两湖水沙植被带浅水区水生植物生长状况研究

两湖水沙植被带浅水区水生植物生长状况研究

太湖是中国重要的平原湖。水面为23008公里2，长390多公里，总蓄水量为44.29108m3。湖滨带是湖泊水生生态系统和流域生态系统之间的生态过渡带。为了系统分析太湖湖区水生植物的生长状况以及各环境因素之间的关系，作者选择了太湖北部公湖和梅梁湾湖区浅水区的1000米采样区域进行了一年的现场研究。1学习方法1.1了“类”标准梅梁湾湖滨带观测场(31°31′43″N,120°09′35″E):该区湖滨带属山地类型,水质按GB3838-2002标准划为Ⅳ～Ⅴ类;水生植物种类较少,夏、秋季无沉水植物,只是每年11月至来年5月有单一种群菹草生长.贡湖湖滨带观测场(31°25′11″N,120°15′25″E):该区湖滨带属平原型,水质相对梅梁湾观测场好,水生植物种类较多,除冬季外,春、夏、秋季均有沉水植物分布.两观测场的具体位置见图1.1.2水草夹和水样测定每个观测场按对角线三分法设5个样点.水生植物和水质自2003年7月—2004年6月每月采样1次;每3个月采1次底泥,共采样4次.水生植物的采样方法:使用开口面积为0.2m×0.25m的水草夹,随机多次采集.生物量测量采用称重法,将植物洗净淤泥,除去杂质,用吸水纸吸尽水分后按种类分别称其湿重.水质分析:溶解氧(DO)及水温采用TOA电子有限公司生产的DO-11P型便携式溶氧仪现场测定;pH采用E-201-C-9型玻璃电极pH计现场测定;透明度采用塞氏盘现场测定;水体ρ(TN)采用碱性过硫酸钾氧化,紫外分光光度法测定;ρ(TP)采用过硫酸钾消解法处理水样,钼锑抗分光光度法测定.底质分析:w(TN)采用硒粉-硫酸铜-硫酸消化法测定;w(TP)采用SMT方法测定;w(有机质)采用重铬酸钾法测定.统计分析:使用统计套装软件SPSS进行独立样本t检验.2结果与讨论2.1水生植物2.1.1花穗花瞳藻、苦草、私家车贡湖观测场现存水生植物有芦苇、茭草、水花生、马来眼子菜、荇菜、金银莲花、穗花狐尾藻、苦草、四角菱9种,共7科8属;马来眼子菜、荇菜为优势种,苦草生物量极小,冬季无沉水植物生长.梅梁湾观测场水生植物有芦苇、水花生和菹草;沉水植物菹草在冬、春季生长,夏、秋季该观测场无沉水植物分布.2.1.2水生植物群落梅梁湾观测场全年有芦苇+水花生群落、芦苇群落和菹草群落.其中沉水植物菹草群落为单优群落,生长时间为11—5月,其余月份无沉水植物生长.挺水植物群落以芦苇群落为主,有浮叶植物水花生点缀其间.贡湖观测场全年水生植物群落为芦苇群落、马来眼子菜+荇菜+穗花狐尾藻群落和马来眼子菜单优群落.2.1.3最大生物量调查贡湖湖滨带观测场自4月起,挺水植物芦苇、浮叶植物荇菜和沉水植物马来眼子菜开始大量繁殖生长.梅梁湾观测场菹草自11月开始萌发.两观测场主要水生植物生物量月变化情况见表1.贡湖观测场荇菜最大生物量出现在5月,为1785.7g/m2.马来眼子菜的最大生物量则出现在8月,为1271.3g/m2.8月下旬至9月底,因受太湖主体蓝藻暴发的影响,大量蓝藻水华漂浮聚集在湖滨带区域,明显危害水生高等植物生长.大片马来眼子菜、荇菜、四角菱受到侵害甚至枯萎;荇菜及马来眼子菜生物量急剧下降;金银莲花及四角菱消失.梅梁湾观测场菹草开始萌发时,生物量较小.3—5月菹草生物量较大,平均为3316g/m2,最高可达4150g/m2.夏、秋两季,水花生零星分布在岸边,芦苇呈斑块状分布在岸边水深小于0.6m的浅水中.全年水生植物生物量贡湖观测场比梅梁湾观测场高出2685g/m2.2.2水质分析两观测场年度水质分析各项指标及独立样本t检验结果见表2.2.2.1水温特征水生植物的温度耐受范围为4～30℃.独立样本t检验显示,全年两观测场水温并无显著性差异(P=0.91),且两观测场水温谷值并未低于4℃,峰值皆大于30℃,因此水温不应是导致两观测场植被差异的主要因子.2.2.2zsd与zsp的关系水生植物种群数量会受到水深及透明度的影响.水位变化在水生植物的生长动力学中起着重要作用.不同的水生植物对水深的适应性有所不同,水位变化能够引起水生植物生境条件的变化,因而会导致水生植物群落沿水深梯度形成不同的优势群落.透明度与水深综合作用影响沉水植物光合作用,在水深为2m左右的富营养化湖泊水域中,适合沉水植物群落生长的水体透明度需达到0.67～0.79m.当Z/ZSD长时间超出2.50～5.59时,有关的水草将不能生存.梅梁湾观测场的Z/ZSD为1.00～6.91,贡湖观测场的Z/ZSD为1.22～6.58,其中梅梁湾7—8月的Z/ZSD分别为6.91和5.63,贡湖8月的Z/ZSD为6.58.两观测场Z/ZSD变化趋势一致,独立样本t检验亦证明二者并无显著性差异(P=0.87),因此Z/ZSD也不是造成两观测场植被差异的影响因素.2.2.3梅梁湾观测场自然生物释氧效率高光合作用强烈的白天,水下0.5m处,11—5月,梅梁湾菹草大量生长,其释氧效率要比贡湖沉水植物高.其他月份,虽然梅梁湾观测场内并无沉水植物生长,但由于观测场内大面积暴发藻华,藻类光合作用亦可产生氧气,这是导致梅梁湾观测场全年ρ(DO)平均值比贡湖观测场高0.38mg/L的重要原因.2.2.4梅梁湾观测场ph值与草生长的关系水体pH对水中无机碳源的存在形式有重大影响,沉水植物通过不同的代谢途径对水体中不同的碳源进行利用.Etherington研究表明:菹草主要利用水体中的CO2,但高pH的水体中CO2较少,会不利于菹草生长.梅梁湖观测场在11—5月pH平均值比贡湖高0.49,但菹草生长依然茂盛.说明梅梁湾观测场pH并没有超过菹草CO2补偿点,也就是说,贡湖观测场pH理论上也适合菹草生长.但事实上贡湖观测场并没有菹草生长.分析可知:梅梁湾观测场位于太湖北部湖滨带内,该观测场三面几乎被山环抱,水面不开阔,风吹程较小,即使风速较大时,波高也不会有较大增加.菹草发芽的冬季和早春时节,该地区盛行的西北风被北部群山阻挡,不仅风浪小,而且平均水温也比贡湖湖滨带观测场高0.9℃.而贡湖湖滨带水面开阔,有利于波浪发育.同样风速与水深条件下,有效波高主要因风的吹程而变化,因此敞水区风会产生较大的切应力.在沿岸带附近,由于水体较浅且风吹程较大,所产生的切应力破坏了静水环境,不利于喜静水缓流的菹草生长.2.2.5水体中tn的特征梅梁湾观测场水体中ρ(TN),ρ(TP)均高于贡湖观测场.独立样本t检验显示,ρ(TP)并无显著性差异(P=0.29),而ρ(TN)有显著性差异(P=0.05).金送笛等认为,菹草对水体中的磷吸收甚少,对水体硝酸态氮吸收较多.在有菹草大量吸收氮的情况下,梅梁湾的ρ(TN)仍高于贡湖,这充分说明水体中ρ(TN)对水生植物有重要影响,水体中ρ(TN)的不同是造成两观测场沉水植物差异的重要原因之一.2.3底泥有机质p值和tp差异有关研究表明:天然状况下,菹草所需大部分磷和部分氮均来自底泥.贡湖观测场底质中w(TN)和w(有机质)均低于梅梁湾观测场(见图2,3),根据独立样本t检验可知,两观测场底泥w(TP)的P值为0.001,w(TN)的P值为0.010,二者存在极显著的统计学差异,而w(有机质)差异并不显著.可以认为,底质中w(TP),w(TN)的不同是造成两观测场水生植被差异的重要原因.据当地渔民描述,梅梁湾观测场内10年前有沉水植物苦草生长,近年来逐渐退化,现已完全消失.可以认为菹草比较耐污,因此仍能在梅梁湾肥沃底质中生长,而苦草则缺乏对底质变化的适应能力.3两观测场水生植物的季节动态及沉水植物种类a.贡湖观测场水生植物群落可划分为芦苇群落、马来眼子菜+荇菜+穗花狐尾藻群落和马来眼子菜单优群落.梅梁湾观测场水生植物群落则可划分为芦苇+水花生群落、芦苇群落和菹草单优群落.b.目前,贡湖观测场存在芦苇、茭草、水花生、马来眼子菜、荇菜、金银莲花、穗花狐尾藻、苦草、四角菱9种水生植物.梅梁湾观测场水生植被则只有芦苇、水花生和菹草.贡湖观测场水生