植物群落的組成存在較大差異.鄉(xiāng)土植物和入侵植物在鄉(xiāng)村和城市河段的相似度較高,可能是由于它們對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)所致.外來植物種群的相似度較低,說明它們?cè)诓煌瑓^(qū)域的適應(yīng)能力較弱,更容易受到人類活動(dòng)的影響而發(fā)生變化.
本文利用Sorensen相似性指數(shù)對(duì)不同區(qū)域河段的植物群落構(gòu)成進(jìn)行對(duì)比分析,研究結(jié)果揭示了不同區(qū)域之間植物種類相似度存在差異.隨著人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度增加,導(dǎo)致了植物種類的替換和群落組成的變化,并降低了不同區(qū)域植物種類的相似度.
3.4" 不同區(qū)域段濕地外來入侵植物物種
根據(jù)表3的結(jié)果可知,不同區(qū)域段濕地外來入侵植物物種存在差異.其中,各河段獨(dú)有的外來植物數(shù)量相差不大,意味著不同濕地區(qū)域之間在外來植物入侵物種的種類數(shù)上沒有明顯的差異.然而,盡管數(shù)量上相近,但具體的外來植物組成存在差異.隨著人類干擾活動(dòng)增加,不同區(qū)域段的濕地植物組成發(fā)生了明顯的變化.特別是在城市段,國(guó)外外來物種數(shù)量比鄉(xiāng)村段增長(zhǎng)了大約2倍,表明城市段濕地更加容易引入國(guó)外外來物種,可能因?yàn)槠涫艿搅烁嗟娜祟惢顒?dòng)干擾和外來物種傳播途徑的影響.具體而言,城市段濕地中新出現(xiàn)的國(guó)外外來物種包括鳶尾、鳳尾蘭、繡球和夾竹桃,這些物種的引入與城市環(huán)境的特點(diǎn)緊密相關(guān).鳶尾和鳳尾蘭是受歡迎的觀賞植物,很可能通過園藝市場(chǎng)進(jìn)入城市段的濕地.繡球和夾竹桃等物種可能通過人類帶入的種子或苗木傳播.在城市環(huán)境下,人類活動(dòng)和交通流動(dòng)的頻繁性為這些植物的傳播提供了更多的機(jī)會(huì).相比之下,鄉(xiāng)村段濕地的外來物種數(shù)量相對(duì)較少,這可能是由于鄉(xiāng)村段受到的人類活動(dòng)干擾較少,包括園藝、貿(mào)易和旅游等活動(dòng)的影響較小所致.因此,鄉(xiāng)村段濕地的物種組成變化較小,外來物種數(shù)量較少.城市段由于頻繁的人類活動(dòng)和交通流動(dòng),以及外來物種的傳播途徑更多,導(dǎo)致國(guó)外外來物種數(shù)量顯著增長(zhǎng); 而鄉(xiāng)村段受人類活動(dòng)干擾較少,外來物種的數(shù)量相對(duì)較少.對(duì)于濕地生態(tài)系統(tǒng)的管理和保護(hù),需要針對(duì)不同區(qū)域段的特點(diǎn)制定相應(yīng)的措施.
4" 討論
人類活動(dòng)對(duì)河岸濕地植物群落的影響是一個(gè)復(fù)雜的研究領(lǐng)域,涉及不同區(qū)域和植物物種來源的差異[11-12].本研究發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)村段河岸上的植物以鄉(xiāng)土植物為主,可能是因?yàn)猷l(xiāng)村段河岸受到農(nóng)業(yè)活動(dòng)的較大影響[13]所致.農(nóng)業(yè)活動(dòng)包括種植作物、養(yǎng)殖畜禽等,這些活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致土壤變化、水質(zhì)污染和生物多樣性減少.鄉(xiāng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)活動(dòng)通常以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主,種植的作物多為鄉(xiāng)土植物,如稻谷、玉米等,這些植物適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件,并且生長(zhǎng)狀況較好,因此在鄉(xiāng)村段河岸上的植物群落中占比較高[14].同時(shí),鄉(xiāng)村段河岸上的植物群落受到人類活動(dòng)的保護(hù)和管理[15].另外,鄉(xiāng)村地區(qū)通常人口密度較低,人類對(duì)河岸濕地的干擾相對(duì)較小,鄉(xiāng)村居民對(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境有較高的認(rèn)識(shí)和保護(hù)意識(shí),通常采取措施來保護(hù)河岸濕地的植物群落,如禁止亂砍濫伐、限制過度放牧等,這些保護(hù)和管理措施有助于維持鄉(xiāng)村段河岸上鄉(xiāng)土植物的較高比例[16].鄉(xiāng)村段河岸上的植物群落還受到土地利用方式的影響,鄉(xiāng)村地區(qū)的土地利用方式主要以農(nóng)業(yè)為主,農(nóng)田通常占據(jù)河岸帶的一部分,種植的作物多為鄉(xiāng)土植物.而城市地區(qū)的土地利用方式主要以工業(yè)和居住為主,河岸帶通常被開發(fā)為城市公園或居民區(qū),種植的植物多為觀賞植物和外來植物.
本研究發(fā)現(xiàn),鄉(xiāng)村段河岸上的外來植物優(yōu)勢(shì)度顯著低于城市段,這可能是因?yàn)猷l(xiāng)村段的土地利用方式更多樣化,包括農(nóng)田、草地和林地,而城市段主要是城市建設(shè)用地所致[17].城市建設(shè)用地的人為干擾程度較高,土壤質(zhì)量可能較差,限制了外來植物物種的生存和繁殖[18].相比之下,鄉(xiāng)村段的土壤質(zhì)量可能更適合鄉(xiāng)土植物物種的生長(zhǎng),因此外來植物的優(yōu)勢(shì)度較低.城市段的建設(shè)活動(dòng)導(dǎo)致生境破壞和退化,如水體和土壤污染,這些環(huán)境污染對(duì)鄉(xiāng)土植物物種的生長(zhǎng)和繁殖造成了不利影響,但對(duì)適應(yīng)能力較強(qiáng)的外來植物物種可能并不致命.因此,在城市段的河岸上外來植物物種更容易適應(yīng)并占據(jù)生境,形成優(yōu)勢(shì)[19].城市段的河岸受到更頻繁和強(qiáng)烈的人為干擾,如園林綠化和道路建設(shè),這些干擾可能導(dǎo)致鄉(xiāng)土植物物種減少,而一些適應(yīng)能力較強(qiáng)的外來植物物種卻會(huì)受益于這些干擾[20].相比之下,鄉(xiāng)村段的河岸受到人為干擾較少,鄉(xiāng)土植物物種更容易維持其優(yōu)勢(shì)地位.在城市環(huán)境中,由于人類活動(dòng)的干擾和環(huán)境條件的改變,外來植物更容易適應(yīng)和繁殖.一年生中生草本植物具有快速生長(zhǎng)和繁殖的特點(diǎn),適應(yīng)能力強(qiáng),能夠迅速占領(lǐng)空閑土地和受干擾的生境.因此,在城市段中以一年生中生草本植物為主的外來植物比例較高.這種現(xiàn)象可能是由于城市環(huán)境中土地利用變化、人為干擾和氣候條件等多種因素所致[21-22].城市地區(qū)常常存在大量的空地和裸露土壤,為一年生中生草本植物提供了適宜的生長(zhǎng)空間.城市環(huán)境中的人為干擾,如建筑工地和道路施工會(huì)打亂土壤和植被的穩(wěn)定性,進(jìn)一步提供了一年生中生草本植物生長(zhǎng)的機(jī)會(huì)[23].
本研究還發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)村段與城市段本土植物的相似性最高,其鄉(xiāng)村段與城市段的外來植物次之,這可能是由于地理距離和環(huán)境相似所致.鄉(xiāng)村段與城市段通常地理位置相近,意味著它們可能共享相似的自然環(huán)境,如土壤類型、氣候特征和水源等,這些相似的環(huán)境條件為本土植物提供了類似的生存和繁殖條件,因此鄉(xiāng)村段與城市段的本土植物種類相似性較高.還可能是由于人類活動(dòng)和人為引入所致,城市作為人類活動(dòng)集中的地區(qū),通常會(huì)引入許多外來植物種類,這些外來植物可能通過人類活動(dòng)(如農(nóng)業(yè)、園藝、貿(mào)易等)或自然傳播進(jìn)入城市段.鄉(xiāng)村段與城市段地理位置相近,可能存在相似的人類活動(dòng)和自然傳播途徑,因此鄉(xiāng)村段與城市段的外來植物種類也可能相似.城市段頻繁的人類活動(dòng),更有可能引入更多的外來植物種類.
隨著人類活動(dòng)增加,對(duì)自然環(huán)境的干擾不斷加大.這種干擾包括土地利用變化、森林砍伐、生物入侵和污染物排放等,對(duì)植物群落的物種組成和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響[24].這種影響導(dǎo)致了物種的更替變化,進(jìn)而使不同區(qū)域的植物群落構(gòu)成呈現(xiàn)出差異,降低了區(qū)域之間植物物種的相似性.生物入侵是植物群落的重要干擾因素之一[25].通過外來物種侵入到原有生態(tài)系統(tǒng)中,并對(duì)原有物種和生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響.這些外來物種通常具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和繁殖能力,容易在新環(huán)境中形成大規(guī)模的種群[26],它們與原有物種競(jìng)爭(zhēng)資源,導(dǎo)致原有物種減少或滅絕.在生物入侵過程中,植物群落的物種組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化,新的物種取代了原有物種,導(dǎo)致植物群落的物種更替并產(chǎn)生差異[27].因此,生物入侵也是導(dǎo)致區(qū)域間植物物種相似性降低的重要原因,這種現(xiàn)象對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著重要的影響,需要引起我們的重視和關(guān)注.
5" 結(jié)論
針對(duì)不同區(qū)域與不同植物物種來源條件下,人類活動(dòng)對(duì)河岸濕地植物群落的影響研究表明,6個(gè)處理中鄉(xiāng)村段河岸上鄉(xiāng)土植物的比例最高(65.38%).鄉(xiāng)村段的鄉(xiāng)土植物比城市段多,鄉(xiāng)村段的入侵植物明顯低于城市段.無論鄉(xiāng)村段還是城市段,鄉(xiāng)土植物的優(yōu)勢(shì)度都最高,鄉(xiāng)村段河岸的鄉(xiāng)土植物的優(yōu)勢(shì)度高于城市段,而鄉(xiāng)村段河岸外來植物的優(yōu)勢(shì)度明顯低于城市段,鄉(xiāng)村段河岸的入侵植物的優(yōu)勢(shì)度也顯著高于城市段.在鄉(xiāng)村段的外來植物中,多年生旱生草本植物的比例最高(38.29%),而城市段的外來植物中一年生中生草本植物的比例最高(29.45%).鄉(xiāng)村段與城市段本土植物相似度最高(0.823),其次是鄉(xiāng)村段與城市段的外來植物(0.692).隨著人類活動(dòng)干擾強(qiáng)度增加,物種的更替變化導(dǎo)致不同區(qū)域植物群落構(gòu)成呈現(xiàn)出很大的差異,降低了區(qū)域之間植物物種的相似性.城市段出現(xiàn)了新的國(guó)外外來種,數(shù)量比鄉(xiāng)村段增長(zhǎng)了大約兩倍,新出現(xiàn)的物種包括鳶尾、鳳尾蘭、繡球、夾竹桃等.河南省唐河縣段河岸帶的外來植物種類構(gòu)成特點(diǎn),反映出人類活動(dòng)對(duì)河岸帶外來植物干擾逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì),包括快速城市化和農(nóng)業(yè)活動(dòng)等.
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責(zé)任編輯" 夏娟
西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2024年6期