洈水国家湿地公园植物多样性、主要群落及数量特征

2019-09-16徐艺文陈浩赵洪波

湖北林业科技 2019年4期

徐艺文　陈浩　赵洪波

摘要：国家湿地公园是国家保护体系的重要组成部分，研究其植物多样性及群落特征对国家湿地公园的生物多样性保护具有重要意义。本文通过路线调查与标准样地调查相结合的方法，对洈水国家湿地公园的野生植物资源进行了实地调查，研究该区域植物区系特点、主要植物群落类型和群落多样性数量特征。结果表明，洈水国家湿地公园范围内现有维管束植物472种，隶属117科328属。样方调查显示，湿地公园范围内共分布有13个主要植物群落类型，主要群落物种多样性指数变化范围为：丰富度变化范围在5～31，Shannon-Weiner指数变化范围为0.45～0.97，物种均匀度变化范围在0.28～1.40，该研究结果可为洈水国家湿地公园的管理提供一定的基础。

关键词：国家湿地公园;群落数量特征;多样性

中图分类号：S759.93文献标识码：A文章编号：1004-3020（2019）04-0013-07

Plant Diversity and Main Community Quantitative Characteristics

of Weishui National Wetland Park Xu Yiwen（1）Chen Hao（2）Zhao Hongbo（3）

（1. Faculty of Resources and Environment，Hubei UniversityWuhan430062;

2. Administrative department of Hubei Weishui National Wetland ParkJingzhou434200;

3. Forestry prospect & Design Institute of Hubei ProvinceWuhan430079）

Abstract： National Wetland Park is an important part of national conservation system，and it is very important to study plant diversity and community characteristics for conservation of biological diversity National Wetland Park. In this study，we investigated plant diversity，flora，main community type and their quantitative characteristics by conducting the field investigation. Results showed that there were 472 species of vascular plants in the Shushui National Wetland Park，belonging to 117 families and 328 genera. The sample survey indicated that there were 13 main plant community types distributed in the wetland park. The variation range of species richness index，Shannon-Weiner index，and species evenness index were 5～31，0.45～0.97，and 0.28～1.40，respectively. These information may be useful in managing for Hubei Weishui National wetland park。

Key words：National wetland park; Plant community quantitative Characteristics; diversity

長江流域内的国家湿地公园是国家湿地保护体系的重要组成部分[1]，它在改善生态环境，为人们提供游憩、休闲场所，调节区域气候，降解污染物，保护生物多样性等方面发挥着重要作用，集中体现了湿地的生态效益、经济效益和社会效益[2]。我国的湿地公园研究起步较晩，且多集中于国家湿地公园建设与发展问题[3]、国家湿地公园保护价值评价[4]以及国家湿地公园可持续综合利用[5]等方面。进行湿地公园物种多样性调查与分析能更好地评价区域植物群落结构及其变化，同时对物种多样性的测定可以反映群落及其环境的保护状态，这对于湿地的保护和修复都有着重大意义[6-7]。

洈水国家湿地公园位于长江洞庭湖流域，是重要的珍稀水禽栖息地，是长江流域物种多样性保护上不可缺少的一环[8]。同时作为重要水源保护地，其湿地生态系统的完整性和功能的多样性直接关系着整个洈水流域的饮水安全和下游流域的生态安全。本文对洈水国家湿地公园植物区系数量及主要植物群落多样性进行了研究，以期为洈水国家湿地公园的管理提供理论基础。

1研究方法

1.1研究区概况

湖北省洈水国家湿地公园位于湖北省荆州市松滋西南部洈水镇和刘家场镇境内，以亚洲著名人工淡水湖—洈水水库为主体，北部与国家森林公园（北大山林场范围）毗邻。洈水湿地公园属亚热带季风性湿润气候，鄂西山区冬暖夏凉和江汉平原冬冷夏热的气候特点兼有。年平均气温17.6 ℃，平均最高气温32.5 ℃（7～8月），极端最高气温39.0 ℃，年平均最低气温1.3 ℃（1月），极端最低气温-10.0 ℃。洈水水库拥有37 km2的水域和近6亿m3的库容，集水面积1 142 km2，水库最大深度40多米。水源补给为综合补给（主要包括大气降水、地表径流），积水状况为永久性积水[9]。

1.2植物群落调查方法

根据洈水国家湿地公园特点，将整个调查区域分为水体区域（湖泊为主）、湿生区域（湿地植物为主）以及旱生区域（旱生植物为主）。在每个取样区域内设置12个取样点，共36个（图1），在每个取样点内按照植物群落调查方法随机调查样方。实际取样时根据情况对样方位置和数量进行调整。按照《中国生态系统研究网络观测与分析标准方法》之《陆地生物群落调查观测与分析》和《湖泊生态调查观测与分析》进行采样和检测。采用标准样方调查方法，在各个采样点根据植被组成情况设置1 m×1 m的样方，乔木为5 m×5 m的样方，灌木为2 m×2 m的样方。记录样方中的植物种类、密度、盖度、高度[10]。

1.3指标测定

群落是采用优势度原则来进行命名的，就是把各个群丛的优势种作为该群丛的名称，同一层次的优势种之间用“+”連接，不同层之间的优势种以“-”相连。分别统计并计算了各样地的物种的多度、盖度、频度和其重要值。重要值以综合数值的形式来表示植物物种在群落中的重要性。

重要值=（相对频度+相对盖度+相对多度）/3;相对频度=（某一种植物的频度/全部种的频度之和）×100%;相对盖度=（某一种植物的盖度/全部植物的盖度之和）×100%;相对多度=（某一种的个体数/全部种的个体数）×100%;多度与盖度用目估法测定。在本文中，采用以物种个数为基础的多样性测度指标，选取的四种测度指标分别是群落物种多样性测定选用Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数[11]3项指标，计算方法：

物种丰富度指数（R）=样方内的物种数

Shannon-Wiener指数（H）：H=∑si=1pilnpi

Pielou均匀度指数（J）：J=H/lnS

公式中：S为物种i所在样方的物种数量，Pi为物种i的个体数目占所有个体数目总和的比例。

2结果分析

2.1洈水国家湿地公园植物种类及区系组成

野外调查结果表明，洈水国家湿地公园范围内现在共有维管束植物472种，隶属117科328属。其中蕨类植物13科18属25种，裸子植物7科12属17种，被子植物97科298属430种。其中松科Pinaceae、壳斗科Fagaceae、蔷薇科Rosaceae、豆科Leguminosae、菊科Compositae、禾本科Gramineae组成洈水国家湿地公园植物多样性主体。从分布上看，分布较为广泛的物种有狗牙根Cynodon dactylon，半边莲Lobelia chinensis、牛鞭草Hemarthria altissima。在某些经常水淹潮湿区域常分布有芦苇Phragmites australis、双穗雀稗Paspalum paspaloides、水蓼Polygonum hydropiper、喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides、两歧飘拂草Fimbristylis dichotoma等湿生植物，但分布面积均不大。山坡边缘主要分布有白茅Imperata cylindrica、假俭草Eremochloa ophiuroides、益母草Leonurus artemisia、香附子Cyperus rotundus，灌木类牡荆Vitex negundo，山脊处多为人工种植的湿地松Pinus elliottii。

统计结果表明，洈水国家湿地公园维管束植物117科中含属数量最多的为禾本科（27属），其次为菊科（22属）、豆科（16属）、蔷薇科（15属）、伞形科Umbelliferae（11属）、唇形科Labiatae（10属）、百合科Liliaceae（9属）。

从种的数量来看，物种最多的为禾本科，共有35种，其次为蔷薇科（28种），菊科（26种），豆科（19种），壳斗科Fagaceae（17种），芸香科Rutaceae（13种），百合科（13种），蓼科Polygonaceae（12种），唇形科（11种），伞形科（11种），茄科Solanaceae（11种），单型科共47个（图2）。

2.2洈水国家湿地公园主要植物群落类型及群落多样性数量特征根据调查的36个样方资料统计，洈水国家湿地公园的分布的主要植物群落有13个分别为：酢浆草群落Association Oxalis corniculata、芦苇群落Association P. australis、狐尾藻群落Association Myriophyllum spicatum、柑橘群落Association Citrus reticulate、柳树群落Association Salix babylonica、山茶群落Association Camellia japonica、马尾松群落Association Pinus massoniana、苔草群落Association Carex brachyathera、樟群落Association Cinnamomum camphora、针蔺群落Association Eleocharis congesta、菖蒲-菹草群落Association A. calamus-Potamogeton crispus、枹栎群落Association. Quercus serrate和盐肤木群落Association R. chinensis（表1）。

（1）酢浆草群落：该群落是以酢浆草为建群种的单优势群落，其重要值为81%，植株丛生，高15～20 cm。酢浆草群落主要伴生种为金鱼藻Ceratophyllum demersum，金鱼藻的重要值为19%。

（2）芦苇群落：该群落主要分布在滨湖岸带区域。是以芦苇为建群种的单优势群落，其重要值为81.9%，平均高度为100～200 cm地下根茎发达。该群落植物郁闭度高，芦苇的盖度达到87.2%。主要伴生种为狗牙根C.dactylon，其重要值为18.1%。

（3）狐尾藻群落：狐尾藻群落主要分布在库区河沟水汊中。是以狐尾藻为建群种的单优势群落，其重要值为45.1%，其主要伴生种为小茨藻Najas minor和一年蓬Erigeron annuus等，其中小茨藻的重要值为38.0%，一年蓬的重要值为16.8%。

（4）柑橘群落：位于库区水坝附近，该群落是以柑橘为建群种的单优势群落，其重要值为43.9%，盖度达到54.2%。柑橘群落主要为经济林存在，产果实作为经济收入，同时也可起到保持水土作用。主要伴生种蛇床Cnidium monnieri、益母草L. artemisia、夏枯草Prunella vulgaris、荔枝草Salvia plebeia等，其中益母草的重要值为214%，夏枯草的重要值为17.6%，荔枝草的重要值为9.8%，蛇床的重要值为8.0%。

（5）柳树群落：主要为人工种植，该群落是以柳树为建群种的单优势群落，其重要值为60.7%，盖度达到76.3%。其主要伴生种有杨树Populus davidiana、窃衣Torilis scabra等，重要值分别为27.0%和12.3%。群落的层次结构主要为乔木层与草本层两个层次。

（6）山茶群落：主要分布于半山坡地，该群落是以山茶为建群种的单优势群落，其重要值为73%。主要伴生种枫杨Pterocarya stenoptera、盐肤木Rhus chinensis、黄鹌菜Youngia japonica等，枫杨的重要值为15.8%，盐肤木的重要值为7.7%，黄鹌菜的重要值为3.5%。

（7）马尾松群落：广泛分布于水库库区内坡地上，且生境良好。该群落是以马尾松为建群种的单优势群落，其重要值为82.5%，多度达到78.1%。主要伴生种枸骨Ilex cornuta、乌桕Sapium sebiferum、盐肤木、白栎Quercus fabri等，乌桕的重要值为8.4%，盐肤木的重要值为4.8%，白栎的重要值为2.5%，枸骨的重要值为1.7%。

（8）苔草群落：苔草群落分布主要在湖滨岸带。该群落是以苔草为建群种的单优势群落，其重要值为36.7%。主要伴生种喜旱莲子草、白茅I.cylindrica、乌桕、蛇床C.monnieri等，喜旱莲子草的重要值为32.9%，白茅的重要值为15.1%，乌桕的重要值为8.6%，蛇床的重要值为6.6%。

（9）樟群落：分布于岸边堤坝附近，该群落是以樟树为建群种的单优势群落，其重要值为74.6%。主要伴生种乌桕、黄精Polygonatum sibiricum等，乌桕的重要值为15.6%，黄精的重要值为9.8%。

（10）针蔺群落：主要分布于近岸浅水区附近，该群落是以针蔺为建群种的单优势群落，针蔺重要值为65.1%。主要伴生种为苔草C.brachyathera、菖蒲Acorus calamus、菹草Potamogeton crispus等，其中苔草的重要值为17.9%，菖蒲的重要值为11%，菹草的重要值为5.8%。

（11）菖蒲-菹草群落：主要分布库区近岸浅水区，该群落是由菖蒲和菹草组成的共優群丛，菖蒲的重要值为40.4%，菹草的重要值为21.9%。主要伴生种喜旱莲子草、水苦荬Veronica undulata、苔草、狗牙根C.dactylon、棒头草Polypogon fugax等，喜旱莲子草的重要值为9.9%，水苦荬的重要值为9.9%，苔草的重要值为8.9%，狗牙根的重要值为4.8%，棒头草的重要值为4.1%。

（12）枹栎群落：主要分布在低矮山坡地带，该群落是以枹栎为建群种的单优势群落，枹栎重要值为71.6%。主要伴生种麻栎Quercus acutissima、白栎Q.fabri、湿地松、马尾松P.massoniana等，其中麻栎的重要值为16.5%，白栎的重要值为5.4%，湿地松的重要值为4.4%，马尾松的重要值为2.3%。

（13）盐肤木群落：分布在山坡上，是以盐肤木为建群种的单优势群落，盐肤木的重要值为473%。主要伴生种李Prunus salicina、黄精、艾蒿Artemisia argyi、蛇莓Duchesnea indica、枸骨I.cornuta、龙葵Solanum nigrum、木香花Rosa banksiae、树莓Rubus corchorifolius、楮Broussonetia kazinoki、山百合Lilium brownii、乌桕、益母草、荔枝草S.plebeia、麻栎Q.acutissima等，李的重要值为205%，黄精的重要值为13.9%，蛇莓的重要值为9%，枸骨的重要值为5.5%，龙葵的重要值为23%，木香花的重要值为1.6%。

2.3洈水国家湿地公园植物群落多样性分析

研究区域中，菖蒲-菹草群落的物种丰富度最高，达到31种;酢浆草群落的物种丰富度最低，仅有5个物种（图3）。

图3主要植物群落的物种丰富度Shannon-Weiner指数能反映群落的物种多样性。在酢浆草群落中指数达到最高值0.971，在马尾松群落中多样性指数最低只有0.447（图4）。

图4主要植物群落的Shannon Wiener指数物种均匀度指数在酢浆草群落中有最大值1.401，在马尾松群落0.278，Shannon-Wiener指数与物种均匀度指数变化趋势大致相同（图5）。

4讨论与分析

松滋洈水国家湿地公园内植被物种丰富，物种多样性高。植被受水文地质条件的影响，湿地植物成带特征明显，从沿岸浅水带-岸上坡地带依次分布有湿生植物-旱生植物带。

洈水国家湿地公园植被中以阔叶沼泽林亚型、针叶沼泽林亚型、沉水植物型及莎草型湿地植被型等的植物群系为主。从地带性植被特征来看，该地应以阔叶林为主。由于湿地内水环境情况良好，因此植物类型以湿生植物所占比例较大，因此植物群系以常见的沼泽型和沉水植物型占主导地位[13]。此外由于湿地范围内人为扰动较小，因此植物群落自然演替现象明显，喜旱植物虽有所存在，但湿生植物占据主导地位。而主要的湿地植物以物种数最多、生长繁殖较快的禾本科为主[14-15]。

洈水国家湿地公园植被群落中菖蒲-菹草群落的物种丰富度最高，达到31种，可能是由于该群落所在水体生境复杂，群落内的物种种类与物种数量都比较多。Shannon-Weiner指数与物种均匀度指数在马尾松群落中都最低，由于该群落广泛分布于水库库区内坡地上，是以马尾松为建群种的单优势群落，其盖度多度都较高导致群落内其他物种多样性较低。

物种丰富的洈水国家湿地公园，在长江流域生态安全保障体系中占据重要地位，其巨大的水文调节和循环功能在抵御洪水、减缓径流、蓄洪抗旱、净化水质等方面发挥着独特的作用[16]。虽然，目前洈水国家湿地公园的物种多样性较高，但是仍需要对湿地生态系统继续进行保护和修复[17]。同时应加强湿地科学研究，揭示湿地的重要功能和价值，使公众了解和重视湿地，让湿地保护深入人们的意识和价值观。

5保护与管理建议

5.1加强湿地水体污染治理和保护工作

加强湿地公园周围化工生产类企业公司的监督和污染物排放量的控制，对违规排放的公司进行停业关闭处理。在湿地流域周边一些人口较多的城镇和乡村要建立生活污水的处理厂，对生活污水中存在的氮、磷等容易引起水体富营养化的元素制定严格的排放标准，防止湿地水体的富营养化。利用靠近水体的岸带区域，通过水生植物对水体的净化作用建立起水生植物“氧化塘”，并且实施退田还湖，恢复生态功能改善生态环境。

5.2发展生态型产业调整经济结构

鼓励发展洈水国家湿地公园周边生态旅游业和绿色养殖业、农业，在带来一定的经济效益的同时减少了对生态环境的破坏。调整经济结构，将周围城镇的剩余劳动力向服务业等产业转移，以减少湿地的人口承载。最大程度上利用湿地公园内自然地形地物，并且对已经建设的鱼塘、堤坝等人建设施进行生态改造，让其对生态环境的影响降到最低。合理利用湿地动植物资源，实施可持续发展的战略。

5.3完善湿地管理监督体系和公众宣传教育

集合林业、环保、渔业、水利等有关部门的力量，探索出有效的湿地管理模式，并完善洈水国家湿地公园管理机构设置，配齐管理与技术人员，完善各个保护监测站点。成立宣教中心，加大教育和宣传的力度，利用各种方式提高公众对湿地的正确认识和保护湿地的意识，使群众真正认识到湿地的效益和价值。建立湿地公园保护的举报和奖励制度，使公众参与到对洈水国家湿地公园的生态保护中来。

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