不同种植被对模拟农村驳岸植被生态效应研究

不同种植被对模拟农村驳岸植被生态效应研究

0区域带植被驳岸生态功能的构建冠层是水空间与地面空间交汇处的空间区域，包括水空间、水库及其相关的陆地栖息地。它是滨水区中最活跃、最具活力的空间区域之一，也是河流生态系统中最重要的组成部分之一。本研究以模拟上海农村中小河流受损河岸生态系统为对象,在传统水利工程设计思想和技术模式中纳入生态学原理,根据伴生植物、节肢动物和土壤微生物等种群数量和多样性筛选适用于生态河道特点的植被驳岸,研究其演变过程和生态功能,创建与生态功能相对应的河岸生态系统结构,兼顾功能目标、景观目标和生态目标,提高生物多样性,以期为河道生态型驳岸构建提供技术支持。1材料和方法1.1驳岸的制作研究田间试验于2008年12月26日—2009年12月26日在上海市农业科学院试验场进行;室内试验于2009年5月26日—9月27日从田间取样,回实验室后1周内完成。铺砌混凝土砌驳岸,每个驳岸长4.5m、宽2m、最高处为1.5m,坡度40°;中间填入采自上海闵行华漕河道堤坡土壤供植物生长(土壤基本理化性状:pH6.57,有机质33.6g/kg,全氮1.25g/kg,速效磷8.66mg/kg,速效钾260mg/kg,总盐0.638%)。1.2ns、高秆橙红美人蕉、硝柳、salixinegra马蹄金(Dichondrarepens)、高秆桔红美人蕉(CannageneralisBailey)、杞柳(Salixintegra)。1.3测试方法1.3.1试验设计1.3.2调查及分析方法(1)植物。五点法测定植物株高和生物量。(2)伴生植物。采用对角线取样法,每个驳岸随机调查4个点,每个点0.25m(3)节肢动物。分别在每种植被驳岸的上、中、下各取1个点,每点面积1m×1m,统计其昆虫种类及个数。(4)土壤微生物。土壤微生物区系分析参照《土壤微生物分析方法手册》进行。细菌测定采用牛肉膏蛋白胨琼脂平板涂布法1.3.3试验设备Olympus体式显微镜(型号SZ61,产地日本,放大倍数0.67×~4.5×)。1.3.4simpson多样性指数从而Shannon-Weiner指数H可用公式(2)估计:式中:PSimpson多样性指数D见公式(3)。式中:S为某采样区种类数目,P均匀度常用Pielou均匀度指数(J)来描述,见公式(4)。式中:H为Shannon-Weiner指数,S为某采样区物种的种类数目。2结果与分析2.1温度对美人蕉和枸杞柳生长的影响由表1可知本试验中,马蹄金在春季生长较快,随着温度升高,生长逐步缓慢,受温度的影响较大,美人蕉和杞柳生长良好,枝繁叶茂,株高、植株干重和根长明显增加。其中,杞柳干重已达到1295.5g/m2.2不同植物表面界面的生态效应的比较2.2.1驳岸伴生植物碳源利用秋季,马蹄金驳岸上的伴生植物变化为加拿大一枝黄花、鲤肠、地锦、水蜈蚣等14种230稞;美人蕉驳岸上伴生植物却减少为加拿大一枝黄花、鲤肠、小飞蓬3种伴生植物,稞数也下降至51稞;杞柳驳岸上种类和数量也略有下降,为空心莲子草、狗尾草、律草等10种99稞。各驳岸伴生植物Shannon-Weiner指数为:美人蕉<杞柳<马蹄金;Simpson指数为:美人蕉>马蹄金>杞柳;均匀度指数为:马蹄金<美人蕉<杞柳。2.2.2优化驳岸表的指标秋季,马蹄金驳岸上节肢动物种类和数量均有所增加,发现瓢虫、盲蝽等6种59头;美人蕉驳岸上则有盲蝽、蚊子、蜘蛛和蚂蚁4种15头;杞柳驳岸上柳叶甲等4种26头。各驳岸节肢动物Shannon-Weiner指数为:马蹄金<美人蕉<杞柳;Simpson指数为:马蹄金>美人蕉>杞柳;均匀度指数:马蹄金<美人蕉<杞柳。趋势与植物多样性一致。2.2.3土壤微生物的数量和种类总体趋势不同植被驳岸土壤微生物数量在秋季变化,见表5。3种植物土壤微生物的数量和种类总体趋势仍然是杞柳最多,其次是美人蕉,马蹄金土壤中则最少。其中,杞柳的细菌总数达到6.9×103不同植被驳岸伴生植物多样性的比较作为生态敏感带,植被驳岸的构建对于河道生态环境具有非常重要的影响。真正意义上的生态驳岸,应在保证驳岸稳定的基础上,还需营造出一个完整、稳定、多样生态系统。对植被驳岸的选择研究不仅应涉及植被本身生长状况,还应包括动物及微生物,使系统内部之间以及系统与相邻系统(如河流生态系统、陆地生态系统等)间均发生着物质、能量和信息的交换,通过良性的循环,进行自我组织和自我修复,还能修复受污染的河流水体,提高河流的自净能力,提高其景观价值、环境价值和生态价值,从而为河流生态系统的健康提供保障。植物、伴生植物、节肢动物和土壤微生物等因子作为选择护坡植物的重要指标。(1)植被驳岸技术具有近自然型、成本低、养护要求低、施工简单、固坡作用突出等优势,被广泛应用于河道驳岸治理中(2)3种驳岸的伴生植物多样性、稳定性和均匀度有明显差异。总体而言,杞柳驳岸最优、其次是美人蕉驳岸,马蹄金驳岸最差。马蹄金驳岸对外来植物的抗干扰能力最差,极其容易受到加拿大一枝黄花的侵占,不到半年几乎被其伴生植物所完全取代。加拿大一枝黄花等伴生植物所取代马蹄金成主要植物种群,Shannon-Weiner指数为:美人蕉<杞柳<马蹄金;Simpson指数为:美人蕉>马蹄金>杞柳;均匀度指数为:马蹄金<美人蕉<杞柳。节肢动物多样性指数与春季相同。(3)节肢动物和土壤微生物因其丰富的多样性,在生态系统中具有决定性影响,是生态系统中最活跃的生态因子,它们通过分解土壤有机质、同化无机养分驱动土壤的养分循环,对物质的循环、迁移、转化及生态系统的修复起着非常重要的作用,同时也影响着地面上植物的多样性本试验结果表明,杞柳驳岸为最佳植被驳岸,其次是美人蕉驳岸,不适宜采用马蹄金驳岸。试验设3个处理:马蹄金、美人蕉和杞柳3种不同植被驳岸处理各1个驳岸,共3个驳岸。其中,马蹄金驳岸为将马蹄金草皮移植在驳岸上,而美人蕉和杞柳驳岸则是驳岸上以40cm×40cm行距扦插美人蕉和杞柳幼苗,即每驳岸种植约56株植物。试验自植被移栽后经过6个月的植物生长稳定期,在次年5月26日(春季)和9月27日(秋季)分别取样调查。对3种不同植被驳岸中植物、伴生植物、节肢动物、土壤微生物进行调查研究。应用Excel和SPSS统计软件对数据进行处理。采用Shannon-Weiner指数、Simpson指数和均匀度指数来描述物种多样性和稳定性春秋季不同植被驳岸伴生植物多样性的比较,见表2。春季,马蹄金驳岸上有酢浆草、簇生卷耳、小藜、鼠曲等伴生植物10种99稞;美人蕉驳岸上有加拿大一枝黄花、小飞蓬、一年蓬等13种224稞;杞柳驳岸上则是空心莲子草、波斯婆婆纳、焊菜等12种347稞。由表2可知,不同驳岸伴生植物Shannon-Weiner指数为:马蹄金<美人蕉<杞柳;Simpson多样性指数为:马蹄金>美人蕉>杞柳;均匀度指数为:马蹄金<美人蕉<杞柳。春秋季不同植被驳岸节肢动物多样性比较,见表3。春季,马蹄金驳岸上节肢动物种类单一,只存在红蜘蛛,但数量较大,为2806头;美人蕉驳岸上发现蚊子和瓢虫2种,总数为56头;杞柳驳岸上则发现瓢虫、食蚜蝇、柳叶甲、柳黑毛蚜4种节肢动物。各驳岸节肢动物Shan