滇池人工湿地的植物群落学特征研究_张玲

文章编号:1004-8227(2005)05-0570-04滇池人工湿地的植物群落学特征研究张玲,李广贺,张旭,张荣社,唐翀鹏(清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要:用植物群落生态学方法,研究了滇池小河口的天然湿地以及表流和潜流两种人工湿地的植被群落学特征。研究区内调查发现有12种植物群落,包含有植物17种。结果表明:表流人工湿地的群落多样性大于潜流人工湿地,甚至也大于天然湿地;在两种人工湿地中,植物群落中的层次数比较接近;从植被群落结构来看,在物种多样性和shannon-wiener指数方面表现为潜流人工湿地大于表流人工湿地,天然湿地居中。从天然湿地到表流湿地,再到潜流湿地,随着湿地环境水文条件的变化,植物群落组成与分布状况也在变化,表现出从湿地植物向陆生植物演替的趋势。研究表明两种人工湿地中的芦苇(Phragmitesaustralis)群落长势不同。在人工湿地中适宜构建芦苇群落,在表面流人工湿地植物选择中可以考虑水芹菜(Oenanthestolonifera)和慈菇(Sagittariasagittifolia)。人工湿地的水文条件与湿地植物之间的相互关系是人工湿地进一步研究的重要方面。关键词:人工湿地;天然湿地;生物多样性;生物量文献标识码:A湿地是具有多种功能和价值的生态系统,是人类最重要的环境资源之一。目前湿地退化日趋严重(生物多样性降低、景观破碎、水质改变等),因而湿地保护、恢复与重建以及湿地生态系统健康问题已越来越受到国际社会的重视。人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的[1],具有投资省、运行费用低和效果良好等优点[2～5]。人工湿地是一种人为地将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成的基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。它既有天然湿地的一些特点,又有自身的独特之处。人工湿地作为一种技术,用来了解不同水文过程的相对重要性,有利于阐述植物群落中的物种多样性与物种分布,也可以探索水文干扰可能带来的变化[6]。介质、植物和微生物是其基本构成[3],植物是人工湿地中的重要组成部分,对人工湿地的功能充分发挥具有重要作用,对于人工湿地污水处理系统的景观效应和环境效应贡献较大。植物在人工湿地中不但直接摄取利用污水中的营养物质、吸收富集污水中的重金属等有毒有害物质;而且输送氧气到根区,提供根区微生物生长、繁殖和降解对氧的需求,还能维持和加强人工湿地系统内的水力学传输。湿地的水文条件状况是影响湿地植物组成与分布,以及植物物种多样性的一个主要因素;植物物种的丰富度、演替趋势、初级生产力和有机物质的积累等,都受到水文因素如水深、水化学、水流速等因子的影响[7,8]。人工湿地中对植物的研究越来越多地受到重视,然而,关于人工湿地中植物研究主要集中在植物的水质净化作用研究[9～13],对于人工湿地植物的群落特征研究并不多见。而植物的群落特征研究对于人工湿地的构建与长期运行具有重要的指导作用。因此本文通过对滇池小河口3种类型湿地①:天然湿地(naturalwetland,NW)、表流湿地(freewatersurfaceartificialwetland,FWSAW)、潜流湿地(subsurfaceflowartificialwetland,SFAW)中的植物群落进行调查,研究了滇池流域呈贡县大渔乡小河口湿地的植物群落及其生态特征;探索湿地退化的机理及其恢复的过程,为湿地保护与重建提供科学的依据;为合理构建人工湿地提供资料。本文为人工湿地污水处理系统中的植物演替研究等方面提供了重要的基础资料,为合理利用与科学管理人工湿地提供技术支持。收稿日期:2004-09-20;修回日期:2005-02-11基金项目:国家重大科技专项(K99-05-35-02)“滇池流域面源污染控制技术”研究成果.作者简介:张玲(1974～),女,湖北省恩施人,博士,主要研究方向为生态学.①张荣社.人工湿地去除农业区暴雨径流中氮磷的研究.同济大学博士学位论文,2003.101～103.第14卷第5期2005年9月长江流域资源与环境ResourcesandEnvironmentintheYangtzeBasinVol.14No.5Sep.20051研究区域与研究方法1.1研究地点选择滇池流域呈贡县大渔乡小河口湿地进行水生植物调查。调查区域位于昆明市呈贡县西南,滇池东岸,地理坐标为102°45′50″～102°47′57″E,24°46′42″～24°51′19″N。研究区气候属亚热带季风半湿润气候,冬无严寒、夏无酷暑;区内土壤主要为冲积性水稻土,土层深厚、结构好,有机质、氮含量高,保水肥,缺磷钾,是高肥力田[14]。1.2小河口人工湿地简介人工湿地包括表流湿地、潜流湿地。表流湿地通常是衬有不透水材料层的浅蓄水池,充