浙西南三大外流区水生植物多样性格局驱动力和压力研究

Aquatic macrophytes traditionally have been thought to be limited very little by dispersal, relative to terrestrial plants, based on the observation that many species are widely distributed. Local environmental factors and inter-specific interactions are the major forces determining species composition of aquatic plant community. A growing number of studies suggest that, at a regional scale, both the local ecological factors and regional processes such as dispersal (species pool) influenced species distribution. River networks exhibit a dendritic spatial structure that can constrain aquatic plant distribution when their dispersal is influenced by this network. Land use and hydroelectric cascade exploitation changed the connectivity between the habitat patches within river ecological system. Here, we address the relationship between local habitat factors and diversity of aquatic macrophytes of the three outflow river ecosystem in Southeast Zhejiang, and examine the effects of connectivity between habitat patches on α, β, and γ diversity of aquatic macrophytes. The aim of this research is to assess the relative importance of local habitat factors and of regional process such as dispersal for aquatic macrophyte diversity pattern, using modern GIS techniques and canonical correspondence analysis, and clarify the drivers and stressors of macrophyte diversity pattern of the three outflow river ecosystem in Southeast Zhejiang. The results are helpful to understand the distribution pattern of aquatic macrophyte under different scales in the river ecological system, and provide a theoretical basis for the protection of biological diversity of river ecological system.

相对陆生植物，水生植物的分布较少受到物种扩散的影响，传统上认为局域生态因子和物种间相互作用决定着水生植物群落组成；越来越多的研究表明，在区域尺度上，局域生态因子和区域过程（如物种扩散（种库））共同调控着物种分布。河流生态系统复杂的网状结构可能通过调控物种扩散途径影响水生植物的分布。土地利用和河流梯级开发不同程度影响了河流生态系统生境间的联通性。本研究选择浙西南三大外流区生态系统中的水生植物为对象，研究局域生境因子与水生植物多样性之间关系，以及生境斑块的联通性对水生植物α、β、γ多样性格局影响。利用地理信息技术和典型对应分析方法，揭示局域过程和区域过程在河流生态系统中水生植物多样性格局中的作用，阐明浙西南三大外流区水生植物多样性格局的驱动力和压力。该研究结果有助于深入理解不同尺度下水生植物在河流生态系统中的分布格局，为河流生态系统生物多样性保护提供理论依据。

选择浙西南三大外流区水生植物为对象，研究了生境因子与水生植物多样性之间关系，以及生境斑块的联通性对水生植物多样性格局影响。该区共有水生植物246种（亚种、变种），隶属于44科104属。其中，蕨类植物6科6属6种、单子叶植物15科58属128种、双子叶植物23科40属112种。瓯江、飞云江和鳌江流域新记录物种分别为9、3和3个，省级新记录种3个、新记录属1个。水生植物区系整体上表现出鲜明的热带性质，在所有水生植物中，35.6% 的属和70.5%的科是世界分布，44.2% 的属为热带分布类型，17.3% 的属为温带分布类型。.三大流域中鳌江流域景观多样性指数最高（1.49），而景观优势度指数最低（0.31）, 瓯江各子流域中，景观破碎度最大的是好溪、楠溪江；湿地景观多样性随流域景观破碎度的增加呈先增加后降低趋势，在景观破碎度断点为37.4时，湿地景观多样性达最大值。湿地面积控制了水生植物多样性（模型S = cAz：P=0.008，R2=0.4344; 模型S = c（AHd）z：P<0.001，R2=0.4246），各流域包括子流域单位面积物种丰富度随湿地面积增大而降低，在科、属、种三个层次上具有一致性。与整个流域相比，子流域种/属和属/科的比率较低，表明子流域具有较高的分类多样性。池塘和湖泊物种组成异质性最低，而与其他湿地类型组成异质性普遍较高；河流与其他湿地类型物种组成异质性普遍较低。对物种相似度指数影响最大的是斑块面积比A（0.67），其次是景观多样性DIV（0.59），最弱的是景观破碎度（0.29）。根据物种组成相似度，瓯江9个子流域可划分为3个亚区，亚区子流域的组成表明水体的连通性在一定程度上影响了水生植物多样性分布格局。非线性典型对应分析（CCA）表明流域景观多样性指数和湿地景观多样性指数是流域水生植物多样性格局的主要驱动因子，湿地面积和湿地景观多样性是不同湿地类型物种多样性的驱动因子，流域土地综合利用率的提高导致水生植物多样性降低。该研究结果有助于深入理解不同尺度下水生植物在河流生态系统中的分布格局，为河流生态系统生物多样性保护提供理论依据。