衡水湖濕地蘆葦的生物量與土壤水分變化的相關性研究

牛玉璐

（衡水學院生命科學系 河北 衡水 053000）

衡水湖是華北地區重要的濕地生態系統之一，隨著對濕地生態需水研究的深入，濕地生態需水機理問題正需進一步的探討和解決[1]。蘆葦(Phragmites communis)是衡水湖濕地植被的主要建群種，蘆葦對環境因素的響應是衡水湖濕地生態需水機理研究中的重要方向[2]。

1 材料與方法

1.1 樣帶與樣地設置。樣帶選址考慮了不同環境梯度、優勢種、地形地貌特點以及空間廣布性等條件。根據蘆葦生長地土壤水分含量的不同，在與衡水湖岸垂直方向(即沿水分梯度變化)確定樣帶，采用GPS進行定位。樣地包括兩大類(圖1)：①水體，即生長在水中的植被(蘆葦)；②陸地，土壤水分具有一定的變化，根據土壤水分含量高低分為4個不同梯度的樣地，每個梯度樣地隨機設置5個小樣方，樣方大小為1 m×1m，小樣方內隨機采樣5次，共100個數據。

圖1 樣帶與樣地

1.2 采樣。在確定樣地位置之后，先用繩圍成一個1 m×1 m的小樣方，隨后用枝剪沿蘆葦根部，取地面以上部分剪下，裝入采樣袋。用土壤水分監測儀測土壤水分含量，分別在地表、地下10cm和地下15cm深度進行測量，取平均值作為該樣地土壤水分含量，隨后取土樣。在實驗室用電子天平分別測量蘆葦的鮮重和土壤鮮重，隨后放入烘干箱，80℃下烘至恒重，稱其干重。

1.3 數據處理。用Mirosoft Excel(擬合曲線及描述統計)、SPSS Statistics(離差平方分析)兩因素進行多元方差分析(Two-way Manova)，檢驗不同土壤水分對蘆葦生物量差異性的影響[3]。使用皮爾森相關系數分析土壤水分與蘆葦生物量的關系[4]，P＜0.05時相關性顯著，認為0.8＜|r|≤1.0為極強相關，0.6＜|r|≤0.8為強相關，0.4＜|r|≤0.6為中等程度相關，0.2＜|r|≤0.4為弱相關，0＜|r|≤0.2為極弱相關或無相關。

2 結果與分析

2.1 不同土壤水分對蘆葦鮮重及干重的影響。根據土壤水分含量(分別為15%、28.5%、30%、35%、水邊)劃分為5個梯度，用數字1～5代替。選取樣地蘆葦鮮重、干重數據制作圖2。每個樣地樣品質量為5株蘆葦質量之和。從圖2可以看出，隨著土壤水分的升高，樣品鮮重呈緩慢上升趨勢，表明土壤水分是影響蘆葦鮮重的因素之一，而蘆葦干重并不呈線性分布。蘆葦鮮重范圍為97.75～200.77 g，其中樣地2土壤含水量為35%，蘆葦長勢最好；樣地5土壤水分含量為15%，蘆葦生物量最低。

圖2 不同土壤水分對蘆葦鮮重及干重的影響

2.2 不同土壤水分蘆葦植株的水分含量。蘆葦植株水分含量計算公式如下[5]：

其中ω1為蘆葦鮮重，ω2為蘆葦干重，根據公式計算得出5個樣地中蘆葦植株水分含量依次為15.42%、11.52%、12.29%、8.6%、11.21%，所以蘆葦的水分含量與土壤水分梯度并沒有顯著的相關性。2.3 不同土壤水分下蘆葦鮮重的方差分析。從表1中可以看出土壤水分p值0.000＜0.05，說明蘆葦鮮重受土壤水分的影響顯著；R2=0.942，說明蘆葦鮮重有94.2%是由土壤水分的影響造成的，5.8%是由其他因素造成的。

表1 不同土壤水分下蘆葦鮮重的方差分析

2.4 不同土壤水分下蘆葦鮮重、干重的多重比較。從表2可以看出，蘆葦鮮重中水里和土壤水分35%與其他樣地相比差異非常顯著，而土壤水分在30%、15%、28.5%時，各處理間差異不顯著。而蘆葦干重并沒有顯著的相關性。

表2 不同土壤水分下蘆葦鮮重 干重的多重比較

3 結論與討論

土壤水分含量是影響蘆葦生物量的重要因素之一。研究表明，衡水湖濕地蘆葦鮮重隨著土壤水分的升高呈緩慢上升趨勢；當土壤水分含量為35%時，衡水湖濕地蘆葦鮮重達到最大值，而水生蘆葦與之相比較鮮重則有所下降。而蘆葦干重與土壤水分含量間并不是呈線性關系，不能確定其與土壤水分的關系，可能是因為蘆葦樣帶是鹽堿地，不同樣地的鹽堿性不同，會影響蘆葦植株的生長。