Исследование разнообразия растений в начале зимы в прибрежной зоне новорожденных городских озер в районе водохранилища «Три ущелья» реки Янцзы

Пострадавший от эксплуатации водохранилища «Три ущелья» на реке Янцзы в Китае, уезд Кайсянь, находящийся под юрисдикцией Чунцина, одного из четырех крупных муниципалитетов, непосредственно подчиняющихся Центральному правительству Китая, имеет площадь затопления 58 км2, включающую 11 поселков и население около 120 000 человек. Это один из округов с наибольшей площадью и концентрированным распределением в районе водохранилища

Обследование было выбрано для проведения в зимний сезон в начале ноября 2022 года, когда водохранилище снова начало накапливать воду при высоком уровне воды (на момент обследования уровень воды составлял 173 м). В это время года, пережив цикл взлетов и падений в водохранилище, растения завершают годовой жизненный цикл и могут выжить, чтобы сформировать более стабильное сообщество. В этом исследовании вместо традиционных методов использовались упрощенные важные значения. Во время обследования были зарегистрированы покров и высота растения, а важные значения растения были рассчитаны по объему, занимаемому растением. Исследование, проведенное Хэ Синьдуном и другими, подтвердило, что по сравнению с традиционным методом вычисления важных значений, упрощение важных значений не только отражает первоначальную природу важных значений, но и снижает рабочую нагрузку на местах

Округ Кайсянь расположен на северо-востоке города Чунцин, в 330 км от главного городского района Чунцина. Уезд расположен в среднем течении притоков Сяоцзян в районе водохранилища «Три ущелья» реки Янцзы. Он расположен во внутренних районах района водохранилища. Он занимает площадь 3959 км2 и имеет сложный рельеф. Обычно это «шесть гор, три холма и одна плоская плотина». Трехмерные различия в температуре, вызванные высотой в округе, очень очевидны: пологие холмы долины Шанлихэ и Пинба принадлежат к субтропической влажной муссонной климатической зоне; горы выше 1000 м Большой Башанской ветви на севере принадлежат к теплой умеренной муссонной климатической зоне. Озеро Ханьфэн, изученное в этом исследовании, расположено на пересечении рек Донхэ и Наньхэ в Новом городе уезда Кайсянь. Его протяженность составляет 12,51 км с востока на запад и 5,86 км с севера на юг. Площадь водораздела составляет 3052 км2, что составляет 77,1% от общей площади озера. Территория, находящаяся под юрисдикцией округа. Аналогично режиму работы водохранилища «Три ущелья», уровень воды в озере Ханьфэн зимой достигает максимума в 175 м, емкость хранилища воды составляет 8x103 м3, средняя глубина воды составляет 4,12 м, а максимальная глубина воды составляет около 17 м.

В данном исследовании используется метод расчета параметров. Важное значение имеет практический всеобъемлющий индекс, используемый для измерения статуса и роли определенного вида в растительном сообществе

(1) Формула расчета упрощенного значения важности слоев кустарника и травы:

n – количество видов на определенной территории;

B – объем определенного вида растений I.

В данном исследовании вместо этого площадь покрытия умножается на высоту.

(2) Индекс видового разнообразия

R = S Richness (Богатство) R = S

Shannon-Wiener Индекс разнообразия (H)

Pielou Индекс однородности (J)

Simpson Индекс преимуществ（D）

Среди них Pi – это упрощенное важное значение вида i, а S – общее количество видов.

Используя программное обеспечение SPSS21.0, богатство, разнообразие, доминирование и однородность видов растений на градиенте расстояния от береговой линии озера были проанализированы и протестированы методом однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA).

В прибрежной зоне озера Ханьфэн, как правило, меньше видов растений, и их состав относительно однороден. Важные значения видов в выборке значительно изменились, и доминирующие виды и ассоциированные виды легко идентифицировать. Это в основном согласуется с результатами исследований других ученых в регионе

С увеличением расстояния от береговой линии озера видовое богатство сообщества в целом демонстрирует колеблющуюся тенденцию сначала к уменьшению, а затем к увеличению (рис. 4а). Видовое богатство наиболее велико на расстоянии 6 м от береговой линии озера и 2 м от уровня воды 175 м.

На градиенте расстояния от береговой линии озера характерные изменения в разнообразии и однородности сообщества основаны на 175 м в качестве разделительной линии. Участки выше 175 м, которые не пострадали от наводнения, имеют меньше помех и более подходящие места обитания, чем те, которые ниже 175 м. Следовательно, самые высокие значения – видовое богатство, разнообразие и однородность – все это представлено в этом разделе. Однако, когда он находится вблизи городских дорог или сельскохозяйственных угодий, он имеет тенденцию к уменьшению, что указывает на негативное воздействие урбанизации на растительные сообщества

Кроме того, значения индекса видового разнообразия и однородности в основном демонстрируют последовательную тенденцию изменения. Когда разнообразие видов в сообществе велико, распределение видов также более равномерное. Этот результат противоречит результатам исследования Sun Rong и др. при обследовании растений вокруг реки Пэнси в уезде Кайсянь. Индекс доминирования видов прямо противоположен тенденции изменения индекса разнообразия, демонстрируя изменение в форме буквы «V», самое низкое значение на отметке 175 метров.

После проведения однофакторного дисперсионного анализа градиента расстояния по индексу богатства, разнообразия, доминирования и однородности сообщества (таблица 2), результаты показывают, что различия в богатстве, разнообразии, доминировании и однородности растительных сообществ в зоне береговой линии озера Ханьфэн по градиенту расстояния от береговой линии озера достигают значительного уровня (0,01<Р<0,05) и проявляются как значимость разнообразия (0,016)> богатство (0,034)> доминирование (0,037)> однородность (0,048). Это показывает, что единственный фактор влажности может вызвать изменения в составе и структуре растительных сообществ в прибрежной зоне озера, что оказывает большее влияние на разнообразие, чем на однородность.

В выборке этого обзора насчитывается в общей сложности 41 вид сосудистых растений в 22 семействах, 39 родах и 41 разновидности, причем доминирующими семействами являются Asteraceae и Poaceae, большинство из которых являются травянистыми растениями 1 рода и 1 вида. Судя по географическому распределению родов растений, эта флора обладает очевидными субтропическими свойствами, при этом тропический географический состав составляет 47,5%, за которым следует умеренное распределение, достигающее 32,5%, что согласуется с географическим положением района исследований при переходе от теплого умеренного к тропическому

Однофакторный анализ различий между индексом видового богатства, индексом разнообразия Шеннона-Винера и индексом однородности Пиелу и расстоянием от береговой линии озера дополнительно подтверждает взаимосвязь между структурой растительного сообщества и влажностью береговой линии озера. С увеличением расстояния от водоема видовое богатство, разнообразие и однородность сначала увеличиваются, а затем уменьшаются, почти все из которых достигают своего пика после 175-метровой отметки. Возможная причина заключается в том, что содержание влаги в почве ниже уровня воды 175 м является достаточным. Однако из-за чередования сухого и влажного сезонов, колебаний уровня воды и воздействия озерных волн на прибрежную зону различные факторы вмешательства усложняются, среда обитания суровая, а разнообразие растений низкое; в центральной части выше линии 175 м почва имеет умеренную влажность содержание, подходящее для сосуществования видов с различными привычками, богатейшее разнообразие, а распределение относительно равномерное. Однако в дальней верхней части содержание влаги в почве снижается, что в сочетании с близостью городских дорог или сельскохозяйственных угодий создает серьезные антропогенные помехи, приводящие к очередному уменьшению видового разнообразия. Тенденции индекса Шеннона и индекса Пиелу в основном одинаковы, что указывает на то, что по мере увеличения разнообразия видов их распределение становится более равномерным

Отбор видов растений является ключевой частью проекта по восстановлению растительности. В настоящее время осуществляется выбор вариантов восстановления растительности в зоне вымирания водохранилища Три ущелья фокусируются на морфологии и физиологии растений, таких как поиск растений с подземными корневищами, которые осуществляют фотосинтез в условиях длительного повторяющегося затопления, игнорируя ценность применения однолетних трав. Однолетние травы, обнаруженные в ходе исследования, такие как Digitaria sanguinalis и Stellaria media, быстро растут и могут завершить свой жизненный цикл до накопления воды после отцветания, а также могут образовывать небольшие скопления или доминирующие популяции в краткосрочной перспективе, чтобы адаптироваться к суровым экологическим условиям местности. Восстановление растительности и реконструкция водно-болотного парка озера Ханьфэн в будущем. Для восстановления и реконструкции разнообразия растений в прибрежной зоне озера в зоне исчезновения следует учитывать принцип дифференциации ниш, то есть следует выбирать растения с соответствующими стратегиями жизненного цикла на разных высотах для создания сложной экосистемы видового разнообразия. Например, растительный пояс, в котором преобладают одна или две многолетние и водные влажнорастущие травы, создается на высоте 170-175 м на малых высотах; а растительный пояс со смешанными растениями из одной, двух и многолетних трав создается на высоте 175-178 м на средних и низких высотах; высотные районы выше 178 м можно соответствующим образом выбрать место вдали от затопленной зоны. Местные древесные растения, имеющие декоративную ценность, могут быть соответствующим образом выбраны для создания декоративной защитной лесной полосы.

Кроме того, в ходе расследования было обнаружено, что загрязнение поверхностных сельскохозяйственных источников на водоразделах вокруг водохранилища было серьезным, что привело к эвтрофикации водоемов и снижению качества воды в озерах, что усугубило разрушение экосистем водно-болотных угодий, в результате чего местные растительные сообщества были фрагментированы, а инвазивные виды были очевидны. Например, трава из семян Alternanthera philoxeroides вторглась на поверхность воды и была доминирующим видом в нескольких обследованных образцах. Поэтому управлению парка водно-болотных угодий озера Ханьфэн рекомендуется как можно скорее принять меры по восстановлению экологии, чтобы улучшить водную среду, обуздать деградацию водно-болотной растительности, защиты биоразнообразия и обеспечения экологической безопасности источника воды озера Ханьфэн. Исследование, представленное в этой статье, является первоначальным результатом исследования. Взаимосвязь пространственного распределения между структурой распределения растительных сообществ и колебаниями уровня воды и вмешательством городских инженерных сооружений будет дополнительно отслеживаться и изучаться в течение длительного времени.