東苕溪喜旱蓮子草群落研究

蔡一村，寧澤倩，劉美華，2，俞飛，2，胡燕飛，鐘主瓊

（1.浙江農林大學林業與生物技術學院，浙江臨安 311300；2.浙江農林大學亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地，浙江臨安 311300）

東苕溪喜旱蓮子草群落研究

蔡一村1，寧澤倩1，劉美華1，2，俞飛1，2，胡燕飛1，鐘主瓊1

（1.浙江農林大學林業與生物技術學院，浙江臨安 311300；2.浙江農林大學亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地，浙江臨安 311300）

通過對浙江省東苕溪江8個河段喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides的群落及伴生植物群落結構進行調查的基礎上，分析該入侵種在不同河流段生境中的重要值及對入侵地物種多樣性的影響。結果表明：在東苕溪流域，喜旱蓮子草莖長平均為41.85～62.83 cm，節間距平均為4.00～6.28 cm，平均分枝數為6.35～82.00個。臨安市東湖村采樣點喜旱蓮子草重要值最高，為56.09%；但伴生植物種類最少，為2種。杭州市余杭區陡家門采樣點該入侵種重要值較低，但伴生種種類最多（8種）。隨著喜旱蓮子草重要值的升高，群落Simpson多樣性指數和Shannon-W iener指數呈下降趨勢，表明隨著喜旱蓮子草種群的擴散，區域內其他物種逐漸受到排擠。在伴生植物種類較少的取樣點，喜旱蓮子草相對密度較大，如杭州市余杭區安溪鎮、臨安市里畈水庫下游和臨安市東湖村苕溪北路段（相對密度分別為40.00%，39.85%和37.50%），Pielou均勻度指數較低，這都說明喜旱蓮子草的擴散降低了當地的物種多樣性。喜旱蓮子草對苕溪江植物種類和分布已經產生較大的影響。圖1表4參12

植物學；喜旱蓮子草；入侵；生物多樣性；東苕溪

喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides屬于莧科Amaranthaceae蓮子草屬Alternanthera，原產南美洲，主要生長于各種淡水生態系統的水陸交界區域和農田等，由于其莖葉繁茂，根系發達，生長速度迅猛，繁殖能力驚人，具有很強的適應環境及入侵特性，后被傳播到北美洲、大洋洲、亞洲等地，逐漸成為重要入侵植物［1］，也是中國國家環境保護總局公布的9種危害最大的外來入侵植物之一，已經對入侵地生態系統及生物多樣性構成了嚴重威脅［2］。該入侵種能夠抑制和排擠鄉土植物，阻塞航運，污染環境，引發一系列不良的生態學后果。近年來，該入侵種在東苕溪江被陸續發現，其入侵面積和個體數量不斷增長。苕溪江是浙江八大水系之一，是中國東南沿海和太湖流域唯一一條沒有獨立出海口的南北向的天然河流。作為太湖流域的主要水源和杭州飲用水源之一，東苕溪江發源于臨安市臨目鄉馬尖崗，向東流經臨安市的里畈、橋東、臨天、青山和余杭鎮，自余杭鎮折北而流。喜旱蓮子草在東苕溪江的繼續擴散，將嚴重威脅苕溪流域的供水安全和水生態安全［3］。基于此，本研究對東苕溪江不同流域段喜旱蓮子草群落特征進行了調查，分析喜旱蓮子草對入侵地植物多樣性的影響，為入侵地物種多樣性的保護提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣地選擇

本研究于2012年7-9月在東苕溪江不同河段進行。從源頭開始，至末段杭州余杭安溪鎮段。調查地點選擇受不同程度干擾的河流段，分別選取河流上游源頭、中游和下游附近進行采樣，共選取臨安市太湖源（指南村）、臨目鄉（里畈水庫上游）、里畈水庫下游、東湖村，及杭州市余杭區余杭鎮、陡家門、瓶窯鎮和安溪鎮8個調查點。調查地點見圖1。

1.2 研究方法

采用群落調查法，對不同調查地點喜旱蓮子草群落物種多樣性進行調查，分析群落內植物的種類、數量和蓋度等。具體操作為：在調查地點隨機選定樣地中心點，設置10.0m×10.0m正方形樣區，并在其內設置5個0.5 m×0.5 m的樣方，取樣點采取“W”型排列［4］。調查記錄各個樣方中喜旱蓮子草及其他植物種類、數量、蓋度，并記錄樣方內喜旱蓮子草的分枝數、莖長、葉面積和節間距。其中節間距為莖長與枝條節數的比值。喜旱蓮子草的株數（叢數）以地下根狀莖來區分，枝條在同一根狀莖則視為1株。

圖1 調查地點的分布Figure 1 Distribution of the sampling sites

1.3 數據分析

采用SPSS統計軟件對調查數據進行單因素方差分析，并對不同采樣點指標進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同河流段生境喜旱蓮子草形態特征

受人類干擾程度不同，不同調查點喜旱蓮子草呈現不同分布特征。在太湖源源頭地區未發現喜旱蓮子草的分布，其他地點均發現該入侵種的分布（表1）。不同采樣點生境受干擾程度不同，喜旱蓮子草形態差異也較大（表2）。其中，瓶窯鎮樣地內喜旱蓮子草植株的分枝數最多，平均為82個·株-1，臨目鄉樣地喜旱蓮子草植株分枝數最小，僅6.35個·株-1。東湖村、陡家門和里昄水庫下游采樣點的喜旱蓮子草植株的莖長最大，并且后2個采樣點喜旱蓮子草莖長與其他采樣點相比差異顯著（P＜0.05）。各采樣點平均節數較多，瓶窯鎮采樣點節間距最短，為4.00 cm。不同采樣點葉長差距比較明顯，最長為4.74 cm，最短為2.66 cm。里畈水庫下游、余杭、瓶窯鎮和安溪鎮采樣點喜旱蓮子草植株的平均葉面積較小，為2.28～2.40 cm2；而其他采樣點該入侵種的平均葉面積較大，為4.01～5.65 cm2。

表1 調查點環境概況Table 1 Conditions of the the sample sites of Alternanthera philoxeroides

2.2 不同樣地喜旱蓮子草的分布及對植物多樣性的影響

喜旱蓮子草在東湖村段、余杭鎮以及瓶窯段出現的相對頻度最高，均為80%。安溪鎮和里畈水庫下游該植物相對密度最大，分別為40.00%和39.85%。余杭鎮采樣點喜旱蓮子草相對蓋度最大，為60.73%；除去未發現該入侵種的太湖源樣點，喜旱蓮子草相對頻度和相對蓋度最小值均出現在陡家門采樣點（表3）。另外，據相關分析，喜旱蓮子草莖長、節間距與重要值顯著相關（相關系數分別為0.832和0.765，P＜0.05）。

不同采樣點喜旱蓮子草的密度大小對其伴生物種影響較大（表4）。安溪鎮、里畈水庫下游和東湖村段采樣點（相對密度分別為40.00%，39.85%和37.50%），喜旱蓮子草相對密度較大，重要值較高，其伴生植物種類較少，分別為4種、3種和2種；陡家門采樣點喜旱蓮子草密度較小（13.82%），重要值較低，伴生植物種類最多（8種）。東湖村采樣點喜旱蓮子草重要值最高，伴生物種數最少（2種），且大部分伴生植物在生長期卻呈現逐漸枯萎趨勢，喜旱蓮子草為該樣地中的優勢物種。余杭鎮采樣點喜旱蓮子草重要值也較高，伴生植物為5種。喜旱蓮子草伴生植物的種數和數量與喜旱蓮子草的數量和重要值之間并無明顯的相關性（P＞0.05）。

表2 不同樣地喜旱蓮子草的形態特點Table 2 Effects of different sitesonmorphological characteristicsof Alternanthera philoxeroide

隨著喜旱蓮子草重要值的升高，群落Simpson多樣性指數呈下降趨勢，如東湖村，多樣性指數僅為0.05，而陡家門采樣點Simpson多樣性指數為0.80，表明隨著喜旱蓮子草種群擴散，其他物種逐漸受到排擠。Shannon-Weiner指數也呈現相同的變化趨勢。伴生植物種類與Simpson多樣性指數、Shannon-Weiner指數和Pielou均勻度指數顯著相關（相關系數分別為0.902，0.958和0.829，P＜0.05），在伴生植物種類較少的取樣點，Pielou均勻度指數較低，說明喜旱蓮子草的擴散降低了當地的物種多樣性。

表3 不同樣地喜旱蓮子草的分布特征Table 3 Effects of different sites on distributed traits of Alternanthera philoxeroide

3 結論與討論

研究表明：喜旱蓮子草的分布特征與東苕溪不同河流段人類活動干擾密切相關。在東苕溪上游人類干擾弱的地區，喜旱蓮子草的分布較少，其相對蓋度和重要值都較低。在中游人類活動密集的河段，喜旱蓮子草分布較多。

喜旱蓮子草在不同生境中可表現出不同的形態特征，如在水分適宜的生境中莖葉營養生長旺盛［6-7］。本研究結果也表明：在苕溪江沿岸，如陡家門和臨目鄉，各采樣點周圍水分適宜，喜旱蓮子草莖較長、節間距較大、葉面積較大、分枝數相對較少。這是因為濕生環境中的喜旱蓮子草較長的莖能夠增強植株的水分疏導能力，提高占據養分空間的能力［8］。據相關研究：喜旱蓮子草入侵后，能通過快速分枝使蓋度不斷增加，排擠本地物種，導致群落物種豐富度明顯降低［9］，在水庫邊、河道內形成優勢種群，并致使此類生境中該植物的伴生植物種類和數量減少［10］。同時，喜旱蓮子草能夠產生化感物質抑制周圍其他生物生長［11］。喜旱蓮子草密度較大的生境中，伴生植物的密度較小。當喜旱蓮子草的重要值大于1.5時，物種豐富度隨重要值增加而減小，喜旱蓮子草的入侵對生物多樣性產生不利影響［12］。根據本研究發現，各采樣點喜旱蓮子草的重要值均大于1.5，表明喜旱蓮子草對東苕溪江本地種已產生一定的抑制作用，降低了生境內植物群落的多樣性（東湖村喜旱蓮子草重要值最高，為56.09%，其伴生種只有2種）。

表4 不同樣地喜旱蓮子草的伴生植物Table 4 Speciesand quantity of companion plants species for Alternanthera philoxeroides in differentsites

本研究結果表明：喜旱蓮子草伴生物種的種數和數量與喜旱蓮子草的數量和重要值之間并無明顯的相關性（P＞0.05），推測其原因可能是由于各個河流段喜旱蓮子草的入侵階段不同。因此在某些喜旱蓮子草重要值高的樣地，雖然喜旱蓮子草處在旺盛的生長期，蓋度和重要值都很高，但是它處在入侵初期階段，還未對本地物種造成明顯的排擠。但隨著喜旱蓮子草的迅猛擴散，將會對本地物種產生嚴重威脅，甚至危及水生態安全。如果不采取相關措施，入侵種喜旱蓮子草在苕溪江流域有繼續擴散的趨勢，并將逐漸排擠鄉土植物物種，造成嚴重的生態學后果，危及生態系統的平衡。因此，必須密切監控該流域喜旱蓮子草的擴散，避免產生更嚴重的生物安全問題。

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Alternanthera philoxeroides community in the eastern Tiaoxi River

CAIYicun1，NING Zeqian1，LIU Meihua1,2，YU Fei1,2，HU Yanfei1，ZHONG Zhuqiong1
（1.School of Forestry and Biotechnology,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China;2.The
Nurturing Station for State Key Laboratory of Subtropical Silviculture,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300, Zhejiang，China）

Recently,Alternanthera philoxeroides,an invasive species,is found to distributed widly in eastern Tiaoxi River which is as an important source of drinking water in Hangzhou City.The widely distribution ofA. philoxeroideswill be result in the water ecological security.So it has an important significance to study the distribution ofA.philoxeroidescommunity in eastern Tiaoxi River,as well as to find the effect on local species’diversity.In this study,random samplingmethod was used.One 100 m2sample plot at eight reaches of the eastern Tiaoxi River was designed,in which five 0.25 m2quadrats were chose to as be sampling sites. The morphological characteristics and the associated communities ofA.philoxeroidesat eight reaches of the eastern Tiaoxi River,Zhejiang Province were studied,and the importance and influence on plant diversity at eight sites were analyzed using Simpson’s diversity,Shannon-Wiener,and Pielou Evenness Indexes.Results showed that stem length varied from 41.85 to 62.83 cm,average distance between nodes varied from 4.00 to 6.28 cm,and average number of branches ranged from 6.35 to 82.00.At the Donghu Village site of Lin’an City,the highest important value was 56.09%with the least number（two）of associated species.However,there was no significant relevance between the importance value ofA.philoxeroidesand the species number of associated species（P＞0.05）.Nevertheless,there were significantly correlations between the associated species number and three diversity indexes（Simpson’s diversity,,Shannon-Wiener indexes,and Pielou Evenness Index）（P＜0.05）.Our results indicateA.philoxeroideshas affected the local plant species diversity of the eastern Tiaoxi River.And the water ecological security of east Tiaoxi River is being threated by invasive speciesA.philoxeroides.［Ch,1 fig.4 tab.12 ref.］

botany;Alternanthera philoxeroides;invasion;biological diversity;e astern Tiaoxi River

S459；X173

A

2095-0756（2014）04-0583-06

2013-05-30；

2013-09-26

浙江省重點科技創新團隊項目（2011R50027）；浙江省自然科學基金資助項目（Y5110226）；浙江農林大學科研發展基金資助項目（2008FR099）

蔡一村，從事群落生態學研究。E-mail：389093703@qq.com。通信作者：劉美華，講師，博士，從事種群生態學研究。E-mail:liumeihua@163.com