岷江流域水生植物調查研究

雷 丹 史 佩 向 鈺 宋菲菲 向語兮

1.西華大學食品與生物工程學院，四川 成都 610039；2.西華大學受損河湖污染治理與生態修復工程技術中心，四川 成都 610039；3.四川省環境政策研究與規劃院，四川 成都 610066

0 引言

1 岷江流域水生植物現狀調查

1.1 調研地點

為客觀反映岷江流域水生植物現狀、綜合流域特點，此次調研地點由北向南依次選取了牟托、都江堰水文站、岳店子下、岷江青衣壩、沙咀、涼姜溝等6個岷江主流點位，同時選擇了位于浦江河的兩合水、毛河的橋江橋、越溪河的于佳鄉黃龍橋及茫溪河的茫溪大橋4 個支流位點。調研位點具體信息如表1所示。

1.2 調研對象

此次調研選取岷江流域水生植物作為調研對象。水生植物定義為常年生活在水中，或者其生命周期內有一段時間生活在水中的植物，是生長在水中的植物的一個總稱［3］。按照生活方式不同可將其分為挺水植物、浮葉植物、沉水植物、漂浮植物和濕生植物5種。

1.3 調研方法

1.3.1 水生植物調查方法

水生植物調查方法按《水生態監測技術要求大型水生植物（試行）》進行。利用全球定位系統（Global Positioning System，GPS）記錄不同采樣位點的經緯度坐標，并用相機拍攝照片及記錄生境特征。其中，挺水植物和濕生植物采集方法為使用1 m×1 m 的采樣框，框定樣方邊界及樣方內水生植物，而后采用直接觀察法進行物種計數；沉水、漂浮和浮葉植物采集方法為使用1 m×1 m 的采樣夾，將水草連根帶泥全部夾出并清洗干凈，去除根部、雜物及枯枝爛葉。每個采樣點重復采集3 次。采樣完畢后，現場對樣本進行種類鑒別及計數。

1.3.2 生物多樣性評價方法

利用Margalef豐富度指數對群落物種豐富度進行評價，利用Simpson 多樣性指數對群落物種多樣性進行評價。豐富度主要能夠反映出群落物種數量，Margalef 豐富度指數越高，表明群落中物種數量越多。Margalef豐富度指數計算公式為

式（1）中：Hi表示第i個位點的物種豐富度指數，Si表示第i個位點水生植物種類數，Ni表示第i個位點水生植物總樣本數。

Simpson 多樣性指數常用來估算群落的多樣性。Simpson 多樣性指數越高，表明群落中物種種類越多。Simpson多樣性指數計算公式為

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式（2）中：Di表示第i個位點的物種多樣性指數，nij表示第i個位點第j種水生植物數樣本數。

1.3.3 水質指標測定及評價方法

根據《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）對水質進行測定。采用分光光度計法對總氮（Total Nitrogen，TN）、總磷（Total Phosphorous，TP）、氨氮質量濃度等水質指標進行測定，使用便攜式水質巡檢儀（IWBD-7A）對鹽度、電導率、溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）質量濃度等進行測定。

1.4 數據處理

利用SPSS21.0軟件對相關數據進行處理。

2 調查結果與分析

2.1 水生植物分布情況

通過對牟托、都江堰水文站等10 個位點開展實地調查，共發現水生植物27 科42 屬49 種。由表2 可知，在整個岷江流域，濕生植物共有26 種，占比最高（53.07%）。挺水植物與濕生植物分布情況類似，在此次調查中發現17種，占比相對較高（34.69%）。此次調查中僅發現沉水植物3 種，占比6.12%，且僅在兩合水和橋江橋2個位點有發現。漂浮植物亦僅發現3種，占比6.12%。暫無浮葉植物的相關數據。

由表3可知，岳店子下和涼姜溝這2個位點濕生植物種類最多（9種），分析其原因可能是由于這2個位點坡度較緩，為自然土質坡岸，且土壤含水量充足，為濕生植物提供了適宜的生境。相比濕生植物，挺水植物更加傾向扎根于岸邊的淺水中，其中岳店子下和兩合水這2個位點挺水植物種類數量相對較多，分別為6種和5種。沉水植物對光的需求可用光補償點來表示，光補償點是沉水植物的光合作用產氧量剛好能滿足其自身呼吸作用耗氧時的光照強度，只有在實際水深小于光補償深度的水域，沉水植物才有可能生長［4］。此次調查中僅在兩合水和橋江橋這2個位點有發現沉水植物，分別為2種和3種。部分調查位點未發現漂浮植物。

此次調查共采集水生植物517 株，其中優勢種為水蓼、蘋、浮萍、水苦荬、黑藻及石龍芮（見圖1），其數量分別為67、65、47、45、39、28 株，剩余43 種水生植物共計226 株（見表4）。水蓼在8 個調查位點中均有發現，其具有生長迅速、光合速率高、通氣組織發達和耐水淹等特征［5］，故在流域內分布廣泛且數量較多。蘋具有環境適應能力強、繁殖速度快等特點，通常在物種中占據絕對優勢，在此次研究中獲得樣本數亦較多。

圖1 岷江流域10個位點6種優勢水生植物

表4 岷江流域10個位點水生植物數量株

2.2 水生植物的評價

作為生態系統中最主要的生產者，水生植物可以在很大程度上反映該地區生態系統的生物多樣性情況。由表5 可知，岳店子下Margalef 豐富度指數最高（2.77），其次是涼姜溝（2.30），Margalef 豐富度指數在沙咀最低（0.63），表明沙咀水生植物種類數最少。岳店子下、岷江青衣壩、涼姜溝Simpson 多樣性指數分別為0.86、0.84 和0.83，高于其余7 個位點。此次調查的10 個位點水生植物的豐富度指數和多樣性指數的趨勢是相同的，這可能是因為岳店子下和涼姜溝生態環境較好，人工堤壩、采石場等人為破壞較少，故其各項指數均高于其他位點。

表5 岷江流域10個位點水生植物多樣性指數

2.3 水質分析

由表6 可以看出，茫溪大橋氨氮質量濃度最大（1.417 mg/L）。氨氮質量濃度是水質的主要表現，數值越大則說明該處水源遭受污染越嚴重［6］。根據對周圍居民走訪調查發現，河流上游存在氮肥加工廠，該位點水體常伴有異味且很少有人在此垂釣，推測該位點遭受過污染。水生植物鳳眼蓮可以吸收水中的氮、磷等元素促進其自生生長［7］，故茫溪大橋鳳眼蓮數量明顯多于其他位點。

表6 水質檢測結果

水生植物能夠通過光合作用釋放氧氣，可有效提高水體DO 質量濃度［8］。由表6 可知，涼姜溝、橋江橋和兩合水DO質量濃度分別為10.3、9.0、8.3 mg/L，高于岳店子下、岷江青衣壩、沙咀等水生植物數量少的位點。牟托和都江堰則由于水流湍急，促進了氧氣在水中的溶解，這2 個位點盡管水生植物數量及種類較少，但其DO質量濃度仍然較高。

電導率是指水體的導電程度，該數值是導電離子含量和離子成分的綜合反映［9］；鹽度則是水中鹽的質量分數，二者都是常見的水質監測參數。高電導率和高鹽度會損傷水生植物，造成水生植物數量減少。由表6 可知，茫溪大橋和于佳鄉黃龍橋電導率和鹽度極高，可能與這2 個位點水生植物種類和數量較少有關。

3 結論及建議

3.1 結論

根據此次對岷江流域10 個位點的調查，共發現水生植物27 科42 屬49 種。其中，濕生植物種類最多（53.07%）、其次是挺水植物（34.69%），漂浮植物和沉水植物均占6.12%，優勢種為水蓼、田字萍、浮萍、水苦荬、黑藻、石龍芮等6 種。鉆葉紫菀、鼠鞠草等生長環境適應能力較強的植株分布較廣，但出現頻率較低；大薸、鳳眼蓮、金魚藻、菹草這類對水深、水流環境要求較高的植株出現頻率較低。此次調查未發現浮葉植物。

3.2 建議

3.2.1 重視水生植物的生態效益

水生植物通過光合作用可以凈化空氣，同時吸收水中的氮、磷、重金屬等。因此，合理利用生物修復方法非常重要。眾多研究表明，利用水生植物進行受污染水體修復，具有經濟環保、無二次污染、長期有效等特點。其中，沉水植物粉綠狐尾藻、挺水植物石菖蒲、漂浮植物大薸等對污染水體中氮磷的去除效果極佳。

3.2.2 大力開展生態護岸改造

根據水生植物的生長特性，多采用近自然岸堤、生態混凝土、柵欄護岸等技術對岷江流域河岸帶進行生態化改造，同時可以在流域岸邊種植蘆葦、香蒲等保土固堤，種植挺水植物保持水土，有助于恢復水生植物的多樣性。