广佛地区典型湿地植物群落与环境因子的响应

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广佛地区湿地资源丰富且类型多样。改革开放以来,广佛地区人口的急剧增长、城市化进程的加快和对湿地认识的片面,导致湿地面积大量减少,植物多样性下降,湿地生态功能和效益下降。环境修复、特别是湿地修复已经成为未来相当长一段时期的重要工作,对广州市和佛山市湿地植物资源进行调查,找出影响湿地植物多样性及分布的关键因子,对湿地修复和保护具有重要意义。本文选取广佛地区不同湿地类型作为研究对象,在样方及样线调查的基础上,运用聚类分析、方差分析、主成分分析、冗余分析、典范对应分析等方法,对湿地群落物种组成、植被生活型、植被类型、生态学特性、群落分类、群落多样性进行分析;对群落分布和多样性与土壤因子、水环境因子等做了相关分析,得出以下研究结果:(1)经实地调查,统计出湿地植物312种,隶属90科198属,以禾本科、莎草科、菊科、蓼科、天南星科为优势科。草本植物占绝对优势,占79.17%。在312种湿地植物中,水生植物有93种,湿生植物124种,半湿生植物共有82种、红树类植物13种;乡土植物241种,占比77.24%;外来入侵植物13种,占比4.17%。湿地植物群落分为5个植被型组,8个植被型,50个群系,13个栽培群系。(2)通过调查分析,湿地植物丰富度整体是草本层>灌木层>乔木层。Patrick指数(S)在0~25之间,Simpson多样性指数(D)在0~0.92,Shannon-Wiener多样性(H)在0~2.79,Pielou均匀度(E)在0~0.94。物种丰富度的聚类分析,将物种聚类三大类,第一类以荔枝(Litchi chinensis)、水翁(Syzygium nervosum)、三裂叶蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)、铺地黍(Panicum repens)、菜蕨(Callipteris esculenta)、野芋(Colocasia esculentum var.Antiquorum)等为优势种,第二类以无瓣海桑(Sonneratia petala)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius)、鱼藤(Derris trifoliata)、假茉莉(Clerodendrum inerme)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、芦苇(Phragmites communies)、短叶茳芏(Cyperus malaccensis subsp.Monophyllus)等为优势种,第三类以丛枝蓼(Polygonum posumbu)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、水蓼(Polygonum hydropiper)、假蛇尾草(Mnesithea laevis)、光蓼(Polygonum glabrum)等为优势种。主成分分析对湿地物种多样性进行健康评价发现,50%的样地生态系统呈现不健康的状态,33%的样地属于亚健康状态,仅有17%个样地属于健康的状态,植物群落呈现面积小、结构简单等情况。(3)Pearson相关分析表明,湿地土壤各项指标之间存在一定的相关性。主成分分析评价各湿地土壤状况及结果得出综合得分排名前三是前航道、流溪河白云段、南沙湿地,分别属于河口水域、永久性河流、红树林。通过RDA排序分析,得出土壤环境因子种对植物多样性影响最大的指标是SOM、TN、TP、TK、AN;通过CCA排序分析,土壤环境因子对湿地草本植物群落分布主要因子为p H、AK、AP。(4)主成分分析对水质情况进行评价发现水质呈现优质水和劣质水各一半的情况,具有9个样地属于I类和Ⅱ类水,有个别的样地水质TP和TN严重超标,水质污染严重。通过RDA排序分析,得出水质种对植物多样性影响最大的指标是TN、TP、NO3-N、COD和DO。通过CCA排序分析,对植物群落分布影响较大的是NH4±N、NO3-N、TN、TP、COD和DO。(5)根据土壤因子与水质因子的Pearson相关性分析,土壤各因子与水质因子存在密切关系。根据土壤、水质与植物多样性的RDA排序结果,对水质和土壤主要的因子与植物多样性进行RDA排序分析,发现对植物多样性影响较大的为土壤因子TP、TK、p H和AP,水质因子为NO3-N、TN,综合比较,土壤因子对湿地植物多样性影响大于水质因子;根据CCA分析,对植物群落影响较大的为土壤因子AP,水质因子为NH4±N、NO3-N、TN、COD,综合比较,水质因子对湿地植物群落分布大于土壤因子。
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