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九寨沟湖泊湿地在维持九寨沟的生态平衡中起着重要的作用,在旅游产业的发展下,湿地生态系统及生物多样性面临着较大的威胁。尽管九寨沟湿地具有重要的生态价值,但目前对其研究尚比较薄弱。湿地植物群落和植物地理研究可以为湿地资源的可持续利用和监测保护提供科学依据。作者从2004年8月到2007年11月对九寨沟湿地的植物物种组成、地理分布、优势植物群落的结构、生长动态、湿地土壤种子库进行了调查研究。主要结果如下:
1.九寨沟湿地物种组成、地理分布特点及湿地植物群落特点
九寨沟湿地共有苔藓植物8科13属16种,维管植物为48科107属199种。九寨沟湿地植物的地理成份较为丰富,维管植物在科级水平上有7种地理分布型(变型),在属级水平上有13种地理分布型(变型),在种级水平上共有29种地理分布型(变型)。九寨沟湿地植物以温带成份和我国特有成份为主,同时兼有热带、亚热带成份和环极一高山成份。九寨沟湿地植物的分布表现出明显的垂直地带性和水平地带性。湿地植物群落可划分21个群落类型,不同植物群落类型的物种多样性及物种组成存在较大的差异。九寨沟湿地植物的物种多样性和群落多样性以及较高的生产力特征,是维持其湿地生态景观多样性和稳定性的基础。
2.土壤、水环境、海拔等对湿地植物的分布及生物多样性的影响
九寨沟湿地土壤、水等环境因子存在较大的差异。帕米尔苔草和宽叶香蒲等群落的凋落物较多,土壤有机碳、土壤总磷较高,可能是九寨沟湿地的重要土壤碳库。
九寨沟湿地植物沿水环境梯度的分布规律表现为:沉水植物(轮藻—篦齿眼子菜,水苦荬,杉叶藻)——挺水植物(水木贼,芦苇,宽叶香蒲)——湿生草本(苔草、节节草、披散木贼)——湿生灌木(柳灌丛,小檗灌丛)等。海拔也影响湿地植物的物种组成。
水深对物种多样性有影响,水深与物种丰富度负相关。随着水深的增加,水木贼、芦苇、杉叶藻、宽叶香蒲等群落的物种多样性下降;在长期淹水和季节性淹水的地方,水木贼群落物种多样性存在显著差异。土壤总氮与水木贼群落物种丰富度正相关。
3.土壤营养元素、水环境对植物生长的影响
水深影响湿地植物生物量的分配。芦苇无性系分株在47 cm水深的环境中单株平均生物量最大;在干滩地中(地面水深0 cm),叶生物量百分比最大,而茎生物量百分比最小,茎的生物量百分比和生长速率随水深的增加而增加;在较干的滩地生境中,开花率、花序的生物量百分比明显大于水较深的生境。
水深与水木贼地上生物量负相关,但水木贼地上生物量在长期淹水和季节性淹水的地方没有显著的差异。在水浅的地方,杉叶藻、水木贼、芦苇等植物群落中,其他伴生物种的生物量占样方总生物量的百分比较大。
土壤有机碳、土壤总氮、土壤总磷等对湿地植物生物量的影响比较大:宽叶香蒲地上生物量与土壤总磷正相关;水木贼地上生物量与土壤总氮正相关;杉叶藻地上生物量与土壤有机碳正相关。
水深、土壤营养成分对湿地植物高度、密度等有影响。水木贼的平均高度在季节性淹水的地方比长期淹水的地方低,平均密度在长期淹水的地方比季节性淹水的地方低:除了5月份,其他观察月份水木贼的密度都与水深负相关,同时与土壤有机碳正相关。另外,芦苇密度与土壤有机碳含量正相关,宽叶香蒲密度与水深负相关,帕米尔苔草高度与土壤有机碳负相关。
4.优势植物群落的动态变化
在优势植物群落中,优势种的高度、密度、盖度、生物量等在群落中占绝对优势。除五花海,水木贼群落的物种组成、高度、生物量在两年间没有显著的变化。芦苇群落的物种丰富度在近两年有所增加。
湿地植物生长表现为明显的季节动态,生长的峰值大多在7月-8月。优势植物群落的物候与水文周期有关。湿地植物群落的物种组成和密度,可以作为对湿地监测和保护的生物指示。
5.九寨沟湿地土壤种子库特征及其在湿地生物多样性恢复中的作用
水深和现存植被物种丰富度可以解释湿地土壤种子库的变化。水深可以解释表层物种丰富度45%的变化。现存植被物种丰富度可以分别解释10 cm土层、2-5 cm土层及5-10 cm土层土壤种子库45%、48%和25%的变化。
湿地土壤种子库的密度为0-15945粒m-2,种子库中共发现23个物种。现存植被优势物种和种子库优势物种不同。各层土壤种子库密度和物种丰富度并不存在显著的差异,但第二层土壤种子库密度最大。海拔、现存植被优势种盖度、土壤总磷、土壤总氮、土壤有机碳对湿地土壤种子库的密度和垂直结构没有影响。土壤种子库物种丰富度小于地上植被物种丰富度。湿地土壤种子库与地上植被的相关性不大。在浅水区域,湿地土壤种子库在湿地植被恢复中有一定作用。但在深水区域,保护现存植被更重要。