中圖分類號:X17 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-9655(2025)增-0001-04
0 引言
湖泊承載著豐富的生物多樣性,提供人類所需的眾多生態(tài)服務(wù),是重要的水域生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載,劍湖湖濱帶調(diào)查發(fā)現(xiàn)水生植物31種,其中10種是沉水植物,6種是漂浮植物,3種是挺水植物,12種是濕生植物[1-3]。劍湖湖濱帶調(diào)查發(fā)現(xiàn)的水生植物隸屬12科14屬31種,其中發(fā)現(xiàn)10種沉水植物,6種漂浮植物,3種挺水植物,其它發(fā)現(xiàn)的均為濕生植物。20世紀(jì)70年代李恒在劍湖湖濱帶調(diào)查是時發(fā)現(xiàn)沉水植物僅有6種,植物群落10種,但僅涉及到植物的群落結(jié)構(gòu),對水生植物的種類并未涉及。到2017年李寧云等[2在劍湖調(diào)查水生植物共有屬12科、14屬18種。
近年來,由于劍湖流域范圍內(nèi)的人類活動影響和環(huán)境變化加劇,湖泊水生植物受到了嚴(yán)重的破壞和退化。這不僅對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功能產(chǎn)生了負(fù)面影響,還對水資源的可持續(xù)利用和人類健康造成了威脅。因此,湖泊水生植物調(diào)查及恢復(fù)策略研究具有重要的科學(xué)和實踐價值[3]。通過對湖泊水生植物進(jìn)行全面、系統(tǒng)的調(diào)查,可以了解其種類、分布和數(shù)量等信息,為制定恢復(fù)策略提供依據(jù)。同時,研究湖泊水生植物的恢復(fù)策略,包括保護(hù)、修復(fù)和再生等措施[4,可以幫助恢復(fù)湖泊的生態(tài)功能和生物多樣性。
1研究地點與方法
1.1 野外調(diào)查時間
2020年6月和2020年11月開展劍湖湖濱帶水生植被調(diào)查,采取點樣與斷面調(diào)查相結(jié)合的方式,全面了解劍湖湖濱帶水生植物現(xiàn)存種類、分布區(qū)域,以及劍湖湖濱帶現(xiàn)存生物量等。
1.2采樣點設(shè)置
根據(jù)劍湖湖濱水生植物分布情況,在劍湖水域內(nèi),沿劍湖湖岸垂直或平行于等深線布設(shè)15條樣線(圖1)。在每條樣線上距離 50m 設(shè)置1個采樣樣方,對劍湖水生植物進(jìn)行調(diào)查,直至無水生植物為止。劍湖湖濱帶水生植物采樣調(diào)查方法參考方精云等[5-8提出相關(guān)技術(shù)規(guī)范,劍湖湖濱帶水生植物調(diào)查內(nèi)容主要包括種類、群落和生物量。
1.3研究內(nèi)容與方法
劍湖水生植物主要調(diào)查水生植物種類構(gòu)成、分布、覆蓋度、生物量及水生植物的優(yōu)勢種類等。并現(xiàn)場確定劍湖各類水生植物分布特征,估算水生植物分布面積及生物量。在進(jìn)行水生植物樣本的鑒定和分類時,首先需要對每個樣本進(jìn)行觀察和記錄。通過觀察植物的形態(tài)特征,如葉片形狀、葉色、花朵形態(tài)等,可以初步確定其所屬類別。同時,還需要采集一些關(guān)鍵性的樣本,如花果實、莖葉等,以便進(jìn)行詳細(xì)的形態(tài)特征比較和鑒定。在確定各個物種的名稱和特征時,可以借助植物分類學(xué)的知識和專業(yè)性的植物分類參考書籍[9-10]
2水生植物調(diào)查結(jié)果
2.1 劍湖水生植物種類組成
調(diào)查結(jié)果顯示,劍湖水生植物較為豐富,隸屬12科23種(表1)。按水生植物的生活型,劍湖湖濱帶的水生植物可分為沉水植物、漂浮植物、浮葉植物、挺水植物和濕生植物,其中占總數(shù) 43.48% 是沉水植物,隸屬5科11種,分別是眼子菜科、小二仙草科、茨藻科、水鱉科和茨藻科;占總數(shù) 26.09% 是漂浮植物,隸屬浮萍科、錢苔科和滿江紅科;占總數(shù) 13.04% 是浮葉植物,隸屬龍膽科、蘋科和菱科;占總數(shù) 13.04% 是挺水植物,隸屬禾本科。
2.2水生植物生物量及分布范圍
湖泊水生植物的生物量與分布范圍分析是對湖泊生態(tài)系統(tǒng)中水生植物的數(shù)量和空間分布進(jìn)行研究。劍湖水生植物分布呈現(xiàn)帶狀或斑塊狀,主要集中在近岸 100m 水深 <5m 區(qū)域內(nèi)。金魚藻是全湖分布最廣泛的水生植物,其分布面積為 189.13hm2 。根據(jù)調(diào)查,劍湖水生植物的總分布面積為263.26hm2 。其中,金魚藻的分布面積最廣,占劍湖水生植被分布面積的 71.84% 。而穗狀狐尾藻的分布面積最小,僅有 0.09hm2 ,占劍湖水生植被面積的 0.03% 。穗狀狐尾藻主要分布在湖體及出湖口處。通過對湖泊水生植物生物量與分布范圍的分析,可以了解不同種類水生植物在湖泊中的數(shù)量和空間分布情況。同時,也為湖泊的環(huán)境評估和生態(tài)修復(fù)提供了依據(jù)。進(jìn)一步研究水生植物的生物量和分布特征,可以揭示湖泊水質(zhì)狀況、水生生物多樣性以及湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等方面的信息,為湖泊管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
2020年冬季調(diào)查劍湖湖濱帶發(fā)現(xiàn)11種水生植物,其中6種是沉水植物,3種是浮葉植物,2種是挺水植物。對劍湖水生植物進(jìn)行全湖定量采集樣板,發(fā)現(xiàn)劍湖水生植物最大生物量為9020g/m2?FW ,平均生物量 2895g/m2?FW 。水生植物單物種生物量均值最大的是金魚藻,平均生物量為1900g/m2?FW ,占水生植物生物量的 65.65% ;其次為黑藻,平均生物量為 356.3g/m2/FW ,占水生植物生物量的 12.31% ;最小的為光葉眼子菜,平均生物量為 38.5g/m2?FW ,僅占水生植物生物量的 1.33%
2.3優(yōu)勢種群及生物多樣性評估
在15條樣線、55個樣方中,沉水植物金魚藻的優(yōu)勢度、生物量最高,分別為 62.67% 和2158.9g/m2?FW ,在所有水生植物中排第一。其次為黑藻,優(yōu)勢度為 14.36% 。在劍湖中,最常見的是金魚藻群落,金魚藻廣泛分布在海拔 2000m 以下的湖泊、池塘、水渠以及水田中,在湖泊中生長深度達(dá) 4~5m ,但在污染較重的水體中,金魚藻難以存活,表面劍湖湖體水質(zhì)較好。沉水植物優(yōu)勢度、生物量最低的是光葉眼子菜,分別僅占1.41% 和 45.2g/m2 FW
2.4主要的水生植物群落
劍湖水生植物種群結(jié)構(gòu)特征,金魚藻的生物量為 2158.9g/m2?I FW,占 66% ;野菱和黑藻的生物量為399.1g/m2 FW和397.1399.1g/m·FW,均占 12% ;海菜花的生物量為 188.7399.1g/m2?F W,占 5% ;微齒眼子菜的生物量為 123.6399.1g/m2?I FW,占 4% ;光葉眼子菜的生物量為 45.2399.1g/m2?FW ,僅占 1% 。
金魚藻是劍湖水生植物的優(yōu)勢種群。金魚藻是多年生沉水草本植物,莖光滑細(xì)長,可達(dá) 60cm 左右。葉輪生, 1~2 回叉狀分枝,裂片線形,邊緣有散生的刺狀細(xì)齒,多偏生于一側(cè)的齒,花較小,單生,常雌雄同株;花直徑約 2mm ,苞片條形,淺綠色,透明,堅果寬橢圓形,黑色光滑,花期6一7月,果期8一10月。其生命力較強,適溫性較廣。目前,在劍湖中,金魚藻屬于優(yōu)勢種,生物量和優(yōu)勢度都較高,單位面積金魚藻的鮮重可達(dá) 2158.9g/m2 ·FW,占全湖的 65%
3結(jié)果討論
3.1 種類變化
劍湖大型水生植物種類呈增加的趨勢。根據(jù)文獻(xiàn)記載,20世紀(jì)70年代,劍湖水生植物僅有6種,均為沉水植物;20世紀(jì)80年代李恒等[調(diào)查劍湖湖濱帶,發(fā)現(xiàn)水生植物群落共計11種,分別是挺水植物2種,浮葉植物3種,沉水植物6種。2017年李寧云等2調(diào)查劍湖共有水生植物18種。本次調(diào)查劍湖湖濱帶發(fā)現(xiàn)23種水生植物,與2017年相比,水生植物的種類均有增加,種類相同的有8種分別是海菜花(Otteliaacumianta(Gagnep.)Dandy)、黑藻(Hydrilla verticillata(L.f.)Royle)、眼子菜(PotamogetondistinctusA.Benn.)、李氏禾(LeersiahexandraSwartz.)、品萍(LemnatrisulcaLinn.)、浮萍(LemnaminorL.)、萎菜(Nymphoidespeltatum(Gmel.)O.)和穗狀狐尾藻(MyriophyllumspicatumL.);增加的種類有15種,未發(fā)現(xiàn)的水生植物10種。此外,文獻(xiàn)記載過的一些水生植物在本次調(diào)查中并未發(fā)現(xiàn)。
3.2群落結(jié)構(gòu)變化
近年來,劍湖水生植物種類呈增加的趨勢,由單一的沉水植物構(gòu)成向沉水、浮葉和漂浮植物構(gòu)成的轉(zhuǎn)變,與2017年對比,苦草群落在劍湖湖濱帶屬于優(yōu)勢種,生物量大且在全湖均有分布。20世紀(jì)80年代劍湖水生植物優(yōu)勢種為眼子菜群落。本次調(diào)查水生植物23種,優(yōu)勢種為金魚藻,在劍湖均有分布,劍湖水生植物群落結(jié)構(gòu)有清水種向耐污種/濁水型轉(zhuǎn)變。
3.3劍湖水生植物生物量及分布范圍變化
從劍湖海菜花群落演變歷史看,20世紀(jì)70年代劍湖海菜花群落大面積分布,為優(yōu)勢水生植物群落[14],1977年李恒[11]調(diào)查劍湖水生植物生境時,劍湖最大水深為 9m ,在水深為 4m 時,仍然有沉水植物生長,劍湖在20世紀(jì)80年代,透明度最大值為 1.7m 。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),劍湖最大水生植物為 5m ,透明度約為 0.66m ,湖泊水位和透明度大幅下降,生境條件變得嚴(yán)酷,雖未改變沉水植物群落的屬性,但為李氏禾、酸模葉蓼、兩棲蓼等濕生物種提供了生長條件,水生植物由岸邊分布變成全湖均有水生植物分布。
3.4討論
劍湖是一個典型的高原淺水湖泊,水生植物分布廣泛,與環(huán)境因素息息相關(guān),位于云南境內(nèi)。根據(jù)現(xiàn)有的研究和報道[10-13],劍湖的水生植物主要包括茭草、金魚藻等,這些植物不僅在湖濱帶上占有絕對優(yōu)勢,而且由于湖泊水越淺,水生植物的密度更大,從湖盆中心到湖岸都有大量的高密度水生植物生長,尤其是湖周淺水區(qū)。多種環(huán)境因素影響劍湖水生植物空間格局。影響水生植物分布的重要因素是水體中氮、磷營養(yǎng)成分的分布。研究表明,對湖體環(huán)境有顯著影響的是劍湖湖體的空間分布特征及其沉積物質(zhì)一一氮、磷。此外,劍湖的水文周期、水深以及入湖污染負(fù)荷等因素也會對水生植物的空間配置和種群動態(tài)調(diào)控產(chǎn)生影響。比如,適應(yīng)這些環(huán)境條件的生態(tài)系統(tǒng),可以通過濕地植物空間配置、種群動態(tài)調(diào)控、種群行為控制等手段來建設(shè)。水生植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,具有凈化水質(zhì)、減少污染、促進(jìn)沉降、抑制藻類、釋放氧氣等生態(tài)功能,在維持湖泊水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能中發(fā)揮著重要作用。
4結(jié)語
本文對劍湖湖濱帶大型水生植物進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計及恢復(fù)策略研究,為湖泊生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計得知,劍湖湖濱湖水草品種豐富,水草品種繁多,有挺水型、浮水型、沉水型等,其中以水草為主的品種較多。然而在物種的生物量和分布范圍方面存在一定的差異,且物種優(yōu)勢度也呈現(xiàn)出一定的變化趨勢?;谶@些發(fā)現(xiàn),可以制定相應(yīng)的修復(fù)策略,如加強特定物種的保護(hù)和管理,促進(jìn)物種的繁殖和擴(kuò)散,以增強湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。此外,還需要加強對湖泊水生植物的長期監(jiān)測和研究,以掌握其動態(tài)變化和生態(tài)功能,為湖泊的管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
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Research onHydrophyte Investigation ofJianhu Lake
QINJiang,NIE Ju-fen,YANGShun-tao (YunnanAcademyofEcological and Environmental Sciences,Yunnan KeyLaboratory for Pollution Processes and Control of Plateau Lake-Watersheds,Kunming 650034, China)
Abstract:Thispaperhasinvestigatedthespeciesanddistributionofhydrophytes inthelakesidezoneofJianhuLakeinDali, Yunnan Province..The results showed that,the distribution area of hydrophytes was 263.26hm2 and23 species of hydrophytes havebeen found,andthedominantspecies werestrain-resistant species TrapaincisaSieb.et Zucc.var.quadricaudataGluck and Ceratophyllum demersumL.The maximum and average biomass of hydrophytes were 9020g/m2?FW and 2895g/m2?FW respectivelyBaseontheresult,severalefectivestrategieshavebeenproposedtopromotehydrophyterestorationandaquatic environment improvement,which can be useful for lake hydrophytes restoration.
Keywords:hydrophyte;investigation;restoration; strategies;Jianhu Lake