遼河中下游水生植物群落分布特征及與環境關系分析

楊占

(遼寧省林業調查規劃監測院，遼寧 沈陽 110000)

遼河位于中國東北地區南部，自漢代稱大遼河，五代以后稱遼河。遼河發源于河北省平泉縣七老圖山脈的光頭山，流經河北、內蒙古、吉林、遼寧四省區，全長1 345 km，注入渤海，流域面積21.9萬km2[1]，是中國七大河流之一。遼河流域是中國水資源貧乏地區之一，特別是中下游地區，水資源短缺更為嚴重。由于大量人為因素，遼河已成為中國污染最重的河流之一。自2010年12月《遼寧省遼河保護區條例》[2]實施以來，遼河經過多年的治理，水污染雖然已經逐步減輕，但經濟發展社會進步的迫切需求對其進行加速生態修復，恢復流域生態系統健康。

水生植物作為河流生態系統的重要組成部分，是生態系統中的初級生產者和功能的核心[3]。河流濕地的水生植物群落在為鳥類和魚類提供了食物來源和棲息地的同時，還可以凈化河流中的污染物，使整個河流生態系統中能量流動和物質循環中發揮重要的基礎作用。有研究表明：水生植被的結構、功能和生態特征能綜合反映河流水生態環境的基本特點和功能特性，具有很好的環境指示作用[4].對于河流水生植物、生境特征及兩者相關性的研究在河流濕地的生態恢復、維持河流生態穩定性等方面都具有很大意義。本文通過對遼河中下游河流濕地水生植物群落大面積野外調查和環境數據采集的基礎上，運用CCA排序分析來揭示遼河中下游流域主要水生植物分布與環境因子間的關系。

1 調查方法

在對遼河中下游進行基礎情況調查后，選取具有代表性的河段，在水文監測站附近布設草本調查樣方，對樣方內的水生植物進行調查。河流水生植被調查于2015年6—9月進行。記錄各樣地水深、植被種類、數量、高度、蓋度等。協同樣地臨近水文監測站采集總磷、總氮、水體pH值、溶解氧。通過對樣地水樣進行為期3個月的環境因子測定，取平均值進行分析。

數據分析采用生態學應用軟件中用于約束與非約束排序的最流行工具：Canoco 5.0。該工具整合了排序以及回歸和排列方法學，進行健全的生態數據統計。采用對物種數據和環境數據進行典范對應分析(CCA)排序分析。分析物種數據用物種重要值來反映物種群落與環境的關系。物種重要值= (相對高度+相對密度+相對蓋度) /3。

2 調查結果

2.1 物種組成與分析

經統計，本次調查發現分布有水生植物44種，其中挺水植物12種、浮水植物6種、沉水植物6種。為便于統計，以各建群植物種為群系單位劃分群落，得到14個主要群系，見表1。

表1 遼河中下游主要水生植物群落

由上表可見，在遼河中下游水生植物群落內，挺水植物群落最為常見，有7類，占所有樣地比例的54%；浮水植物群落4類，分布占總樣地數量的18%；沉水植物群落3類，分布占總樣地數量的28%。

2.2 各群落對水環境的適宜性

不同的水環境因子對于不同的植被群落存在一定的差異，其中水深是最為主要的影響因子，也是本次調查中唯一的非水質環境因子，其次不同的群落類型的水質的耐受度亦有不同。對于水體pH值耐受最高的是堿蓬群落和水葫蘆群落；總氮耐受最高的是狹葉香蒲群落；總磷耐受最高的是東方蓼群落；對低溶解氧耐受最高的是水葫蘆群落。

2.3 環境因子與水生植物因子關系的典范對應性分析

典范對應分析(CCA)可分析植物群落組成與環境因子之間對應關系[5]。通過canoco5.0軟件輸出的物種與環境因子排序圖(圖1)。可以看出，第1軸和第2軸的特征值分別為0.871和0. 912，2個軸累積的貢獻率和為67.9%。由此可認為該分析反映了水生植物的分布和外界水環境因子的變化情況。

圖1 水生植物群落與環境因子二維排序圖

圖1反映出這些群落的分布有較為明顯的規律變化，其中蘆葦分布于該圖的最頂端，堿蓬分布于該圖的最右端，水葫蘆分布于該圖的最下端，它們和其他的群落有較為明顯差異。而黑藻、金魚藻、眼子菜、慈姑、沮草。這五種群落在圖中分布較為集中，可見沉水植物和浮水植物的生境以及它們與水環境的依賴較為相似。由環境因子與排序軸的相關性可知，水深和排序軸1的斜度最小，可見水深對植物群落分布的影響最為明顯。總磷濃度、總氮濃度、pH值、溶解氧濃度與排序軸1的相關性也相對較大。由此可知，水體的理化性質尤其是水體營養物質含量對水生植物群落的分布具有一定的指示意義。

從左到右水體環境內各種物質含量逐漸增加，而群落類型卻逐漸減少，說明水體污染的程度是限制水生植物分布的原因之一。

3 結論與討論

本次調查表明，在遼河中下游未分布有水生植物44種，14個群系。和南方的河流湖泊濕地水生植物分布比較，相對種類較少，且結構較為簡單，水生植物生物多樣性較低。特別是沉水植物類型較少，僅發現8種，3個群系。

遼河水生植物生物多樣性較少的主要原因應為：(1)河流水污染、特別是水體富營養化導致河流水生植物種類較少。(2)同時由于各種因素遼河河流水量的減少[6]，部分流域成為半季節河，豐水期為河流，而枯水期為旱地，導致沉水植物和浮水植物的分布區減少。(3)人為干擾，特別體現在遼河下游盤錦市，由于對蘆葦濕地的經營過程中通過人工割除、水分調控、鹽分調控等方式[7]控制其草本沼澤濕地內除蘆葦外的其他水生植物生長，導致在該段遼河濕地植被大面積僅有蘆葦一種植物。

為加強遼河中下游地區的河流濕地生態穩定性，提高生物多樣性水平。建議進一步加強治污，嚴格控污，改善水質。合理規劃遼河水資源的利用，調整工農業的用水結構，在滿足生產用水和農業用水的情況下保障河流基本生態需水。各地政府部門要加強宣教工作，提高人民對河流濕地的保護意識。建議逐漸停止對單一蘆葦植被的濕地進行人工干預，使其逐步增加物種加強生態穩定性。同時，在水質污染得到緩解和治理后，要加強河流濕地生態修復工作，以恢復流域水生植物多樣性，從而提高流域的生態服務功能。