关键词: 氮磷污染； 富营养化；生物多样性；
中图分类号：G633文献标识码： A
引言：随着工农业生产的快速发展,人口的急剧增加和化学肥料使用量的增加及生活污水的直接排放, 河流、湖泊等地表水体的氮磷污染有加重趋势。据水利部最新的全国淡水资源质量评价，我国131个大型湖泊中达富营养化程的湖泊67个。有关部门近年对100余座水库的水质评价表明，13座水库为富营养性。主要河湖富营养化严重, 而氮磷是引起水体富营养化的主要营养盐。富营养化进一步导致水体生物多样性的丧失。生物多样性不仅直接关系到水体生态环境的稳定性和可持续性，更能直接或间接地影响生态系统的生产力。本论文综述了氮磷污染对水生植物的各种影响来分析恢复氮磷污染的影响。
1氮磷污染来源
水体中的氮磷来源很多，其中有外源性负荷和内源性负荷。外源性的氮磷有面源污染和点源污染。面源污染主要来源于农业，点源污染主要来源于生活污水和工业废水。内源性负荷有沉积物中氮和磷的释放、水生动植物新陈代谢分解。
近年来，我国农村施肥结构不合理，农田施肥中化学肥料使用量剧增，从而导致土壤物理性状的恶化、土块板结和土壤通透性降低、地表径流加大、大量养分流失，造成水体富营养；生活污水经过污水处理厂的一级、二级处理后，仍含有大量无机营养物氮磷，这些物质排放到自然水体可以直接被藻类利用。
工业废水中过去人们一直认为工业点源是造成水污染的主要原因,重点治理工业点源污染。但治理实践表明,单纯控制点源污染,仍然不能消除水体污染,因为除了点源外,大量的非点源污染物分散地不间断地进入水体。调查显示,农业所产生的污染已经远远超过城市点源产生的污染量。其中主要是农业生产过程中化肥、农药的不当使用导致的污染，禽畜养殖业的过度发展导致的污染，水土流失与土壤侵蚀导致的污染，农业生产和农村生活垃圾导致的污染。
2氮磷污染标准
水体污染中最严重的是氮磷污染。我国大淡水湖泊和城市湖泊均为中度污染。通常用总磷浓度0.02mg/L的标准来衡量水体是否具有富营养化水平的磷污染状况，而发生富营养化的总氮临界值为0.2mg/L，因此这里可以用地表水的氨氮、总磷标准来衡量水体是否发生氮磷污染。
3氮磷污染与富营养化
富营养化最主要原因是水体中氮、磷等营养物质过量, 使有机物产生的速度远远超过消耗速度,水体中有机物积蓄,破坏水生生态平衡。处于富营养化的水体会造成如下危害：1、使水味变得腥臭难闻，2、消耗水体中的溶解氧，浮游植物、藻类鱼类大量死亡。3、降低水体的透明度，严重影响了水体的美学及观赏价值，大量藻类浮在水体表面，不断腐化形成一层绿色浮渣，使水质变得浑浊，透明度明显降低。4、向水体释放有毒物质。5、破坏了水体生态平衡，生物种群量会出现剧烈波动，某些生物种类明显减少，而另一些生物种类显著增加，水体的正常生态平衡被扰乱。
4污染防治对策
对水体富营养化的防治，物理化学方法尽管短期效果好、迅速有效，但往往治标不治本且费用高易对环境产生二次污染。生物生态法中的水生植物净化技术是一种行之有效的方法。
水生植被是一个广泛分布于江河湖泊等各种水体中的植物类群，包括大型
藻类如轮藻等和水生维管植物。我们常说的水生植物通常具有四种生活类型，挺水植物、漂浮植物、浮叶植物和沉水植物。
沉水植物在水体生态修复中具有重要作用，其对藻类化感抑制作用的研究已有较多的报道。化感作用是轮藻丛生的水域中浮游植物量少的主要原因。蓖齿眼子菜对栅藻和微囊藻也有一定的化感作用。金鱼藻抑制浮游植物生长。狐尾藻可释放出抑制微囊藻生长的化感物质。沉水植物对水质的改良作用是通过吸附水体中生物性和非生物性悬浮物质,提高水体透明度,改善水下光照条件,增加水体溶解氧,以及吸收固定水体和底泥中N、P等营养素实现的。沉水植物的茎、叶都具有很强的吸收功能,能明显地去除水体中N、P等营养物质。童昌华等研究发现金鱼藻、狐尾藻、微齿（禾叶）眼子菜、马来眼子菜、凤眼莲、苦草对水中总氮、总磷和硝态氮有较好的除效果，而以狐尾藻和微齿眼子菜两种效果最好。沉水植物能够从底质沉积物中补充不足的营养， 在水生植物群落中占据营养竞争优势。沉水植物能以机械化方式收割沉水植物转移氮、磷营养盐，是水体富营养化适度控制的一项实用技术。
大型飘浮水生植物在光照竞争中占绝对优势,生长力很高，能够高效吸收水体中的营养物质。漂浮植物容易打捞,但繁殖能力很强。大型飘浮水生植物还会分泌一些抑藻物质,抑制浮游植物的生长。特别是一些生长快速的漂浮植物如凤眼莲、浮萍等被广泛用于治理污水或者被选用于治理富营养化水体,降低水体氮磷水平,提高水体透明度,从而逐步恢复沉水植物及整个生态环境。凤眼莲是公认的去除氮磷效果最佳的植物,它能够在很短的时间里占领整个水域,将其它植物种类排挤掉成为优势种,使整个水生生态系统的物种多样性大大降低,但同时阻隔水体与外界的阳光、空气交换,降低水体中溶解氧,不利于生态系统的健康发展。如果应用其进行水体的生态修复,必须严格注意控制其过度繁殖。
浮叶植物叶漂浮水面或挺出水面, 在与浮游生物在光照、营养竞争中具有优势。睡莲形态优美, 可用于公园水体修复。菱群落优势明显, 经济价值高, 具有很好的应用前景。挺水植物菖蒲和狭叶香蒲对水质有较好的适应性不但能消除水体氮磷污染还能起到美化环境的效果。藻类增殖迅速, 初级生产力极高, 对氮磷等营养成分的吸收富集量大。因此,用藻类处理污水在水质的改善中得到越来越广泛的应用。水网藻对氮磷有较强的富集吸收能力。在一发定程度上能抑制微藻的过度生长, 防止微藻水华的发生。
合理搭配物种，根据环境条件和植物群落的特征定比例在时间分布和空间分布方面进行安排, 使整个生态系统高效运转, 最终形成稳定可持续利用的生态系统。利用水生植物及周围生物组成的人工复合生态系统的群体效应, 充分发挥水生植物对光、营养、空间等资源的竞争优势利用飘浮植物、挺水植物作为先锋物种, 抑制藻类生长, 吸收营养物质, 净化水体。
4 结语
我国湖泊水体普遍受到氮磷污染，根据国情和水环境治理要求，对其治理技术的研究和应用问题已迫在眉急。我们认真分析了氮磷污染的现状及危害，探讨出最佳防治方案即优先应用生物-生态组合技术，使得氮磷污染治理更加合理、经济、有效。水生植物应用于水体生态修复具有经济、高效、环保等特性,无疑为我国日益恶化的水环境提供了良好的解决途径, 具有良好的研究和应用前景。
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关键词：外来植物；多样性；生态系统
中图分类号：X171 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160230030
随着国家间的交流与贸易活动的频繁，在交易过程中大量的外来植物或被引进或被夹带过来，不同植物的生长环境不同，外来植物的生长必然会对本地的植物群落造成影响，甚至使本地的植物失去生长空间，进而对生态环境造成不利影响。因此只有清楚的掌握外来植物产生的影响，才能对受入侵的生态和土壤进行修复。
1 外来植物入侵对土壤生物多样性的影响
1.1 对土壤微生物多样性的影响
土壤中的微生物是参与植物废弃物分解与养分提供的土壤生态系统中的重要环节，因此若是受外来植物入侵，对其多样性造成一定的改变和影响，就会对当地生态系统功能的稳定性构成威胁[1]。通过大量的研究数据显示外来植物的入侵会在不同群落植物中对微生物含量产生不同的影响，因此在进行生态环境修复工作中要对不同外来植物与当地土壤中的微生物之间的关系进行详细的分析。在原生环境与受污染环境中，不同环境下外来植物入侵产生的影响也不相同。在原生环境中，外来植物入侵对土壤微生物的影响较大，将其结构和功能都作出了改变。而在受污染区域，土壤微生物的结构和功能无明显变化。这主要是由于不同植物根系所分泌的化学组成和树根的周转速率都存在差异，因此，外来植物会在植入地点进行物质输出，进而改变了当地土壤微生物的结构。
1.2 对土壤动物多样性的影响
在外来植物的引进过程中，为了对其进行保护多多少少的会带进当地植物生长的土壤，而这些土壤中就会含有大量的土壤动物。在外来植物植入某地时，土壤中的动物在适应当地的生长环境后也会随之进行繁殖，并且会与当地生物建立良好的共存关系，进而导致当地的土壤植物增多。有的外来植物中的某种土壤动物繁殖能力较强挤压其他或是本地土壤植物的生存空间或是外来植物根系分泌的物质不适合当地土壤动物生长，就会产生土壤中动物种类或是数量减少的状况。
2 外来植物入侵对土壤生态系统过程的影响
2.1 对土壤碳循环的影响
外来植物入侵会对土壤的净初级生产率、有机碳含量以及土壤中碳的矿化率造成影响，而这些因素又都是构成土壤碳循环系统的主要因素。进而外来植物入侵会对土壤中的碳循环造成影响。经过研究证实，外来入侵植物的净初级生产力大都较本地的土著植物要高，因此外来植物的入侵很可能会增加碳的库存。造成这种现象的主要原因是由于外来植物植株相较于土著植物来讲都较高，其生长率也较高，因此具有较高的净CO2同化的效率。但是影响土壤碳循环的因素是多种多样的，因此外来植物入侵产生的具体影响还不能以统一标准进行说明。凋落物的数量以及分解率也会对土壤碳循环产生影响。而经过大量的调查发现，外来入侵植物凋落物的数量未必高于土著植物，具体情况要进行具体的分析。凋落物的分解率还受茎叶凋落比例影响，不同物种的凋落物情况也要具体分析。对于其他影响碳循环的因素也要进行具体分析，才可进行生态环境的修复工作。
2.2 对土壤氮循环的影响
外来植物入侵还会对生态环境中土壤的氮循环产生影响。土壤构成氮循环系统的要素主要有总氮、无机氮以及氮的矿化率和硝化率等等。外来入侵植物对当地的总氮产生的影响是并不一致的，这主要是由于入侵植物的根系的生物量含量并不一致。生物量含量较大的入侵植物会增加当地土壤中的总氮排量，而生物量含量较低的则会减少总氮的排放量。外来植物入侵对于土壤中的无机氮的影响，也是存在着不同的结果的或增加，或减少，或没有。这主要也是由于植物根系中的生物量含量多少引起的。但是外来入侵植物对于氮的矿化率的影响是较明显的，经研究发现，外来植物入侵当地土著植物生长空间之后，当地的氮矿化率会显著增强或减弱，但是也会出现无变化的情况。这主要是受当地降雨量以及土壤pH值大小的影响。
3 结 语
外来入侵植物对土壤生物的多样性以及生态环境的影响是多种多样的，本文只是简单的针对入侵植物对土壤微生物、动物和碳与氮的循环系统的影响进行介绍，对于其影响的复杂性以及多样性研究还存在缺陷。但是在日后随着研究的不断深入，对于该方面的研究会越来越详尽，为我国生态系统的修复工作贡献力量。
参考文献
（1.中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室，青岛266003；
作者简介：李杰（1985-），女，硕士生，从事水产养殖生态学研究。E-mail：lijiexiaomai@163.com
通讯作者：田相利（1971-），男，教授，从事养殖生态学研究。E-mail：xianglitian@ouc.edu.cn
DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2015.08.002
2.连云港市赣榆区海洋渔业技术指导站，连云港222100）
摘要：利用Biolog生态板方法和冗余分析（RDA）等方法，分析了菌碳调控对虾、蟹混养系统水体细菌群落功能多样性的影响，探讨了水体微生物群落多样性与不同环境因子间的关系。实验通过添加益生菌制剂和糖蜜调节养殖水体中菌群结构，共设6个处理，分别是为短小芽孢杆菌（C2）、蜡样芽孢杆菌（C3）、硝化细菌制剂（C4）、EM制剂（C5），以未添加菌制剂的处理为对照组（C1），另外以未添加碳源和菌制剂的处理为对照组（C0）。研究结果表明，不同菌碳下细菌群落对底物碳的利用数量和代谢强度存在较大差异。随着养殖时间的延长，处理组C3的碳代谢活性和对碳源的利用强度总体上高于其它处理组，而处理组C4较低和对照组C0相差不大。PCA分析结果表明，不同处理的细菌群落处于动态变化之中，反映出细菌群落的组成和代谢特征出现了显著差异，其中处理组C3和C4间差异最为显著。处理组C3的多样性指数如Simpson指数Shannon指数和S-E均匀度均较高，而处理组C4则较低。RAD分析表明，碳菌调控条件下，影响细菌群落碳代谢功能的主要环境因子7月为：Chla、PO4--P、NO2--N、NH4+-N；8月为：NO3--N、NO2--N、TP、TN和PO4--P；9月为：TP、Chla、PO4--P和NO2--N。综合水质指标和细菌群落对碳源的代谢功能的分析结果，本实验初步表明在C/N为15的虾、蟹混养水体中添加蜡样芽孢杆菌，细菌群落的多样性指数及对碳源的代谢功能为最佳。
关键词 ：碳氮比；细菌群落；BIOLOG；多样性指数；RDA分析
虾、蟹混养是一种重要的人工养殖模式[1]，该模式具有充分利用养殖系统时间和空间资源、降低饵料系数和预防相关动物疾病的发生等优点，能够提供较高的养殖产量和经济效益。人工养殖系统中，生物链短，营养级少，水体中通常会残留大量的残饵、粪便和生物残体等，从而导致氨氮、亚硝氮、硫化氢、胺类等有害物质积累增加，当其超过养殖系统自净能力时，会进一步导致生态环境的恶化以及养殖生物疾病的暴发[2-4]。
微生物在养殖生态系统的物质循环和能量流动以及净化水环境中具有重要作用[5-6]。异养细菌可以分解系统中的有机物，加速氮循环，从而降低养殖水体中的碳氮比[7]。然而异养细菌的生长繁殖与水体中碳和氮含量密切相关，根据生物絮团原理，改变水体C/N比可以促进其生长繁殖，从而降低水体氨氮浓度进而对稳定养殖环境发挥调控作用[8-9]。据报道，施加微生态制剂可对弧菌等致病菌产生拮抗作用，从而有利于芽孢杆菌和硝化细菌等益生菌对养殖水体净化作用及对养殖系统群落结构改善作用的发挥，进而促进养殖动物的健康生长[7，10]。李卓佳[10]等在虾池中添加芽孢杆菌，降低养殖水体中氨氮、亚硝氮浓度，稳定了养殖环境。张晓阳[9]等通过菌碳调控，降低养殖系统中氨氮、亚硝氮浓度和饵料系数，提高了凡纳滨对虾的成活率及产量。
Biolog-Eco板技术可以反映环境微生物群落特征，主要是根据细菌群落对不同碳源利用程度的差异来表征其功能多样性，现已被广泛用于微生物群落功能多样性的研究[11]。鉴于异样细菌对水体环境的净化作用及弧菌致病作用，本实验采用传统的培养方法分析了碳氮比调控对虾蟹混养系统水体中异养细菌和弧菌数量的变动，利用Biolog-Eco微平板法探讨了不同处理水体中细菌群落功能多样性的变化，并结合RDA分析研究了水体细菌群落碳代谢功能与环境因子之间的关系，以期在微生物群落功能方面为虾、蟹混养系统中应用菌碳调控技术提供一定的参考。
1材料与方法
1.1实验池塘与围隔
本研究于2014年7-10月在江苏省赣榆县佳信水产开发有限公司海水养殖池塘中进行。实验利用海水池塘陆基围隔进行，面积5m×5m，水深1.2～1.5m，底质为泥沙质。实验围隔结构参见文献[12]。实验期间，养殖水体利用充气泵进行连续充气。
1.2实验设计与管理
1.2.1实验设计实验设置6个处理组，每组设3个平行。实验通过添加菌制剂和糖蜜调节养殖系统，分别命名为C2（短小芽孢杆菌，1×104cfu/mL）、C3（蜡样芽孢杆菌，1×104cfu/mL）、C4（硝化细菌，2×104cfu/mL）、C5（EM菌，1×104cfu/mL），以未泼洒菌制剂的处理为对照组C1，另外设未添加糖蜜和菌制剂的处理为对照组C0。其中，所用短小芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌均由中国海洋大学养殖生态学实验室分离于虾蟹养殖池塘；硝化细菌为德国某品牌氨硝净；EM菌来源于日本某品牌EM菌。
实验围隔中均放养三疣梭子蟹密度为6ind/m2，放养凡纳滨对虾密度为45ind/m2。实验用三疣梭子蟹苗及凡纳滨对虾皆购自连云港赣榆佳信水产开发有限公司。三疣梭子蟹于7月15日放苗，放苗时平均甲宽（7.27±1.91）cm，平均甲长（3.50±0.29）cm，平均体重（19.80±3.27）g；凡纳滨对虾经暂养后于7月20日放苗，放苗时体长（1.37±0.20）cm，平均体重（0.05±0.01）g。于10月5日收获完毕。
根据Avnimelech与卢炳国[13-14]等总结的生物絮团养殖系统的C/N公式，根据饵料投喂量调整糖蜜的添加量，通过添加糖蜜调控C/N水平为15。三疣梭子蟹饵料选用鲜活蓝蛤（壳肉比为3?27，含水率为78.29%，含碳量32.78%，含氮量9.76%）；凡纳滨对虾选用连云港正大农牧有限公司生产的对虾配合饲料（含水率7.00%，含碳量34.65%，含氮量6.72%）。添加碳源为购于山东寿光某公司的糖蜜（总有机碳含量28.91%）。
1.2.2实验管理鲜活蓝蛤每日18：00-19：00投喂1次，投喂量参照周演根等[1]。对虾饵料每天7：00-8：00与18：00-19：00投喂2次。每7天检查生长，根据虾蟹生长情况调整饵料投喂量。
养殖期间围隔不换水，仅补充因蒸发与渗漏造成的损失，水深保持在1.2～1.4m之间。7月底开始使用增氧机充氧。每晚10：00至次日清晨6：00充气，晴天下午2：00到4：00充气，并根据天气状况调整。随着饵料投喂量与糖蜜添加量的增加，生物絮团逐步形成后调整成全天24h连续充氧。糖蜜根据投饵量随时调整，充分溶解后泼洒，每2天泼洒一次，天气状况不好不泼洒。
本实验所用蜡样芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和硝化细菌活化后，每7～10d泼洒一次，选择在有风的晴天上午，泼洒糖蜜后施用。从2014年7月25日到9月30日，菌剂共泼洒7次。
1.3样品采集与预处理
本实验于2014年7-9月开展。每月下旬，用采水器在实验围隔的3个固定点采集中层水样，混合每个处理的3个重复水样，然后经800目筛绢过滤，取适量混匀水样置于无菌的聚乙烯瓶中，将采集水样于4℃保温箱迅速带回实验室待分析。
1.4日常水质指标测定
每天上午6：00-7：00用温度计测定水温（T），用便携式溶氧仪（SX716，上海三信仪表厂）测定溶氧（DO），每7天用便携式pH计（pH-033，ATC）测pH，手持式折光仪（ReefOctopus）测盐度（S）。
按照《海洋监测规范》（GB/T12763.4-2007）中推荐的方法测定的水体中总氨氮（NH4+-N）、亚硝酸盐（NO2--N）、硝酸盐（NO3--N）、总氮（TN）、活性磷（PO4--P）、总磷（TP）。NH4+-N测定采用靛酚蓝法，NO2--N测定采用重氮-偶氮法，NO3--N测定使用锌镉还原法，PO4--P测定采用钼蓝法，TN和TP采用过硫酸钾（K2S2O8）氧化法。叶绿素a采用金相灿等的方法测定[15]。
1.5Biolog-ECO板反应
Biolog-ECO板含6类碳源共31种底物碳（3个重复）的96孔板。板上含有三个对照孔，根据微生物对碳源底物的利用情况来分析微生物群落碳代谢特征（功能多样性）。本实验将150μL的样品原液或者经无菌0.85%NaCl溶液进行10倍稀释的水样加人ECO板的孔内，避光条件下恒温（28℃）培养，酶标仪分别测点样后7d（0、24、48、72、96、120、144、168h）内590nm和750nm下的光密度值。
1.6数据处理与统计分析
平均颜色变化率（averagewellcolordevelopment，AWCD）主要用于检测微生物对单一碳底物的利用能力计算方法[16]如下：
AWCD=∑[（Ci-R）590-（Ci-R）750]/n
式中：Ci为i孔碳底物光密度值；R为对照孔碳底物光密度值；n为培养基碳源种类数（取值随碳源种类数的变化而变化）。每个单孔的实际光密度值为该碳底物在590nm与750nm的光密度差值，其中数值取值＞0.06。
本研究用培养72h的测定的Biolog数据来计算细菌群落对六大碳源的利用强度、主成分分析及功能多样性指数[17-18]。其中多样性指数主要包括：Shannon指数（评估细菌的丰度和均度），McIntosh指数（评估细菌群落多维空间多样性），Simpson指数（评估最常见种优势度），S-E均匀度指数（评估细菌均度）。
本研究利用PCA分析和单因子方差分析（One-wayANOVA）来探讨不同处理在相同时间内细菌群落碳代谢特征的差异性。利用Excel2013、SigmaPlot12.5、spss17.0软件进行数据处理和分析，以P<0.05为数据显著性水平。
2结果
2.1碳氮比调控对虾、蟹混养系统水体中环境因子指标
表1结果显示，除T、pH和S外，不同处理组水体环境因子指标均存在显著差异，但不同指标趋势有所不同。总体上，各菌碳添加组N、P指标含量均显著低于对照组（P<0.05）。其中，NO2--N以C2和C5最低，而除了C2，其它处理组NH4+-N浓度均显著低于对照组；各添加菌碳处理组相比，C1和C2中Chla和TP显著高于其余处理组（P<0.05）。
2.2碳氮比调控对虾、蟹混养系统水体中细菌群落功能多样性
2.2.1平均颜色变化率（AWCD）图1为不同养殖模式水体中细菌群落AWCD值随养殖实验进行的动态变化。在同一时期，不同处理水体中细菌群落利用Biolog板上的碳源总量随着培养时间的进行总体上呈现上升的变化趋势，在不同时期，同一处理细菌群落对碳源总量的利用速度和能力均出现差异。7月，对照组C0的AWCD值最高，显著高于处理组C1和C2（P<0.05），与其余处理组差异不显著（P>0.05）。8月，处理组C3的AWCD值最高，明显高于其它处理组，C2组次之，而对照组C0则降到最低值。9月，处理组C1、C3和C5的AWCD相差不大，水平较高，均显著高于其他处理组（P<0.05）。
2.2.2对六大碳源的利用变化图2为不同养殖模式水体细菌对ECO板上不同类型碳源（聚合物、糖、羧酸、酚、胺和氨基酸）的利用情况。根据AWCD值可以看出，水体细菌对碳源利用具有选择性，主要为聚合物、糖类和氨基酸，且在养殖中后期差异显著。7月，以利用聚合物、糖类和氨基酸为主，不同处理对同一类型碳源的利用强度差异不显著（P>0.05）。8月，不同处理对六大碳源的利用强度均显著差异（P<0.05），均主要利用聚合物，糖类和氨基酸，其中处理组C3对这三类碳源的利用强度最高，显著高于对照组C0和C1。9月，不同处理对六大碳源的利用强度差异显著（P<0.05），均以聚合物和糖类的利用为主，其中处理组C1、C3和C5对这两类碳源的利用强度较高，显著高于处理组C4和C0（P<0.05）。
2.2.3对不同碳源利用的主成分分析（PCA分析）图3为不同养殖模式水体细菌对六大碳源利用的主成分分析结果。7月，六种碳源中提取的两个主成分因子，分别解释变量方差的29?41%和24.81%，其中PC2的得分系数差异显著（P<0.05），表现在对照组C0与处理组C3之间。8月，PC1和PC2分别解释36.61%和28?22%的变量方差，PC1和PC2的得分系数均差异显著（P<0.05），其中PC1得分系数差异表现在：处理组C2和C3与对照组C0和C1之间，PC2表现在：处理组C3与其余处理组之间。9月，PC1和PC2分别解释变量方差为53.37%和22.18%，PC1和PC2的得分系数均差异显著（P<0.05），PC1得分系数差异表现在：各处理间均差异显著（P<0?05），PC2表现在：处理组C0、C4和C5与其余处理组间。
与主成分PC1、PC2具有较高相关系数的碳源（r>0.06）见表2。7月，胺、糖类和氨基酸对PC1起分异作用，表明不同处理水体细菌群落对底物碳的利用在PC1上的显著差异是由这三类碳源导致的。对PC2起分异作用的碳源类型为：聚合物和羧酸。8月，对PC1起分异作用的主要碳源类型为：聚合物、糖类和氨基酸，而对PC2起分异作用的主要碳源类型为：羧酸和胺。9月，聚合物、糖类、羧酸和胺这四类碳源对PC1起分异作用，而酚和氨基酸对这两类碳源PC2起分异作用。
2.2.4利用碳源的多样性指数变化表3为不同养殖时间各养殖模式水体细菌在培养72h后利用碳源的多样性指数。结果显示，不同处理水体细菌群落的多样性指数在不同养殖时间呈现不同程度的差异。7月，不同处理水体细菌群落各类多样性指数均无显著差异（P>0.05）。8月，McIntosh指数在各处理间差异显著（P<0.05），且以处理组C3为最高，显著高于其它处理组（P<0.05），而对于Simpson指数、Shannon指数和S-E均匀度指数，各处理间均无显著差异（P>0.05）。9月，各多样性指数在不同处理间均差异显著（P<0.05），其中处理组C3的各多样性指数均为最高，显著高于处理组C0和C4（P<0.05），而Simpson指数、Shannon指数和S-E均匀度指数与处理组C1差异不显著。
2.3碳氮比调控下虾、蟹混养系统水体中细菌群落的碳代谢功能与环境因子之间的RDA分析
图4为不同模式水体细菌群落的碳代谢功能的时间变化与10种不同环境因子之间的关系。结果显示，随着养殖时间的延长，不同种类的环境因子影响了水体细菌群落的碳代谢功能，且代表不同处理的点分布在排序图的不同空间，说明不同处理组细菌群落存在不同程度的差异。7月，第一排序轴的特征值为53.1%，第二排序轴的特征值为21%，共能解释74.1%的变异信息。第一排序轴与环境因子变量NO3--N（-0.3078）负相关，与PO4--P（0.7411）、NH4+-N（0?6843）、TN（0.6266）、TP（0.5466）、Chla（0?3854）和NO2--N（0.0852）和正相关，第二排序轴与环境因子变量Chla（-0.7624）、NO2--N（-0.6978）、NH4+-N（-0.6334）、PO4--P（-0.5129）和TN（-0.4649）负相关，与TP（0?6533）和NO3--N（0.2296）和正相关。说明影响7月份水体细菌群落碳源代谢功能环境因子主要是：Chla、PO4--P、NO2--N、NH4+-N和TP，其中Chla主要对AWCD（正相关）、phen（正相关）和carh（负相关）等产生影响，PO4--P和NH4+-N主要对AWCD（正相关）和poly（正相关）等产生影响，NO2--N主要对Shannon（正相关）和phen（正相关）等产生影响，TP主要对S-E（正相关）、McIntosh（正相关）、Simpson（正相关）、carx（正相关）和phen（负相关）等产生影响。
8月，前两个排序轴的特征值为55%和25?1%，共能解释80.1%的变异信息，第一排序轴与环境因子变量NH4+-N（-0.1984）负相关，与NO3--N（0.9355）、NO2--N（0?9250）、TP（0?7290）、TN（0.5475）、PO4--P（0?5353）和Chla（0.0236）正相关。第二排序轴与环境因子变量Chla（-0.0116）负相关，与NH4+-N（0?3986）、PO4--P（0.2761）、TN（0.0876）、NO3--N（0?0760）、TP（0.0527）和NO2--N（0.0278）正相关。说明影响8月份水体水体细菌群落碳源代谢功能的环境因子主要是：NO3--N、NO2--N、TP、TN和PO4--P。其中这些环境因子主要是对：Shannon（正相关）、S-E（正相关）、phen（正相关）和carx（负相关）等产生影响。
9月，前两个排序轴的特征值为63.6%和25.1%，共能解释88.7%的变异信息，第一排序轴与环境因子变量NO3--N（-0.0719）负相关，与PO4--P（0.3897）、NH4+-N（0.2790）、TP（0.2430）、NO2--N（0.1516）、TN（0.0584）和Chla（0.0249）正相关。第二排序轴与环境因子变量TP（-0.6883）、Chla（-0?5295）、NO2--N（-0.3724）、TN（-0.3344）、NO3--N（-0.2877）、PO4--P（-0.1732）和NH4+-N（-0.0824）负相关。说明影响9月份水体水体细菌群落碳代谢功能的环境因子主要是：TP、Chla、PO4--P和NO2--N。其中TP和Chla主要对phen（正相关）、Simpson（正相关）、Shannon（正相关）、S-E（正相关）amin（负相关）和carx（负相关）等产生影响，PO4--P和NO2--N主要对carx（负相关）、poly（负相关）、amin（负相关）和AWCD（负相关）等产生影响。
3讨论
3.1碳氮比调控下虾、蟹混养系统水体中细菌群落的Biolog分析
Biolog方法对细菌群落多样性的检测是基于养殖环境内细菌对不同碳源利用程度的差异来实现的，通过检测ECO板吸光度的变化来评价不同环境区系细菌群落的生理特性和结构特征[19]，还可以在空间及时间尺度上研究细菌群落的变化[20-21]，具有易操作、灵敏度高、分辨能力强、数据丰富其可以直观的反应细菌群落结构的总体活性的优点[22]。本实验利用该方法研究发现虾蟹混养系统不同处理水体中细菌群落对碳源总量和不同类型碳源的利用随养殖实验的延长差异越来越显著，这说明细菌群落对不同类型碳源利用喜好和对总碳源的代谢能力存在差异，反映了碳源和菌制剂的添加促使养殖水体中细菌群落的结构组成产生差异。这可能是：在养殖水体中添加碳源，调节碳氮比可以促进异养细菌的生长[13，23]，添加芽孢杆菌可以提高水体对碳源代谢活性和利用能力[24]，添加硝化细菌或EM菌可以净化水质[25-26]，但硝化细菌在添加一段时间后，会抑制了环境水体中异养细菌的生长繁殖[27]，影响对碳源的代谢活性，这与本实验研究结果相似，说明养殖系统中添加碳源和菌制剂，影响了养殖环境中细菌群落的多样性。
Biolog的主成分分析可以用来直观地表述细菌群落代谢特征，是表征细菌群落功能多样性的重要手段[28-29]，其分布的空间位置用来反映细菌群落对碳源底物的利用能力[19]。本实验研究发现，虾蟹混养系统不同处理水体中细菌群落对碳源的利用能力差异显著（P<0.05）。7月，在分析图中分布均匀，说明不同处理间差异不显著，随着时间的推移，差异越来越显著。9月，不同处理间在分析图间的位置差异明显，其中处理组C3和C4在分析图中的位置与其他处理组显著不同，处理C3对六大碳源利用强度在总体上显著高于其他处理组（P<0.05），而处理组C4则对六大碳源的吸收水平较低稍高于对照组C0。这说明碳源和菌制剂的添加促使水体细菌群落不断发生动态变化直到达到稳定状态，最终导致C3组细菌群落组对碳源的代谢能力和强度最大，显著高于其它处理组。
细菌群落多样性指数不仅在总体上可以反应群落功能的动态变化，还是反映群落丰富度、均匀度和优势度的重要手段，但采用不同的多样性指数，会出现不同的研究结果[30]。本实验研究发现，不同处理水体细菌群落的McIntosh指数和Simpson指数随着养殖实验的进行呈现上升趋势，但八、九月相差不大，而Shannon指数和S-E均匀度指数均呈现先下降后上升的变化趋势。7月，处理组C3的Simpson指数和Shannon指均较低，而McIntosh指数和S-E均匀度指数则处于中间水平，处理组C4的McIntosh指数最低。8月，McIntosh指数在处理C3组中显著高于其它处理组，处理组C4组位于中间水平，其它多样性指数相差不大。9月，处理组C3中各类多样性指数均为最高，而处理组C4的McIntosh指数最低，Simpson指数和Shannon与对照组C0相差不大均显著低。这表明处理组C3细菌群落的空间多样性、物种丰富度和均匀度均较高，而C4组正好相反，这可能是处理组C4中存在明显的优势菌群，影响了其细菌群落的多样性和均匀度，从而影响了对底物碳总量和不同类型的利用。
3.2碳氮比调控下虾蟹混养系统水体中细菌群落碳代谢功能与环境因子的关系
本实验采用Biolog微平板培养法与冗余分析（RDA）进行相关分析，研究表明菌碳比调控下虾蟹混养系统水体中细菌群落碳代谢功能与养殖环境中理化因子间具有很好的相关性。结果显示，影响细菌群落碳代谢功能的主要环境因子7月份为：Chla、PO4--P、NO2--N、NH4+-N，8月份为：NO3--N、NO2--N、TP、TN和PO4--P，9月份为：TP、Chla、PO4--P和NO2—N。可以看出，N元素为养殖期间的主要影响因子，Chla为养殖初期的主要影响因子，P元素为养殖中、后期的主要影响因子。这可能是在养殖实验的初期，水体中碳源含量相对较低，细菌的生长繁殖需要的碳源主要依赖于浮游植物释放的有机物[31-32]；随着碳源的添加，养殖环境中含有充足的有机碳源，这时期环境内的NH4+-N（提供了55%～99%总氮吸收）等无机氮盐，可以直接影响了细菌的生长和代谢[33-34]，也可以通过影响浮游细菌的捕食者来间接影响细菌种类的多样性[35]；养殖水体中P元素（TP和PO4--P）具有溶解性和流动性较低[36]的特点，而碳源的添加，使得TP和PO4--P相对含量进一步降低，因此P元素成为养殖中、后期的主要限制因子[37]。
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EffectofcarbonsourceonfunctionaldiversityofmicrobialCommunityinthe
polyculturesystemofPortunustrituberculatusandLitopenaeusvannamei
LIJie1，TIANXiangli1**，DONGShuanglin1，ZHANGKai1，
WANGWenjun1，SONGJiaojiao1，ZHANGQingqi2
（1.TheKeyLaboratoryofMariculture，MinistryofEducation，OceanUniversityofChina，Qingdao266003，China；
2.MarineFisheryTechnologyGuidingOffice，Ganyu，Lianyungang222100，China）
关键词：植物多样性景观生物多样性影响
1植物多样性的概念
植物多样性（plantdiversity）是生物多样性中以植物为主体，由植物、植物与环境形成的复合体及与此相关的生态过程的总和，是生物多样性研究和保护的主要内容。由定义可知，植物多样性主要研究植物在物种水平上的多样性，涉及到植物学、植物生理学、植物地理学、景观生态学、植物群落学等等多种理论。植物多样性也包括四个层次。植物多样性是群落组织结构的重要特征，它一方面反映了群落中物种的丰富程度，另一方面反映了不同地理条件与群落的相互关系以及群落的动态与稳定。植物多样性可以分为：α多样性，β多样性和γ多样性。α多样性是指群落或生境内种的多度；β多样性是指在一个环境梯度上，从一个生境到另一个生境之间所发生的种的多度变化的速率和范围；γ多样性是指在一个地理区域内（例如岛屿）一系列生境中种的多度，它是这些生境的α多样性和生境之间β多样性的结合。
2植物多样性的评价指标
植物多样性评价指标有α指数、Simpon指数、Shannon-Wiener指数、中间相遇机率PIE、Pielou均匀度指数、Patrick丰富度指数。在园林景观中常用到的指标是Simpon指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Patrick丰富度指数[1]。下面对这几个指标表简要介绍：
Simpon指数是多样性的反面集中性的度量。公式为：
D=1-∑（Pi）2
其中：S-所在群落的物种数目；Pi=Ni/N（N-所在群落的所有物种的个体数之和；Ni-所在群落内物种i的个体数）。
Shannon-Wiener指数源于信息理论。它表明群落中生物种类增多代表了群落的复杂程度增高，即H值愈大，群落所含的信息量愈大。公式为：
H=-∑|niMNln（ni/N）|
其中：ni-第i个种的个体数目，N-群落中所有种的个体总数。
Pielou均匀度指数指群落中各个种的多度的均匀程度，即每个种个体数间的差异。其计算通常用实测多样性和最高多样性的比来表示。最高多样性即所有种的多度都相等时的多样性。常采用以Shannon-Wiener多样性指数为基础的计算式：
J=H/Hmax
其中：H为实测多样性指数：Hmax是理论上最大的多样性指数。
Patrick丰富度指数反映了群落中物种总量。公式为：
Pa=S
其中：S-所在群落的物种数目。
3植物多样性及其景观作用
3.1植物多样性影响景观破碎化程度
植物多样性在一定程度上能够反映群落内植被的密度。植物多样性通过植物间的空隙来影响景观的破碎化。景观的破碎化常常以植被基质中空隙的形成开始的，随着植物多样性的减少，一定程度上使空隙越来越大，基质内部的联系减弱，这些空隙成为景观中的基质，植被成为空间基质中的斑块，景观逐步破碎化。严重的破碎化影响植物物种的恢复和生存。这样形成恶性循环，景观质量发生急剧变化。以森林景观为例，适度的采伐森林使森林的植物多样性保持在适宜的水平上能使森林自然更新效果最佳，而过度采伐使森林不能正常生长更新，森林的物种多样性减少，森林逐步破碎化。森林破碎化产生的最显著后果表现在植物上，在每个小斑块中，林木死亡率几乎会高出正常的几倍。
3.2植物多样性影响景观类型多样性
植被是重要的景观元素，是景观生产力的基础，也是景观分类的重要依据，植被的发育和变化是景观形成和变化的重要影响因素。植物多样性能够体现群落的外貌，不同的植被类型呈现不同的景观类型，如农田景观、森林景观、草地景观、果园景观等。植物多样性增加能够增加景观类型的多样性，但景观类型多样性并非越高越好，景观类型多样性过高会导致景观破碎化，从而反作用于植被，降低植物多样性。
不同的植物其形态、质地、色彩均有差异，多样的植物可以营造更加丰富的景观，从而满足人们不同的审美需求，满足城市不同的环境条件的要求。以中国南北植物差异为例，植物对环境等条件的适应性决定了植物的多样性和南北园林绿化的不同，北方树木多高大雄伟、季相变化明显，南方树木多姿态婆娑、且季相变化不大，这就形成南北迥异的园林景观。
3.3植物多样性影响景观的稳定性
景观的稳定性主要体现在植物群落的结构稳定与平稳的演替更新。植物多样性是群落特性的重要指标之一，在一定程度上能够反映支取群落的生境差异、结构类型、演替阶段和稳定程度。不同种类的植物个体大小差异有别，在一定的空间尺度范围内所能容纳的植物个体数量差异明显。个体小的植物种类对植物多样性的计算起决定作用。王日明[2]等人的研究表明：小体量的草本类植物是群落中不可缺少的组成部分，但用群落学原理分析，对群落结构稳定与群落演替起决定作用的并不是个体体量小而数量多的种类，而是上层的高大乔木类。理想的群落应当乔灌草合理搭配，具有合理的物种多样性，是景观在时间尺度和空间尺度上保持稳定性，实现景观的可持续发展。奥姆斯特德在波士顿大都市公园系统规划种，就是通过改善植物物种多样性的方法改造查尔斯河道，在河道两岸种植能够抵抗周期性洪水和盐碱的植被使之能够自然地生长，从而恢复了沼泽地整体的自然演替过程，提高了查尔斯河流景观的稳定性[3]。
3.4植物多样性影响景观格局
景观格局，一般是指其空间格局，即大小和形状各异的景观要素在空间上的排列和组合，包括景观组成单元的类型、数目及空间分布与配置，比如不同类型的斑块可在空间上呈随机型、均匀型或聚集型分布。植被是影响景观格局形成的因素之一。中国科学院生态环境研究中心学者马克明[4]等人通过对北京东灵山地区暖温带落叶阔叶林中7种主要森林和1个灌丛类型的物种多样性（物种丰富度和Shannon指数）和景观格局多样的研究，说明了植物多样性和景观格局之间具有相关性。群落中乔灌草具有不同的物种多样性，三者的配置与分布形成多样化的景观格局。
4小结
植被是景观的重要构成要素之一，因此植物多样性势必影响景观的特征。由于植物群落是一个复杂的、动态变化的有机体，它涉及到植物的生理、环境、景观生态等各个方面，因此，植物多样性对景观破碎化、景观类型多样性、景观稳定性和景观格局并不是单一或单向进行的，而是对景观各个特征多重影响，景观破碎化受到影响其他三个方面势必受到影响。
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现行农业统计
报表制度是采用农作物播种面积来计算单产(曹利剑,1997),即:农作物单产=农作物总产量/农作物总面积。其中,农作物总产量为10种农作物的产量总和,农作物总面积为10种农作物的播种面积总和。面板数据模型本文采用面板数据模型进行分析,所谓面板数据,是指截面数据与时间序列数据组合起来的一种数据类型,它有截面和时间序列两个维度,可以克服时间序列分析受多重共线性的困扰,能够提供更多的信息、更多的变化、更少的共线性、更多的自由度和更高的估计效率,使参数的估计结果更加可靠。农作物产量涉及农田景观格局变化、投入水平等多种因素影响,而且这些因素具有时空变异特征,适宜于构造面板数据模型来考察它们对农作物单产的影响,且在引入多个控制变量的情况下,面板数据模型能够有效地估计农田景观多样性指数变化对农作物单产的影响。影响农作物单产的因素很多,在这方面也已有较多研究,邵晓梅[13]指出土地利用集约度的变化,即有效灌溉面积、化肥施用量、农业机械总动力等均对农作物单产有影响;周四军[14]认为影响我国农作物生产的主要因素有四个方面,分别是土地、化肥、农机动力、农业劳动力;肖海峰和王姣[15]选取粮食总产量、粮食播种面积、粮食成灾面积等变量建立柯布—道格拉斯生产函数;谢杰[16]认为影响农作物单产的因素包括劳动力、物质投入、土地、生产方式、产业结构、技术进步、制度因素等,并使用逐步回归和加权最小二乘回归等单方程计量经济学方法,选取农业化肥施用量、粮食播种面积、成灾面积、农业机械总动力、农业劳动力、制度变迁为解释变量,构建了一个中国粮食生产函数,对我国1978~2004年间的数据进行了分析。为了涵盖上述这些因素,本文在选择要研究的农田景观多样性指数作为解释变量的基础上,选择农林牧渔劳动力、新增耕地、农业机械总动力、有效灌溉面积、成灾面积、化肥施用量、农药用量、总播面积作为控制变量,它们是非研究变量,但也是影响被解释变量的重要因素,必须进入回归方程,从而可以避免农田景观多样性指数对农作物单产的影响被高估或者低估。本文以农作物单产作为被解释变量,选择柯布—道格拉斯生产函数作为分析县城农作物单产与农业景观多样性指数关系的模型,为消除量纲差异对估计结果的影响,本文对各变量的原始值做了取对数运算,将模型参数线性化,因此,本文采用以下面板数据模型:数据及来源本文所使用的数据主要包括农田景观数据以及农业生产投入要素数据。农田景观数据有全国多县的稻谷、小麦,玉米、豆类、薯类、棉花、油料、麻类、糖类和水果的面积和产量。这些数据均来自于中科院地理科学与资源研究所。农业生产投入要素数据包括总播面积、有效灌溉面积、化肥施用量、农药用量、农业机械总动力等。这些数据以及人口数据均来自于中科院地理科学与资源研究所。本文所采用数据的描述性统计及各变量间的相关系数。相关系数检验结果可以看出,各变量间不存见明显的多重共线性。
结果和分析
从拟合优度来看,R2=0.401对于统计量为19970的数量来说拟合优度较好,说明该模型能够较好地解释农田景观多样性指数及各控制变量对农作物单产的影响。从模型的总体显着性来看,该模型中各变量对农作物单产的共同影响是显着的。农田景观多样性指数的弹性系数估计值为0.268,在1%水平上显着,说明在县城水平上,在控制其他因素的影响下,农田景观多样性指数对于农作物单产有显着的正面影响。ey/ex为0.058表示在一定范围内,农田景观多样性指数每增加1个单位时,农作物单产增加0.058个单位,且表现为强弹性。本文以中国1996年至2005年的县级面板数据为基础,构建了面板数据随机效应计量模型,以农田景观多样性指数为解释变量,农林牧渔劳动力、新增耕地、农业机械总动力、有效灌溉面积、成灾面积、化肥施用量、农药用量、总播面积为控制变量来估计农田景观多样性指数对县城农作物单产的影响。研究表明,从整体上看,县级农田景观多样性指数在一定范围内的升高对于农作物单产具有明显的促进作用。针对这些情况,本文提出以下建议:(1)保持农田景观格局多样化,避免农田景观格局破碎化。本文经过实证研究表明,农田景观多样化将对农作物产量产生明显的促进作用,农田景观多样性的提高使得生物群落物种丰富化、多样化,害虫和天敌之间的相互作用增强,使得生态系统更加稳定,从而有效促使农作物单产增加。然而,过高的景观多样性将使得景观格局破碎化,它会削弱生态系统天敌和害虫自我调节功能,降低农业可持续性(张保华等,2007),造成农作物减产。(2)加强农业基础建设,采取灾害应对机制。农业机械化对提高农业产值有很大的贡献[18]。通过面板数据模型估计显示,农业机械总动力对农作物单产有促进作用,而成灾面积对农作物单产有反向作用,因此应加大农田基础设施投入,提高农作物生产的物质装备水平,同时应提高灾害应对措施,尽量避免因发生灾害造成农作物减产。
摘 要：园林是人类接触大自然的一面窗口，其生态系统功能关系到人居环境质量的提高，在园林的生态系统当中，生物多样性的保护与园林生态系统质量息息相关，但由于受到各种因素的影响，使得园林生态系统面临各种问题，因此本文将在对园林生态系统中生物多样性影响因素分析的基础上，探讨相关的保护措施，以提高园林生态生物系统的质量水平。关键词：园林生态；生物多样性；系统保护中图分类号：S731
文献标识码：A1 园林生态系统中生物多样性的影响因素分析园林生态系统中的生物多样性，存在于特定的环境中，由光、热、水、风等非生物因素构成，而且动物、植物、微生物之间形成直接影响或间接影响的关系，对生态系统中生物的生长、发育和分布等，产生很大的影响。1.1 景观类型的影响园林景观生态系统中，不同类型的景观，表现出不同的大小、形状等，这对生物的种类和分布具有很大的影响，譬如水体的深浅、动静、淡咸、缓急等，直接决定水体当中浮游生物、脊椎动物、底栖动物，以及其他植物和藻类的类型。再如园林草地大面积的硬质铺装，相比于动物在自然立地条件下的迁移和栖居，是有很大区别的，甚至会出现一系列的负面影响。1.2 景观面积的影响园林当中分布的绿地，具有岛屿栖息地的特征，只要掌握各种生物的生活环境，就能够对园林景观物种多样性的变化趋势进行准确预测，园林景观单位面积的生物量、生产量和养分提升，生物种类就会增多，给生物躲避干扰天敌提供有利环境，反之，如果园林面积小，其结构较为单一，提供给生物的资源势必有限，这样将不利于生态系统物质、能量等的流动。1.3 外来物种的影响在园林景观面积和资源一定的情况下，如果外来物种增加，本地的物种将会减少，很多外来物种抗干扰能力和适应性水平比较高，在找到相似栖息地之后，基因的交换和物种的流动就会增加，而本地的物种生存空间可能会被积挤压，削弱生物多样性的良性发展能力。2 园林生态系统中生物多样性的保护措施探讨生态系统作为园林景观的重要组成内容，其规划设计必须在满足观赏性、艺术性基本要求的基础上，对生态环境进行改善，形成合理的生物生存空间和营养结构，以有效保护生态系统中生物的多样性。2.1 合理设计园林景观的类型园林景观的类型基本上确定了生物的生存条件，常见的园林类型有生产型、保健型、观赏型、文化环境型几种，从功能特殊性的角度划分，又分为珍稀濒危、生物专类、景观生态、水族馆等类型。园林景观的类型多样化，决定了生物物种的多样化。因此生物多样性的保护，首先需要合理设计园林景观的类性，为生物物种的生存和发展创造有利的条件。笔者认为需要结合生态学的特点，园林生态类型进行有合理规划，譬如观赏型的园林可以多种植观赏性较强的植物和养殖观赏性较强的动物，生物专类园则模拟大自然自然生态群落中动植物的配置特点，创建花卉、竹、经济作物、果树、乡土植物、中草药、鸟类园、热带鱼类等园区，为各个园区的动植物创建一个合理的生态链，并利用当地的气候、地形等，不断丰富生物的种类。2.2 合理规划园林景观的面积园林景观的面积，直接决定生态系统中生物的生存空间。生物的多样性保护对空间的要求比较高，如果空间有限，生物与生物之间，尤其是同类生物之间的生存空间将会变得狭窄。笔者认为我们应该摒弃传统园林外部形式美的片面追求，而要开始重视合理配置园林景观空间的生物物种，以“因地制宜”作为基本原则，将各种乔木、灌木、草本植物合理配置在同一个群落中，并利用有限的空间资源，创建一个稳定共存的复层混交型的植物群落，然后利用这些植物群落作为鸟类、昆虫、小型兽类等动物的过度空间，使得动植物之间的物种自然协调，并增强抗干扰的能力。另外，园林景观的绿化空间要不断增加，合理控制绿化的形式和密度，以免动植物物种单一，笔者认为可以采用植物垂直绿化的模式，丰富园林的环境层次，为动物提供更多的栖息地，或提高园林地形的起伏程度，这样就能增加种植的面积和动物栖息的面积，而且还能够有效利用光、风、水、土壤等资源。2.3 合理控制园林景观的物种园林景观的物种是生态链形成的基础，而生态链的合理与否，直接影响生物物种的多样性。我们在建设园林的时候，在面积和范围固定的情况下，要合理控制园林的物种类型，对现有的环境资源进行综合性规划，以扩大物种的保护范围和保护层次。以往的园林建设，园林和园林之外自然环境的联系比较少，容易形成独立的“生境岛”，因此很难实现园林生物的迁移。笔者认为我们应该充分利用园林周边的自然环境，建立园林和周边自然环境的纵横联系，为园林内外的生物提供更大的延伸和扩展空间，以形成城市大园林的生态网络。当然，在建立园林内外部景观环境的同时，还要注意物种之间迁移的控制，那就要加大园林内部物种的管理力度，一方面需要防止外来物种的不合理侵入，保护园林原有的动植物，另一方面为园林外动植物开辟进入园区的“绿色”通道，实现物种迁移的自然让渡，那末园林的生物物种多样性就能够得到有效的保护。3 结语综上所述，生态系统作为园林景观的重要组成内容，其生物多样性受到景观类型、景观面积、外来物种的影响，譬如园林面积小，其结构较为单一，提供给生物的资源势必有限，这样将不利于生态系统物质、能量等的流动。因此，我们需要加大园林生态系统生物多样性的保护力度，一方面是合理设计园林的景观类型，为生物物种的生存和发展创造有利的条件。另一方面是合理规划园林景观的面积，协调生态系统中生物的生存空间，并合理控制园林景观的物种，这样才能够有效保护园林生物物种的多样性。参考文献[1] 周安平.浅析城市生态园林工程施工中对植物多样性的保护[J].理论研究苑，2011（5）：208.[2] 金松岩，张敏，刁锐.景观生态学在生物多样性保护中的作用[J].内蒙古环境科学，2009，21（5）：22-25.[3] 肖扬.生态旅游对自然保护区生物多样性保护的影响及对策[J].中国西部科技，2008，7（36）：58-59.作者简介：刘传志（1980-），男，山东青岛， 青岛园林环卫技术学校助理讲师，主要从事园林经济管理和园林生态方面的研究。
关键词：河流生态功能水文变化生物学
大坝建设对生态环境的影响是近来讨论的热点问题，学者和公众对于大坝建设对景观多样性、文化多样性、生物多样性的（生态系统、物种、基因）影响“存在性”基本认可，但对影响“程度”认知相差甚远！争论体现了：开发与环境保护协调发展的“度”的衡量，日益高涨的环保意识与不明确的生态环境保护目标的矛盾，以及由于目前理论与现状资料缺乏导致的大坝建设的“真实生态影响”难以搞清等问题。
淹没、阻隔、径流调节变化对生态环境的影响是大坝建设关注的主要问题，如何评价这些影响并提出缓减措施，是未来水利水电建设必须解决的问题，认识河流的生态结构与功能是评价的基础。基于这一认识，本文概要介绍河流生态功能与水文过程的生态效应，以期对水利水电工程建设的生态环境保护提供借鉴。
一、河流的生态结构
河流是一个完整的连续体，上下游、左右岸构成一个完整的体系，连通性是评判河道或缀块区域空间连续性的依据。高度连通性的河流对物质和能量的循环流动以及动物和植物的运动等非常重要。
从横向上讲，河流宽度指横跨河流及其临近的植被覆盖地带的横向距离。影响宽度的因素有：边缘条件、群落构成、环境梯度以及能够影响临近生态系统的扰乱活动（包括人为活动）。连通性和宽度构成了河流生态系统的重要结构特征。
二、河流生态功能
河流的生态功能包括：栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等方面。
1生态功能-栖息地功能
栖息地是植物和动物（包括人类）能够正常的生活、生长、觅食、繁殖以及进行生命循环周期中其它的重要组成部分的区域。栖息地为生物和生物群落提供生命所必需的一些要素比如空间、食物、水源以及庇护所等。河道通常会为很多物种提供非常适合生存的条件，它们利用河道来进行生活、觅食、饮水、繁殖以及形成重要的生物群落。
河道一般包括两种基本类型的栖息地结构：内部栖息地和边缘栖息地。内部栖息地相对来说是更稳定的环境，生态系统可能会在较长的时期仍然保持着相对稳定的状态。边缘地区是两个不同的生态系统之间相互作用的重要地带。边缘栖息地处于高度变化的环境梯度之中。边缘栖息地中会比内部栖息地环境中有着更多样的物种构成和个体数量。边缘地区相当于对其内部地区起到了过滤器的作用。边缘地区也是维持着大量动物和植物群系变化多样的地区。
栖息地功能作用很大程度上受到连通性和宽度的影响。在河道范围内连通性的提高和宽度的增加通常会提高该河道作为栖息地的价值。河流流域内的地形和环境梯度(例如土壤湿度、太阳辐射和沉积物的逐渐变化)会引起植物和动物群落的变化。宽阔的、互相连接的，并且具有多样的本土植物群落的河道是良好的栖息地条件，通常会发现比在那些狭窄的、性质都相似的并且高度分散的河道内存在着更多的生物物种
2通道作用
通道功能作用是指河道系统可以作为能量、物质和生物流动的通路。河道由水体流动形成，又为收集和转运河水和沉积物服务。还有很多其它物质和生物群系通过该系统进行移动。
河道既可以作为横向通道也可以作为纵向通道，生物和非生物物质向各个方向移动和运动。有机物物质和营养成分从高处漫滩流入低洼的漫滩而进入河道系统内的溪流，从而影响到无脊椎动物和鱼类的食物供给。对于迁徙性野生动物和运动频繁的野生动物来说，河道既是栖息地同时又是通道。生物的迁徙促进了水生动物与水域发生相互作用(例如:鲑鱼溯河产卵的迁移活动。产卵期间溯河到达河流系统上游地段的那些产卵的和垂死的大量成熟鱼种为河流提供了营养物质输入和促进生物量的增加。因此，连通性对于水生物种的移动是非常重要的，同时河流上游源头地区从海洋中获得营养物质)。
河流通常也是植物分布和植物在新的地区扎根生长的重要通道。流动的水体可以长距离的输移和沉积植物种子；在洪水泛滥时期，一些成熟的植物可能也会连根拔起、重新移位，并且会在新的地区重新沉积下来存活生长。野生动物也会在整个河道系统内的各个部分通过摄食植物种子或是携带植物种子而造成植物的重新分布。
河流也是物质输送的通道。结构合理的河道会优化沉积物进入河流的时间和供应量以达到改善沉积物输移功能的目的。
河道以多种形式成为能量流动的通道。河流水流的重力势能不断的雕刻流域的形态。河道可以充分的调节太阳光照的能量和热量
进入河流的沉积物和生物量在自然中大部分通常是由周围陆地供应的地方，河道的宽度是非常重要的。宽广的、彼此相连接的河道可以起到一条大型通道的作用，使得水流沿着横向方向和河道的纵向方向都能进行流动。狭窄的或是七零八碎的河道中常常受到限制。
3过滤和屏障作用
河道屏障作用是阻止能量、物质和生物运动的发生，或是起到过滤器的作用，允许能量、物质和生物选择性的通过。河道作为过滤器和屏障作用可以减少水体污染、最大程度的减少沉积物转移,常提供一个与土地利用、植物群落以及一些运动很少的野生动物之间的自然边界。
影响系统屏障和过滤功能作用的因素包括连通性（缺口出现频率）和河道宽度。一条宽广的河道会提供更有效的过滤作用，而一条相互连接的河道会在其整个长度范围内发挥过滤器的作用。沿着河道移动的物质在它们要进入河道的时候也会被选择性的滤过。在这些情况下，边缘的形状是弯曲的还是笔直的将会成为影响过滤功能的最大因素。
物质的输移、过滤或者消失，总体来说取决于河道的宽度和连通性。在整个流域内向着大型河流峡谷流动的物质可能会被河道中途截获或是被选择性滤过。地下水和地表水的流动可以被植物的地下部分以及地上部分滤过。
河道的中断缺口有时会造成该地区过滤功能作用的漏斗式破坏损害。例如，在沿着河道相互连接的植被中出现一处缺口，就会降低其过滤功能作用，集中增加了进入河流的地表径流，造成侵蚀、沟蚀，并且会使沉积物和营养物质自由的流入河流之中。
4源汇作用
源作用是为其周围流域提供了生物、能量和物质。汇的作用不断的从周围流域中吸收生物、能量和物质。
河岸一般通常是作为“源”向河流中供给泥沙沉积物。当洪水在河岸处沉积新的泥沙沉积物时它们又起到“汇”的作用。在整个流域规模范围内，河道是流域中其它各种斑块栖息地的连接通道，整个流域内起到了能够提供原始物质的“源”和通道的作用。
泛滥平原植被的源汇功能作用：通过减缓或是吸收洪水从而降低下游洪水泛滥；在洪水来临时期保持了沉积物和其它物质防止流失；为土壤有机物质和水生有机物质提供了来源。
生物和遗传基因方面的“源”/“汇”集养的关系非常复杂。小的森林斑块地带可以被看作是“汇”，这些区域会通过使这些物种不能在此地区得到很好的繁殖而导致它们的物种数量和遗传基因多样性减少。相比较而言，大型森林地带具有足够的内部栖息地，就能维持鸟类成功的繁殖从而成为能够提供更多个体数量和新的遗传基因组合的“源”。三、水文过程的生态学效应
河川水流的空间和时间特征比如快与慢，深与浅，急流与平缓，以及洪峰与低峰流量等。这些水流特征能够影响到大量河流物种的微型和大型分布模式。很多生物对于水流速度是非常敏感的，因为它表示了传送食物和营养物质的一种重要机制，然而也限制了生物体继续生存在河流段落中的能力。一些生物也会对于水流的时间变化作出反应，可能会增加死亡率、改变可用的资源以及打破物种之间的相互作用。
河流中的水流速率决定了水中浮游生物是否能够生长并且维持它们自身的发展。河流中水流速率越慢，其中生长在岸边和底部的生物群落结构和外形就会越接近静水中的模式。
丰水期高流量对很多物种迁徙时间和许多鱼类产卵会起到提示作用。高流量也能对河床物质提纯和分类并且冲刷积水区。极端的低流量或许会限制幼鱼的产量因为这样的流量经常发生在新苗补充和生长时期
1水流动态对水生生物多样性影响的关键过程
（1）水流是河流生境的主要决定因素，同时也是生物组成的决定性因素，水流动态的改变在不同空间尺度上改变了栖息地，而且影响了物种的分布和丰度以及水生群落的组成和多样性。河流的流动影响了：河道的形状、大小和复杂性，支流和三角洲的形成，浅滩、激流、深潭和净水区域的分布，基质缀块的多样性和稳定性，食物的类型和数量，以及主河道与漫滩的相互作用特征。河流和漫滩的生物已经适应了这种复杂多变的生境格局，生物多样性常常与生境的复杂性直接相关。大型流域生境的多样性一般较高，因此也比小流域支持了更多的水生生物。
（2）水生生物的完成生长史直接响应与天然水流动态，流动特征对塑造生长史产生主要的影响，同时水流动态的改变会导致土著物种多样性的丧失。许多研究表明，降雨与径流的依时变化是河流和湿地的植物、无脊椎动物和鱼类生命循环的主要驱动。
（3）维持河流纵向和横向的连通性对于许多河流物种种群的生命力是非常必要的，纵向和横向的连通性的丧失会导致种群的隔离以及鱼类和其他生物的局部灭绝。
（4）水流动态的改变为外来物种的入侵提供了条件。
2水文特征变化的生物学效应
长期的水文动态与生物的生长史相关,近期的水文事件对种群的组成和数量的影响,现状水文特征主要对生物的行为和生理有影响.
(1)流量与频率变化对生物的影响
频繁变化:增加冲刷，敏感物种丧失;破坏生物生命循环
流量稳定化:改变能量流动,外来生物容易入侵;导致生物局部绝灭、威胁土著物种、改变种群组成;减少水和营养物质进入河漫滩，导致植物：幼苗干化，植物种子扩散条件变差
(2)来水时间的改变对生物的影响
季节性高峰流量的丧失会导致：鱼类产卵、孵化和迁徙激发因素中断；鱼类无法进入湿地或回水区；改变了水生生物的食物网结构；岸边植被复原能力降低或消失；植被生长的速度减缓
(3).来水时期对生物的影响
长时间的小流量导致水生生物聚集；植被减少或消失；植被的多样性消失；植物生理胁迫导致植物生长速度较低；导致地形学的变化。
改变淹没时间会改变植被的覆盖类型
延长淹没时间：植被功能发生变化；对树木有致命的影响；水生生物的浅滩生境丧失。
(4).变化的速度对生物的影响
陡涨陡落导致水生生物被冲刷或搁浅，洪水的暴落导致生物幼苗种群不能建立。
结语
河流的生态功能的认识是评价大坝与河流作用的基础，本文对河流的栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能进行了概要介绍，对水文过程的变化与生物多样性及生物学效应进行了总结。希望能够对大坝建设导致的阻隔、淹没、水文调节变化对生态环境的影响有一个基本的概念。
大坝对生态环境的影响的研究亟待深入，在未来的研究与工程建设中，建议：
（1）重视大坝环境影响，加强生物与非生物学科的交叉研究，强化生态水文学研究与发展
[关键词]土地整理 生态保护 生物多样性 农地整理
土地整理是指根据社会经济发展的需要,采取一定的手段,对土地利用方式、土地利用结构和土地利用关系进行重新规划与调整,以提高土地利用率,实现土地集约利用目标的一种措施。当前,土地整理过多地关注耕地数量的增加,而对由此引起的生态问题重视不够。不适当的整理方式和技术,使土壤性状发生变化,农田生态系统的稳定性下降,最终使生物量减少,甚至造成整个生态系统破坏。因此,探讨土地整理对生物多样性的影响,重视土地整理生态设计,以减少对生物链的不良影响,保持生物多样性,尤为迫切与重要。
一、土地整理的生物多样性影响分析
对农业区域生物多样性的保护,不能像保护自然生态系统那样通过建立生态自然保护区来实现,农业区域是人类进行生产、生活的地方,因此要保护该区域的生物多样性,不能以牺牲该地区人们的生产、生活为代价,而是应该通过工程措施,对生物多样性从物种多样性、遗传多样性等层次上进行利用与保护。
1.土地整理单项工程的影响
土地整理的目的之一是增加耕地、提高土地利用率。因此,原有未利用地上的原生、次生自然生态系统将被单一的农作物替代,景观多样性将降低,某些生物的生存空间遭到破坏,不仅导致植物、动物的物种多样性的降低,还有可能导致病虫害发生的频率和强度的增加。在土地平整工程中,机械对土壤的扰动,使得土壤环境发生了剧烈的变化,破坏了土壤中的微生物生境,从而导致土壤微生物大量死亡;混凝土渠道的修建对水生生物的影响也较为显著,渠道直且光滑,提高了水的利用率,但却导致渠道中水生生物的死亡。为了营造水生生物生存的环境,通过排水沟设计为水生生物提供避难所。土地整理中排水沟通常不加衬砌,而且在田块的较低部位,由于地下水的渗漏,即使在最干旱的晒田期也能涵蓄一定的水量来保证水生生物的存活;田块间的田埂、道路两侧的农田防护林则可以成为一些动植物的栖息地,对病虫害发生的减少、农田生态系统的生物多样性的维持有着积极的作用。
2.土地整理布局的影响
农地的整理多为实现一定的社会和经济效益,因此在整理布局中,很多只考虑经济性以及耐用性,而忽视了生态的考量,这极不利于农业的可持续发展。为了节省农地整理的资金投入,在修建排水渠道时,对沟渠进行裁弯取直是一种普遍的现象,此外一些地区在田间大量铺设混凝土路面和沟渠,并误认为这是一种高品位的设计,这种混凝土钢筋结构的沟渠,特别是沟渠采用“三面光”的设计,这不仅增加了投资,而且减少了绿地面积和生物栖息的场所,影响了土地生态环境。
生物生存环境的恶化直接减慢了农田物种的扩散,生物的栖息地被混凝土钢筋结构的沟渠隔开,物种的扩散受到影响,导致群体趋向不稳定,造成生物多样性的下降。在土地整理的空间结构上,土地整理中“路成框”的指导思想势必引起项目区的景观破碎,导致植被斑块间的自然连通度降低,进而影响到生物多样性的发展。但是,沟渠和农田防护林的建设在某种程度上减轻了这种威胁。沟渠遍布在整个项目区,而且在沟渠与路相交处有涵管、桥等水工建筑保证沟渠的贯通,这就为一些动物的迁移、植物孢粉的运移提供了可能。农田防护林在项目区也基本贯通,是动植物迁徙的重要廊道。土地整理中防护林的建设提倡选用本地物种,这对保护生物多样性也有着积极的响。
二、土地整理生态化设计
生态保护型整理模式多种多样,有从农地整理结构设计、道路设计和河沟渠设计3个方面构建了保育形模式;有从生态模式、仿自然模式和等级模式3个生态型农地整理模式;有从国内外土地整理研究和实践的新成果中,
提出的我国景观生态保护型土地整理设计模式中构想等等。其中可以起到保护生物多样性的方式如下:
(1)田间路不宜使用混凝土结构,尽量采用土石铺路,混凝土结构不具透气性,导致花草树木无法生长,一些小型动物和微生物无法栖息,从而减少了生物的多样性,破坏了该地方的生态平衡。
( 2) 渠道边坡不宜过陡,尽量设计为缓坡。渠道边坡是许多生物生长和栖息的地方,边坡太陡,渠道水位变化过快,很容易对边坡一带的动植物带来冲击,增加了两边生物的存活难度,因此在修建渠道时应该尽量延长渠道边坡的长度,以增加和稳定两岸动植物的生存空间,在条件允许的情况下,可以修建复式断面的渠道。
(3) 笔直无弯道渠道虽然最具经济效益,但就保持生物多样型来说,凹凸多变的渠道无疑是最佳的,笔直无弯道渠道水流湍急,不利周围生物的栖息和藏匿,多变渠道的渠道则可以阻挡、改变水流,稳定水温,同时渠道凹凸处也是许多生物理想的栖息地。
( 4) 渠道周围规划植栽。渠道周边缺植栽,造成日光直接照射,使日夜温度差很大,对生态的发展亦有不良影响。植栽可提供阴影,缓和水温的变化,制造野生动植物栖息的有利环境。
( 5) 保留一定的沟塘和低洼地区。沟塘和低洼地的生产力虽然不高,但却是野生动植物良好的栖息生长之所,它可净化环境,减少旱涝。
三、结语
土地整理应实现经济效益、社会效益和生态效益的统一与和谐,随着人类对生态保护意识的增强,保持、改善生态环境和追求社会、经济的发展,对人类是同等重要的。
参考文献:
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