鄱阳湖湿地不同功能群植物的生长发育过程及其对长期水淹的响应

摘要

随着江西省鄱阳湖生态经济区上升为国家发展战略,鄱阳湖水利枢纽工程的提出,鄱阳湖的水位成为研究热点,并被提上议事日程,愈加引起全国乃至世界生态、环境、政治等社会各界人士的关注。鄱阳湖长期的季节性水位波动下,南矶山的植物会形成怎样的分布格局和结构功能;为适应这种节律,植物在枯水期需快速生长,所需养分是植物自身存储的还是土壤养分供给的;哪些植物能在长时间水淹后完成生活史,它们的物候特这如何?这些都是值得深入思考研究的问题,也对进一步了解揭示鄱阳湖水文与植物的关系有重要意义。恰逢2010年鄱阳湖迎来7个月的长时间水淹,退水后于江西南矶山湿地国家级自然保护区选取三个典型吞吐型湖泊铺设样带,设置四个不同水分梯度以示不同水淹时长。通过密集监测环境因子,观测植物群落生长情况,每月测定植物生物量、植物总磷、总氮、有机碳含量及土壤养分。研究结果显示主要如下:
　　 (1)时间尺度上看,土壤养分的动态变化呈先减后增的波形曲线,变化幅度不大;多年生植物养分的动态变化为先增后减的波形曲线,与土壤养分变化耦合,比较显著的是植物的两个快速生长期,一年生植物养分变化趋势与土壤养分变化表现较一致。水分梯度尺度上看,不同水分梯度的土壤养分和植物养分差异较大,且未呈现出一致的规律。植物养分和土壤养分的相关性分析,却只得出植物养分只与土壤全磷显著相关,而与土壤全氮、有机碳及含水量无显著相关。同一水分梯度下,却发现植物养分只与气温呈显著相关,并未与其他因子表现出很好的规律。同一季节下,植物养分与水分梯度显著相关,似乎与土壤养分及其他因子不相关。植物及土壤养分动态变化趋势我们得出多年生植物生长更多的依赖自身存储的养分,而一年生植物则可能更多的从土壤中获取生长所需养分。
　　 (2)不同水淹强度造成了不同的植被分布格局。长时间的水淹后,多年生植物南荻和芦苇则未出现大面积的群落,而耐水淹的薹草在整个湿地中占据绝对优势。一年生植物只有在水位较低处生存状态较好,沼生植物和水生植物则受到很大影响,群落盖度及物种多样性很小,唯有菰出现优势度大幅上升的状况。整个南矶山植物即以薹草和菰为优势种。
　　 通过植物群落参数与各因子的相关性分析,发现不同水分梯度下的物种数与水分梯度显著相关,处于水陆交界的水分梯度1样方物种数最多,但不受水淹影响的水分梯度0样方物种数也很多,科数多样。植物的生物量则除了与月份、水分梯度相关外,还与自生长势及养分含量相关。从植物萌芽,到植物的长势,再到植物生物量和养分含量,最后到群落物种数和植被分布格局,不同的水分梯度,不同的水淹强度都造成了很大差别。
　　 (3)物候谱中我们发现南矶山湿地植物有两个生长期,尤其是多年生植物,退水后首次长出新芽,冬天过后又再次长出新芽。大多数植物都能够在涨水前开花结果完成生活史,而南荻和芦苇不能,它们的花期与丰水期尾接近,一旦遇到一个较长的水淹期,它们将受到很大的影响。通过与一般生境的植物物候特征比较,发现水淹对多年生植物的物候影响很大,但其他功能群植物的物候并未产生很大影响。