A Study on the Characteristics of the Composition of Plant Communities in Early Winter in the Coastal Zone of Big Reservoirs and Lakes – on the example of Hanfeng Lake in Kāi Xiàn County, China

В 2022 году озеро Ханьфэн, как репрезентативная и типичная вторичная экосистема водно-болотных угодий в районе водохранилища «Три ущелья» в Китае, прошло проверку Министерства жилищного строительства, городского и сельского строительства и было создано в качестве национального парка водно-болотных угодий. Однако в настоящее время водно-болотные угодья озера Ханьфэн, особенно в городских районах, серьезно пострадали от последствий крупномасштабного инженерного строительства. 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. Изучая характеристики видов растений, состав сообществ, богатство и разнообразие береговой линии озера Ханьфэн, оно обеспечивает научную основу для реконструкции растительности и экологического восстановления парков водно-болотных угодий в районе водохранилища.

Уезд Кайсянь расположен на северо-востоке города Чунцин, муниципалитета, непосредственно подчиняющегося центральному правительству Китая, в 330 км от главного городского района Чунцина. Уезд расположен в среднем течении притоков Сяоцзян в районе водохранилища «Три ущелья» реки Янцзы. Относительный перепад высот в уезде составляет 2200 м, среднегодовая температура составляет 18,5 ℃ ~ 10,8 ℃, а осадков выпадает много, со среднегодовой температурой 1200 мм. Флора округа относится к панарктической флоре, основной части китайско-японского субрегиона лесной флоры. Озеро Ханьфэн, обследованное в этом исследовании, расположено на пересечении рек Донхэ и Наньхэ в Новом городе уезда Кайсянь. Его протяженность с востока на запад составляет 12,51 км, с севера на юг – 5,86 км, в самом узком месте – 92 м, в самом широком – 1589 м. Уровень воды высота озера Ханьфэн зимой достигает 175 м; летом она регулируется плотиной Вуян, а уровень воды достигает 170,28 м

3.1 Пример настройки

В этом исследовании был использован типичный метод отбора проб для выбора типичных участков побережья озера с меньшим количеством помех и естественной растительностью. В качестве отправной точки использовалась береговая линия озера, перпендикулярная направлению берега реки, и отбор проб проводился в соответствии с расстоянием от береговой линии озера. Отобранные на берегах Южного озера Ханьфэн, реки Тоу Дао, реки Донхэ и Етанси, с уклоном около 20-30°, разбейте 6 полос для отбора проб шириной 1 м и разбейте квадрат для отбора проб шириной 1x1 м через каждые 1 м, пока не появятся городские дороги или сельскохозяйственные угодья. В ходе исследования каждая партия образцов регистрирует название вида растений, высоту, охват, рост и т.д. в партии образцов, а также широту и долготу, высоту над уровнем моря, топографию, уклон, наклонное направление, охват бытовыми отходами человека и другие факторы партии образцов.

3.2 Способ определения типа растительной жизни и флоры

Тип жизни растений согласно «Китайскому журналу ботаники»

Флора является отражением сочетания природной географии и различных изменений окружающей среды. Анализ структуры флоры может обеспечить важную основу для анализа происхождения и эволюции растений в области исследований

4.1 Видовой состав растений

В общей сложности в прибрежной зоне озера Ханьфэн был обнаружен и определен 41 вид сосудистых растений. Один вид не может быть идентифицирован из-за неполных признаков; один вид папоротников относится к низшему классу высших растений и не рассматривается (таблица 1). Статистика показывает, что существует 7 видов asteraceae, 5 видов злаков, 3 вида амаранта, 2 вида бобовых, 2 вида семейства зонтичных, 2 вида семейства крапивных, 2 вида семейства колючих, 2 вида семейства тутовых и 2 вида розоцветных. Другие семейства включают Канны, тыквенные, древесный вор, лютеиновые, липовые, подорожник, Марена, жимолость, пасленовые, кариофилловые, многолистные и диоскорея. По 1 виду каждого. Двумя первыми являются Asteraceae и Poaceae, на долю которых пришлось 17,5% и 12,5% от общего числа видов в этом исследовании соответственно, и которые являются доминирующими семействами в этой области. Разница между другими семействами невелика, и феномен одиночного вида очевиден

4.2 Анализ характеристик типов растительной жизни

Характеристики распределения типов растительной жизни в водно-болотных угодьях озера Ханьфэн показывают, что растения в районе исследования содержат в общей сложности 6 типов жизни, при этом абсолютное преимущество составляют многолетние травы и однолетние травы, на долю которых приходится в общей сложности 77,5% статистических видов растений (см. таблица 2). Это связано с тем, что травянистые растения могут завершить свой жизненный цикл за более короткий промежуток времени и с большей вероятностью выживут в условиях сильного воздействия окружающей среды. Из таблицы 2 и рисунка 3 также видно, что однолетние растения имеют абсолютное преимущество ниже 175-метровой линии затопления, в то время как многолетние травы имеют преимущество выше 175-метровой линии. Возможная причина заключается в том, что ниже линии 175 м они страдают от ненормального естественного ритма и нарушаются большими колебаниями уровня воды, что делает среду обитания более суровой, а однолетние травы могут завершить свою жизненную историю за время до накопления воды после отлива и полагаться на близлежащие источники семян или почвенные банки семян для начала нового жизненного цикла на второй год, что повышает вероятность того, что однолетние травы станут доминирующими видами в этом районе. Кроме того, выше линии 175 м, в прибрежной зоне, удаленной от береговой линии озера, исследование показало, что существует небольшое количество древесных растений, таких как некоторые товарные культуры мушмула (Eriobotrya japonica), персик (Prunus persica) и бирючина (Ligustrum lucidum), обычно используемые в городском озеленении, отражающие тот факт, что этот район сильно пострадал от деятельности человека.

4.3 Анализ географического состава флоры

В прибрежной зоне водно-болотного парка озера Ханьфэн насчитывается 12 типов распространения видов растений. По сравнению с 15 типами распространения китайских семенных растений, типы распространения растений на озере Ханьфэн очень богаты. Судя по таблице типов ареалов распространения (см. таблица 3), растения в этой области имеют абсолютное преимущество по тропическому составу, включая 19 растений, которые составляют 47,5% от общего числа видов, таких как семейство подорожниковых, род plantain (Musa) и семейство бобовых Aeschynomene. Это показывает тропическое родство флоры озера Ханьфэн; состав распределения в умеренной зоне занимает второе место, составляя 32,5% от общего числа родов, таких как род Morus и род Aster, которые отражают характеристики субтропической флоры округа Кайсянь при переходе из теплой зоны умеренного климата в тропики. Кроме того, среди 12 типов ареалов распространения доля одного вида в мировом распространении выше и составляет 20% от общего числа, включая двустворчатые, ксантиевые и другие широко распространенные виды семейства asteraceae, что указывает на то, что в дополнение к вышеупомянутым характеристикам субтропической зоны растения прибрежной зоны также обладают скрытыми характеристиками распределения растений в чередующихся зонах суши и воды на берегу озера.

Результаты обследования показывают, что с увеличением расстояния от береговой линии озера доминирующие виды растительных сообществ переходят от влажных полых семян лотоса (Alternanthera philoxeroides) и многолистника (Polygonum hydropiper) к наземной мелкой белой винной траве (Conyza canadensis), шелковице (Morus alba) и другим мезофитам. Анализ показывает, что по мере удаления от береговой линии озера содержание влаги в почве постепенно уменьшается, что проявляется в живом типе растительных сообществ, то есть доминируют мезофитные сухие растения, в то время как водные влажные растения уменьшаются или даже исчезают

В то же время были проанализированы характеристики состава и разнообразия растительных сообществ в нижней части береговой линии озера Ханьфэн, используя в качестве границы уровень воды 175 м. Исследование показало, что ниже 175 м преобладают однолетние травы, в то время как в верхней части преобладают многолетники и древесные растения существуют на побережье дальше от береговой линии озера. Мушмула японская (Eriobotryajaponica), бирючина (Ligustrumlucidum), Бруссонетия папирусная (Broussonetiapapyrifera), шелковица (Morusalba), персик (Prunuspersica), рамнус павифолия (Rhamnuspavifolia), бузина (Sambucuswilliamsii), некоторые из которых являются товарными культурами или городским озеленением породы деревьев. С одной стороны, это показывает, что наводнение изменило характеристики распределения типов растительной жизни, в результате чего доля однолетних травянистых видов увеличилась, в то время как доля древесных растений уменьшилась или даже исчезла; с другой стороны, появление хозяйственных и садовых пород деревьев также отражает то, что площадь значительно затронута деятельностью человека