- 鄱阳湖湿地植物对重金属的转运机制研究
- 刘春英
- 2397字
- 2019-01-03 12:19:04
2.2 鄱阳湖的湿地植物
湿地植物是湖泊生态系统重要组成部分,是初级生产力的主要来源,对维护湿地生态系统结构和功能具有重要的作用(郎惠卿,1999),而湖泊水文过程对湿地植物类型的分布和生长状态都具有显著影响(刘厚田,1996),其水位变化是制约浅水湿地上、下限高程的决定因素,也决定浅水植物群落分布的范围(吕宪国,2004)。鄱阳湖湿地天然植被主要分布于9~15m高程的洲滩,从岸边向湖心随高程的变化呈带状分布,形成湿生、挺水、浮叶、沉水4个植被带(鄱阳湖研究,1988)。发育着茂盛的以苔草群落(Carex cinerascens community)、南荻群落(Miscanthus sacchariflor community)为主的湿地植被,这是湿地物质生产、养分循环、降解污染物、承载生物多样性的基础(葛刚等,2010)。
江西南矶湿地国家级自然保护区位于鄱阳湖南部,地处赣江北支、中支和南支汇入鄱阳湖开放水域冲积形成的赣江三角洲前缘,北纬28° 52'21”~29° 06'46”,东经116° 10'24”~116° 23'50”,是赣江三大支流的河口与鄱阳湖大水体之间的水陆过渡地带。保护区总面积为3.33万ha,是江西省面积最大的湿地类型保护区。南矶山湿地植物群落总体上沿距湖岸的远近以及高程和水位梯度呈现出明显的环带状分布或弧状分布格局,湖岸附近淹水时间最短的区域,高程约18~19m,常常是圩堤或河道两侧的高滩地,该区域年连续水淹时间一般不超过35d。植物群落以野古草群落(Arundinella hirta community)和狗牙根群落(Cynodon dactylon community)为主。
表2.1 鄱阳湖典型湿地植物群落优势种及伴生种(王晓龙等,2010) Table.2.1 The Dominant species typical hygrophilous vegetation and companion species typical hygrophilous vegetation in Poyang Lake
离湖岸较近的台状突起地或圩堤附近水淹时间也比较短,高程大约在16~18m,该区域多分布芦苇群落(Phragmites communis community)和南荻群落(Miscanthus sacchariflor community)。离湖岸稍远的湖州滩地,淹水时间稍长,淹没与出露交替频率较高,高程约为14~16m,该区域土壤肥沃、光热充裕,湿生草本植物繁茂,该区域多以苔草群落(Carex cinerascens community)为主。苔草群落是保护区滩地中面积最大,分布最广的植物群落类型。
离湖心水体较近的湖滩区域海拔较低,约为13m左右,一年中露出水面时间很短,多为泥滩和沼泽,偶尔分布有较少的苔草群落(Carex cinerascens community)、虉草群落(Phalaris arundinacea community)和刚毛荸荠群落(E.vallecuIosa community),其中虉草群落(Phalaris arundinacea community)是该区域的优势群落,虉草长势旺盛,地下横走根茎发达,是该地段的建群种。虉草群落(Phalaris arundinacea community)显现于春季,2月~3月开始萌发生长,4月~5月群落发育完整。离湖心较近高程在12m以下的区域,基本上常年处于淹水状态,该区域多分布沉水植物或浮叶植物及挺水植物。其中的刚毛荸荠群落和苦草群落是该区域的优势群落,该群落只在白沙湖有少量的分布。
图2.3 鄱阳湖南矶山湿地植物群落空间分布随水位变化剖面示意图(张全军等,2013) Fig 2.3 Spatial profile of plant communities in Nanji wetlands of Poyang Lake
灰化苔草(C.cinerascens),莎草科苔草属,多年生草本,地下茎营养繁殖,具根状茎,秤三棱柱形,叶线性,宽1~3mm,喜潮湿,多生长于山坡、沼泽、林下湿地或湖边,典型的无性系植物,常密集生长。苔草属植物是草地生态系统的重要建群种,也是湿地及苔草生态系统的主要植被成分和生产者,是种子植物中的一个大属。
灰化苔草一般在2月初开始发芽生长,地上生物量逐渐积累。鄱阳湖湿地2~3月份温度相对较高,随着温度的逐渐升高,光照逐渐增强,灰化苔草的光合作用能力不断增强,地上生物量急剧增加,3月中旬至4月下旬是灰化苔草营养生长的高峰期,生物量也在逐渐的增大,4月初灰化苔草生物量达到最大值1031.31g·cm2。随着生长期的延长,植物生长逐渐缓慢,枯落物量开始增加,5月初开始植物生物量开始呈现负增长。此外,由于5月底开始,鄱阳湖出现丰水季节,导致植物生长受阻,生物量逐渐下降。这主要是由于灰化苔草群落为单优势种群落,地上生物量的季节动态由苔草的生长节律决定。
表2.2 湿地植物种类及生长特征 Table 2.2 The kinds and growth characteristic of Wetland Plant
在生长期内,地下生物量的总体变化趋势是逐渐增加的,但增长的幅度相对较小,4月下旬苔草根增加值达最大,为5501g·m2,5月底洪水淹没灰化苔草,直至6月初苔草被全被淹没,灰化苔草地下生物量有所下降,但总体下降相对较少。
图2.3 灰化苔草生物量随季节的变化(于旭光,2010) Fig.2.3 The seasonal dynamics changing of biomass of C. cinerascens
虉草(P.arundinacea)属于禾本科虉草族虉草属。为多年生草本,有根状茎。秆通常单生或丛生,茎秆通常1.5~2m高,有6~8节,茎秆每节有一叶着生其上。叶鞘无毛,下部者长于而上部者短于节间;叶舌薄膜质,长2~3mm;叶片扁平,幼嫩时微粗糙,长6~30cm,宽1~1.8cm。花期茎部顶端生一圆锥花序,花序紧密狭窄,长8~15cm,分枝向上举,小穗着生于花序分支之上,通常绿色或略带红色;小穗长4~5mm,无毛或有微毛;颖沿脊上粗糙,上部有极狭的翼;孕花外稃宽披针形,长3~4mm,上部有柔毛;内稃舟形,背具1脊,脊两侧疏生柔毛;花药长2~2.5mm;不孕外桴2枚,退化为线形,具柔毛,花期的前后,虉草的圆锥花序紧闭,仅在花期传粉时打开。花果期6~8月。
鄱阳湖虉草2月中旬的生长初期由于受到温度的限制,虉草的生长较为缓慢,其中株高的生长速率小于0.26cm·day-1。2月下旬以后随着温度逐渐升高,蘸草的生长速度开始加快,直到5月上旬一直保持一个高速的生长状态,期间平均生长速率株高达到约2cm·day-1。4月中上旬虉草开始抽穗,5月初虉草花期结束时茎的生长明显变缓,当穗子生长停止以后,植株的高度也就基本不再增加。虉草的叶长和叶宽变化规律比较一致,叶长和叶宽的最大值都出现在3月末4月初,约为21.7cm,最宽约为1.25cm。叶面积从1月末到2月末会有一个下降的趋势,这可能是此时气温下降的结果,气温的下降抑制了新叶的生长。随后随气温的升高叶面积逐渐增加。4月下旬以后,新生叶的叶面积又开始减小,部分叶片枯萎衰亡。
1月末,虉草单株根、叶生物量的减少应该主要也是低温条件造成的。之后随着分蘖丛生长为鵾草单株,温度的上升,根、叶的单株生物量开始增加,到衰亡期时又再次下降。虉草的单株生物量平均最高可达13.49g鲜重,各部分鲜重均在4月到5月见出现拐点,说明此时虉草的生殖生长对各部分生物量有明显影响。
图2.4 虉草生物量随季节的变化(章泉,2012) Fig.2.4 The seasonal dynamics changing of biomass of P. arundinacea