蔡一村，寧澤倩，劉美華，2，俞飛，2，胡燕飛，鐘主瓊

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江臨安 311300；2.浙江農(nóng)林大學(xué)亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，浙江臨安 311300）

東苕溪喜旱蓮子草群落研究

蔡一村1，寧澤倩1，劉美華1，2，俞飛1，2，胡燕飛1，鐘主瓊1

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江臨安 311300；2.浙江農(nóng)林大學(xué)亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，浙江臨安 311300）

通過對(duì)浙江省東苕溪江8個(gè)河段喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides的群落及伴生植物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析該入侵種在不同河流段生境中的重要值及對(duì)入侵地物種多樣性的影響。結(jié)果表明：在東苕溪流域，喜旱蓮子草莖長(zhǎng)平均為41.85～62.83 cm，節(jié)間距平均為4.00～6.28 cm，平均分枝數(shù)為6.35～82.00個(gè)。臨安市東湖村采樣點(diǎn)喜旱蓮子草重要值最高，為56.09%；但伴生植物種類最少，為2種。杭州市余杭區(qū)陡家門采樣點(diǎn)該入侵種重要值較低，但伴生種種類最多（8種）。隨著喜旱蓮子草重要值的升高，群落Simpson多樣性指數(shù)和Shannon-W iener指數(shù)呈下降趨勢(shì)，表明隨著喜旱蓮子草種群的擴(kuò)散，區(qū)域內(nèi)其他物種逐漸受到排擠。在伴生植物種類較少的取樣點(diǎn)，喜旱蓮子草相對(duì)密度較大，如杭州市余杭區(qū)安溪鎮(zhèn)、臨安市里畈水庫(kù)下游和臨安市東湖村苕溪北路段（相對(duì)密度分別為40.00%，39.85%和37.50%），Pielou均勻度指數(shù)較低，這都說(shuō)明喜旱蓮子草的擴(kuò)散降低了當(dāng)?shù)氐奈锓N多樣性。喜旱蓮子草對(duì)苕溪江植物種類和分布已經(jīng)產(chǎn)生較大的影響。圖1表4參12

植物學(xué)；喜旱蓮子草；入侵；生物多樣性；東苕溪

喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides屬于莧科Amaranthaceae蓮子草屬Alternanthera，原產(chǎn)南美洲，主要生長(zhǎng)于各種淡水生態(tài)系統(tǒng)的水陸交界區(qū)域和農(nóng)田等，由于其莖葉繁茂，根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)速度迅猛，繁殖能力驚人，具有很強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境及入侵特性，后被傳播到北美洲、大洋洲、亞洲等地，逐漸成為重要入侵植物［1］，也是中國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局公布的9種危害最大的外來(lái)入侵植物之一，已經(jīng)對(duì)入侵地生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅［2］。該入侵種能夠抑制和排擠鄉(xiāng)土植物，阻塞航運(yùn)，污染環(huán)境，引發(fā)一系列不良的生態(tài)學(xué)后果。近年來(lái)，該入侵種在東苕溪江被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，其入侵面積和個(gè)體數(shù)量不斷增長(zhǎng)。苕溪江是浙江八大水系之一，是中國(guó)東南沿海和太湖流域唯一一條沒有獨(dú)立出?？诘哪媳毕虻奶烊缓恿鳌Ｗ鳛樘饔虻闹饕春秃贾蒿嬘盟粗?，東苕溪江發(fā)源于臨安市臨目鄉(xiāng)馬尖崗，向東流經(jīng)臨安市的里畈、橋東、臨天、青山和余杭鎮(zhèn)，自余杭鎮(zhèn)折北而流。喜旱蓮子草在東苕溪江的繼續(xù)擴(kuò)散，將嚴(yán)重威脅苕溪流域的供水安全和水生態(tài)安全［3］?；诖耍狙芯繉?duì)東苕溪江不同流域段喜旱蓮子草群落特征進(jìn)行了調(diào)查，分析喜旱蓮子草對(duì)入侵地植物多樣性的影響，為入侵地物種多樣性的保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣地選擇

本研究于2012年7-9月在東苕溪江不同河段進(jìn)行。從源頭開始，至末段杭州余杭安溪鎮(zhèn)段。調(diào)查地點(diǎn)選擇受不同程度干擾的河流段，分別選取河流上游源頭、中游和下游附近進(jìn)行采樣，共選取臨安市太湖源（指南村）、臨目鄉(xiāng)（里畈水庫(kù)上游）、里畈水庫(kù)下游、東湖村，及杭州市余杭區(qū)余杭鎮(zhèn)、陡家門、瓶窯鎮(zhèn)和安溪鎮(zhèn)8個(gè)調(diào)查點(diǎn)。調(diào)查地點(diǎn)見圖1。

1.2 研究方法

采用群落調(diào)查法，對(duì)不同調(diào)查地點(diǎn)喜旱蓮子草群落物種多樣性進(jìn)行調(diào)查，分析群落內(nèi)植物的種類、數(shù)量和蓋度等。具體操作為：在調(diào)查地點(diǎn)隨機(jī)選定樣地中心點(diǎn)，設(shè)置10.0m×10.0m正方形樣區(qū)，并在其內(nèi)設(shè)置5個(gè)0.5 m×0.5 m的樣方，取樣點(diǎn)采取“W”型排列［4］。調(diào)查記錄各個(gè)樣方中喜旱蓮子草及其他植物種類、數(shù)量、蓋度，并記錄樣方內(nèi)喜旱蓮子草的分枝數(shù)、莖長(zhǎng)、葉面積和節(jié)間距。其中節(jié)間距為莖長(zhǎng)與枝條節(jié)數(shù)的比值。喜旱蓮子草的株數(shù)（叢數(shù)）以地下根狀莖來(lái)區(qū)分，枝條在同一根狀莖則視為1株。

圖1 調(diào)查地點(diǎn)的分布Figure 1 Distribution of the sampling sites

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，并對(duì)不同采樣點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同河流段生境喜旱蓮子草形態(tài)特征

受人類干擾程度不同，不同調(diào)查點(diǎn)喜旱蓮子草呈現(xiàn)不同分布特征。在太湖源源頭地區(qū)未發(fā)現(xiàn)喜旱蓮子草的分布，其他地點(diǎn)均發(fā)現(xiàn)該入侵種的分布（表1）。不同采樣點(diǎn)生境受干擾程度不同，喜旱蓮子草形態(tài)差異也較大（表2）。其中，瓶窯鎮(zhèn)樣地內(nèi)喜旱蓮子草植株的分枝數(shù)最多，平均為82個(gè)·株-1，臨目鄉(xiāng)樣地喜旱蓮子草植株分枝數(shù)最小，僅6.35個(gè)·株-1。東湖村、陡家門和里昄水庫(kù)下游采樣點(diǎn)的喜旱蓮子草植株的莖長(zhǎng)最大，并且后2個(gè)采樣點(diǎn)喜旱蓮子草莖長(zhǎng)與其他采樣點(diǎn)相比差異顯著（P＜0.05）。各采樣點(diǎn)平均節(jié)數(shù)較多，瓶窯鎮(zhèn)采樣點(diǎn)節(jié)間距最短，為4.00 cm。不同采樣點(diǎn)葉長(zhǎng)差距比較明顯，最長(zhǎng)為4.74 cm，最短為2.66 cm。里畈水庫(kù)下游、余杭、瓶窯鎮(zhèn)和安溪鎮(zhèn)采樣點(diǎn)喜旱蓮子草植株的平均葉面積較小，為2.28～2.40 cm2；而其他采樣點(diǎn)該入侵種的平均葉面積較大，為4.01～5.65 cm2。

表1 調(diào)查點(diǎn)環(huán)境概況Table 1 Conditions of the the sample sites of Alternanthera philoxeroides

2.2 不同樣地喜旱蓮子草的分布及對(duì)植物多樣性的影響

喜旱蓮子草在東湖村段、余杭鎮(zhèn)以及瓶窯段出現(xiàn)的相對(duì)頻度最高，均為80%。安溪鎮(zhèn)和里畈水庫(kù)下游該植物相對(duì)密度最大，分別為40.00%和39.85%。余杭鎮(zhèn)采樣點(diǎn)喜旱蓮子草相對(duì)蓋度最大，為60.73%；除去未發(fā)現(xiàn)該入侵種的太湖源樣點(diǎn)，喜旱蓮子草相對(duì)頻度和相對(duì)蓋度最小值均出現(xiàn)在陡家門采樣點(diǎn)（表3）。另外，據(jù)相關(guān)分析，喜旱蓮子草莖長(zhǎng)、節(jié)間距與重要值顯著相關(guān)（相關(guān)系數(shù)分別為0.832和0.765，P＜0.05）。

不同采樣點(diǎn)喜旱蓮子草的密度大小對(duì)其伴生物種影響較大（表4）。安溪鎮(zhèn)、里畈水庫(kù)下游和東湖村段采樣點(diǎn)（相對(duì)密度分別為40.00%，39.85%和37.50%），喜旱蓮子草相對(duì)密度較大，重要值較高，其伴生植物種類較少，分別為4種、3種和2種；陡家門采樣點(diǎn)喜旱蓮子草密度較?。?3.82%），重要值較低，伴生植物種類最多（8種）。東湖村采樣點(diǎn)喜旱蓮子草重要值最高，伴生物種數(shù)最少（2種），且大部分伴生植物在生長(zhǎng)期卻呈現(xiàn)逐漸枯萎趨勢(shì)，喜旱蓮子草為該樣地中的優(yōu)勢(shì)物種。余杭鎮(zhèn)采樣點(diǎn)喜旱蓮子草重要值也較高，伴生植物為5種。喜旱蓮子草伴生植物的種數(shù)和數(shù)量與喜旱蓮子草的數(shù)量和重要值之間并無(wú)明顯的相關(guān)性（P＞0.05）。

表2 不同樣地喜旱蓮子草的形態(tài)特點(diǎn)Table 2 Effects of different sitesonmorphological characteristicsof Alternanthera philoxeroide

隨著喜旱蓮子草重要值的升高，群落Simpson多樣性指數(shù)呈下降趨勢(shì)，如東湖村，多樣性指數(shù)僅為0.05，而陡家門采樣點(diǎn)Simpson多樣性指數(shù)為0.80，表明隨著喜旱蓮子草種群擴(kuò)散，其他物種逐漸受到排擠。Shannon-Weiner指數(shù)也呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)。伴生植物種類與Simpson多樣性指數(shù)、Shannon-Weiner指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)顯著相關(guān)（相關(guān)系數(shù)分別為0.902，0.958和0.829，P＜0.05），在伴生植物種類較少的取樣點(diǎn)，Pielou均勻度指數(shù)較低，說(shuō)明喜旱蓮子草的擴(kuò)散降低了當(dāng)?shù)氐奈锓N多樣性。

表3 不同樣地喜旱蓮子草的分布特征Table 3 Effects of different sites on distributed traits of Alternanthera philoxeroide

3 結(jié)論與討論

研究表明：喜旱蓮子草的分布特征與東苕溪不同河流段人類活動(dòng)干擾密切相關(guān)。在東苕溪上游人類干擾弱的地區(qū)，喜旱蓮子草的分布較少，其相對(duì)蓋度和重要值都較低。在中游人類活動(dòng)密集的河段，喜旱蓮子草分布較多。

喜旱蓮子草在不同生境中可表現(xiàn)出不同的形態(tài)特征，如在水分適宜的生境中莖葉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛［6-7］。本研究結(jié)果也表明：在苕溪江沿岸，如陡家門和臨目鄉(xiāng)，各采樣點(diǎn)周圍水分適宜，喜旱蓮子草莖較長(zhǎng)、節(jié)間距較大、葉面積較大、分枝數(shù)相對(duì)較少。這是因?yàn)闈裆h(huán)境中的喜旱蓮子草較長(zhǎng)的莖能夠增強(qiáng)植株的水分疏導(dǎo)能力，提高占據(jù)養(yǎng)分空間的能力［8］。據(jù)相關(guān)研究：喜旱蓮子草入侵后，能通過快速分枝使蓋度不斷增加，排擠本地物種，導(dǎo)致群落物種豐富度明顯降低［9］，在水庫(kù)邊、河道內(nèi)形成優(yōu)勢(shì)種群，并致使此類生境中該植物的伴生植物種類和數(shù)量減少［10］。同時(shí)，喜旱蓮子草能夠產(chǎn)生化感物質(zhì)抑制周圍其他生物生長(zhǎng)［11］。喜旱蓮子草密度較大的生境中，伴生植物的密度較小。當(dāng)喜旱蓮子草的重要值大于1.5時(shí)，物種豐富度隨重要值增加而減小，喜旱蓮子草的入侵對(duì)生物多樣性產(chǎn)生不利影響［12］。根據(jù)本研究發(fā)現(xiàn)，各采樣點(diǎn)喜旱蓮子草的重要值均大于1.5，表明喜旱蓮子草對(duì)東苕溪江本地種已產(chǎn)生一定的抑制作用，降低了生境內(nèi)植物群落的多樣性（東湖村喜旱蓮子草重要值最高，為56.09%，其伴生種只有2種）。

表4 不同樣地喜旱蓮子草的伴生植物Table 4 Speciesand quantity of companion plants species for Alternanthera philoxeroides in differentsites

本研究結(jié)果表明：喜旱蓮子草伴生物種的種數(shù)和數(shù)量與喜旱蓮子草的數(shù)量和重要值之間并無(wú)明顯的相關(guān)性（P＞0.05），推測(cè)其原因可能是由于各個(gè)河流段喜旱蓮子草的入侵階段不同。因此在某些喜旱蓮子草重要值高的樣地，雖然喜旱蓮子草處在旺盛的生長(zhǎng)期，蓋度和重要值都很高，但是它處在入侵初期階段，還未對(duì)本地物種造成明顯的排擠。但隨著喜旱蓮子草的迅猛擴(kuò)散，將會(huì)對(duì)本地物種產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，甚至危及水生態(tài)安全。如果不采取相關(guān)措施，入侵種喜旱蓮子草在苕溪江流域有繼續(xù)擴(kuò)散的趨勢(shì)，并將逐漸排擠鄉(xiāng)土植物物種，造成嚴(yán)重的生態(tài)學(xué)后果，危及生態(tài)系統(tǒng)的平衡。因此，必須密切監(jiān)控該流域喜旱蓮子草的擴(kuò)散，避免產(chǎn)生更嚴(yán)重的生物安全問題。

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Alternanthera philoxeroides community in the eastern Tiaoxi River

CAIYicun1，NING Zeqian1，LIU Meihua1,2，YU Fei1,2，HU Yanfei1，ZHONG Zhuqiong1
（1.School of Forestry and Biotechnology,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300,Zhejiang,China;2.The
Nurturing Station for State Key Laboratory of Subtropical Silviculture,Zhejiang A&F University,Lin’an 311300, Zhejiang，China）

Recently,Alternanthera philoxeroides,an invasive species,is found to distributed widly in eastern Tiaoxi River which is as an important source of drinking water in Hangzhou City.The widely distribution ofA. philoxeroideswill be result in the water ecological security.So it has an important significance to study the distribution ofA.philoxeroidescommunity in eastern Tiaoxi River,as well as to find the effect on local species’diversity.In this study,random samplingmethod was used.One 100 m2sample plot at eight reaches of the eastern Tiaoxi River was designed,in which five 0.25 m2quadrats were chose to as be sampling sites. The morphological characteristics and the associated communities ofA.philoxeroidesat eight reaches of the eastern Tiaoxi River,Zhejiang Province were studied,and the importance and influence on plant diversity at eight sites were analyzed using Simpson’s diversity,Shannon-Wiener,and Pielou Evenness Indexes.Results showed that stem length varied from 41.85 to 62.83 cm,average distance between nodes varied from 4.00 to 6.28 cm,and average number of branches ranged from 6.35 to 82.00.At the Donghu Village site of Lin’an City,the highest important value was 56.09%with the least number（two）of associated species.However,there was no significant relevance between the importance value ofA.philoxeroidesand the species number of associated species（P＞0.05）.Nevertheless,there were significantly correlations between the associated species number and three diversity indexes（Simpson’s diversity,,Shannon-Wiener indexes,and Pielou Evenness Index）（P＜0.05）.Our results indicateA.philoxeroideshas affected the local plant species diversity of the eastern Tiaoxi River.And the water ecological security of east Tiaoxi River is being threated by invasive speciesA.philoxeroides.［Ch,1 fig.4 tab.12 ref.］

botany;Alternanthera philoxeroides;invasion;biological diversity;e astern Tiaoxi River

S459；X173

A

2095-0756（2014）04-0583-06

2013-05-30；

2013-09-26

浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2011R50027）；浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（Y5110226）；浙江農(nóng)林大學(xué)科研發(fā)展基金資助項(xiàng)目（2008FR099）

蔡一村，從事群落生態(tài)學(xué)研究。E-mail：389093703@qq.com。通信作者：劉美華，講師，博士，從事種群生態(tài)學(xué)研究。E-mail:liumeihua@163.com