南四湖濕地植被演替及恢復(fù)技術(shù)研究

馬 良，梁 玉，房 用，趙 瑩

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014）

南四湖濕地植被演替及恢復(fù)技術(shù)研究

馬 良1，梁 玉2，房 用2，趙 瑩1

（1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014）

本文在對(duì)南四湖不同生境下植物種類、數(shù)量、分布情況、植物群落結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，研究了南四湖植物分布規(guī)律、人為干擾下變化規(guī)律，并依據(jù)水深變化提出了荒地或林地、沼澤或?yàn)┩俊⑺蛉N演替生境下的植被演替規(guī)律，篩選出南四湖濕地主要植物群系，明確了植被恢復(fù)模式及技術(shù)體系。

演替；人為干擾；挺水植物；優(yōu)勢(shì)種；植物群系

植被次生演替理論是指導(dǎo)退化濕地植被恢復(fù)的重要理論基礎(chǔ)。相對(duì)于其他生境，濕地植被的次生演替速度較快，達(dá)到穩(wěn)定階段所需時(shí)間比較短，一般需要15~20年。干擾持續(xù)的時(shí)間、濕地破壞的程度及生境恢復(fù)的方式等是影響濕地恢復(fù)的主要因子，其中水位變動(dòng)是影響濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的最重要的因素。

南四湖是內(nèi)陸十大淡水湖泊之一，是淮河以北地區(qū)面積最大、結(jié)構(gòu)完整、保存較好的內(nèi)陸大型淡水、草型湖泊濕地，同時(shí)也是南水北調(diào)東線工程的重要調(diào)蓄水庫(kù)，其濕地功能直接影響南水北調(diào)水質(zhì)保障。1994年南四湖濕地就列入《中國(guó)重要濕地名錄》和水禽棲息地恢復(fù)優(yōu)先工程區(qū)，2000年納入國(guó)務(wù)院頒布的《中國(guó)濕地保護(hù)行動(dòng)計(jì)劃》，2003年6月經(jīng)山東省人民政府批準(zhǔn)建立的省級(jí)自然保護(hù)區(qū)。由于周邊區(qū)域分布傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)和重要能源基地，其優(yōu)越的位置與區(qū)位條件，決定了人為干擾十分強(qiáng)烈。自1980年以來(lái)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展帶來(lái)的不合理開(kāi)發(fā)利用，使湖區(qū)污染加劇，水質(zhì)逐年惡化，濕地面積不斷減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，生態(tài)功能退化等問(wèn)題，急需進(jìn)行濕地植被恢復(fù)與重建。

1 濕地植被概況

南四湖濕地自然保護(hù)區(qū)總面積1182.55 km2，濕地類、主要濕地型及其面積詳見(jiàn)表1。

表1 南四湖濕地自然保護(hù)區(qū)組成表 km2

在對(duì)南四湖進(jìn)行全面踏查的基礎(chǔ)上，選擇典型區(qū)域設(shè)置調(diào)查樣方，其中，喬木樣方面積為20 m×20 m，灌木樣方面積為5 m×5 m，草本樣方為1 m×1 m，共調(diào)查樣方1 240個(gè)。每個(gè)樣方調(diào)查記錄植物名稱、海拔、經(jīng)緯度、小生境、植物群系、樣方面積、以及喬木和灌木的冠幅、高度、胸徑、株數(shù)，草本植物的蓋度、高度和株數(shù)。

研究發(fā)現(xiàn)，南四湖濕地內(nèi)維管束植物共有66科，149屬，203種。包括有蕨類植物3科，3屬，3種；裸子植物2科，2屬，2種；單子葉植物14科，40屬，59種；雙子葉植物47科，104屬，139種。草本植物種占調(diào)查種總量的87.19%，喬木、灌木植物分別占8.87%和3.95%。草本植物主要為多年生草本（47.78%）和一年生草本植物（31.03%）。

聚類分析表明：湖區(qū)內(nèi)禾本科和菊科為優(yōu)勢(shì)科，豆科、蓼科、眼子菜科、莧科、唇形科、莎草科的屬種數(shù)量也占有一定的優(yōu)勢(shì)。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同濕地類下，植物優(yōu)勢(shì)種和植物群系的分布都存在差異。人工濕地主要植物群系為蘆葦群系、蓮群系、楊樹(shù)群系、柳樹(shù)群系，優(yōu)勢(shì)種為蘆葦、蓮、浮萍、槐葉萍等；湖泊濕地主要植物群系為蘆葦群系、蓮群系、香蒲群系、水花生群系、浮萍群系，優(yōu)勢(shì)種為蘆葦、蓮、水花生、浮萍、香蒲等；河流濕地的主要植物群系為蘆葦群系、蓮群系、槐葉萍群系、葎草群系、香蒲群系，優(yōu)勢(shì)種為浮萍、槐葉萍、蘆葦、假稻、蓮、水花生、葎草等；沼澤濕地主要植物群系為蘆葦群系、蓮群系、槐葉萍群系、香蒲群系、芡群系等，優(yōu)勢(shì)種為蘆葦、蓮、槐葉萍、水鱉、紫萍、金魚(yú)藻、芡、水花生等。

2 人為干擾下濕地植被變化

南四湖濕地中，主要人為干擾為道路、養(yǎng)殖和住宅。其中道路干擾中，硬性路面為13條，非硬性路面為1條；水產(chǎn)養(yǎng)殖面積25 164.48 hm2；住宅為1 900戶。

在未受人為建設(shè)干擾的濕地植物組成中，包括高等植物37科，57屬，106種，其中，優(yōu)勢(shì)植物的代表是蘆葦、楊樹(shù)、旱柳、香蒲、金魚(yú)藻、黑楊、狐尾藻、葎草、黑藻、狗尾草，分別隸屬于禾本科、楊柳科、香蒲科、金魚(yú)藻科、小二仙草科、大麻科、水鱉科。植物優(yōu)勢(shì)科分別是禾本科，占總科數(shù)的20.0%；楊柳科，占總科數(shù)的17.1%；香蒲科、睡蓮科、菊科、莧科、眼子菜科，均占總科數(shù)的5.7%。而在受人為建設(shè)干擾的濕地植物組成中，包括植物56科68屬100種，其中，優(yōu)勢(shì)植物的代表是蘆葦、狗牙根、堿蓬、楊樹(shù)、茵陳蒿、酸模葉蓼、水蓼、野大豆、黑藻、艾蒿，分別隸屬于禾本科、藜科、楊柳科、菊科、蓼科、蝶形花科、水鱉科。

植物優(yōu)勢(shì)科分別是禾本科，占總科數(shù)的16.2%；菊科，占總科數(shù)的14.7%；藜科，占總科數(shù)的7.4%；楊柳科、蓼科，占總科數(shù)的5.9%；香蒲科、睡蓮科，占總科數(shù)的4.4%；浮萍科、眼子菜科、莧科，均占總科數(shù)的2.9%。在受人為干擾前后對(duì)比發(fā)現(xiàn)，受人為建設(shè)干擾時(shí)菊科、藜科等陸生種所在的科優(yōu)勢(shì)較大，而以眼子菜科、香蒲科為代表的水生植物所在的科優(yōu)勢(shì)下降明顯。

同樣，分析植物生態(tài)類型構(gòu)成發(fā)現(xiàn)，未干擾前水生植物、濕生植物、中生與旱生植物分別占總物種數(shù)的45%、11%、44%，干擾后比例變?yōu)?5%、25%、50%。因此，受人為干擾水生植物比例明顯下降，而中生與旱生植物比例則上升。未受干擾時(shí)，濕生植物所占比例較小，是水生、中生與旱生植物的1/4，干擾后，中生與旱生植物所占比例最高，成為水生植物、濕生植物的兩倍。在水生植物的生態(tài)類型構(gòu)成中，未受干擾時(shí)沉水植物、浮葉與漂浮植物比例高，而挺水植物則相反，受干擾后比例高。這說(shuō)明隨著人為干擾的發(fā)生，水生植物中具有陸生性質(zhì)的挺水植物，如香蒲、蓮等，在人為干擾后逐漸成為了優(yōu)勢(shì)種類。

3 濕地植被演替規(guī)律

本研究將南四湖從湖心向外圍、積水由多到少，劃分為三類演替生境：荒地、林地為基本無(wú)積水或僅在雨季積水；沼澤、灘涂主要為間歇性積水，部分可能存在永久性積水現(xiàn)象，但水深一般較淺；水域則為永久性積水，是水深最深的區(qū)域。

表2 南四湖濕地不同演替生境的植被分布

在區(qū)域分布上，沼澤、灘涂一般會(huì)介于水域和荒地、林地兩種小生境之間，這類生境在雨季或水源充足的情況下，積水面積較大，如果水源持續(xù)充足，則可進(jìn)一步演變成水域；而旱季或水源不足的情況下，積水面積逐漸減少，但土壤含水仍高于荒地，如果干旱持續(xù)或水源被切斷長(zhǎng)期無(wú)水源供應(yīng)，這類區(qū)域會(huì)逐步演變成荒地。

與此同時(shí)，生境內(nèi)植被的種類及分布勢(shì)必發(fā)生演替變化，沼澤、灘涂的植物種類相對(duì)較多，既包含有依水而生的蓮、菰、浮萍、香蒲等，也有一些適合生活與水邊的植物，如水蓼、紅蓼、假稻、蘆竹、盒子草、扁稈藨草等，還有狗尾草、葎草、天名精、一年蓬等，具體分布詳見(jiàn)表2。

上述植被隨著積水狀況的變化會(huì)產(chǎn)生一定的變化，積水增加，則水生植被會(huì)相應(yīng)增多，相反，積水減少，濕生植物、中生植物會(huì)增多。

4 濕地植被恢復(fù)模式及技術(shù)體系

在分析了157種植被的群系中篩選出10個(gè)湖泊濕地主要的植物群系：蘆葦群系、蓮群系、雜交楊群系、水鱉群系、水燭群系、莕菜群系、菰群系、扁稈藨草群系、香蒲群系、喜旱蓮子草群系，群系數(shù)量比例達(dá)80.25%，其中蘆葦群系在數(shù)量上表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。需要注意的是，侵入種喜旱蓮子草群系也有大比例分布，今后應(yīng)注意其危害，并及時(shí)采取相應(yīng)措施。

本研究提出濕地植被恢復(fù)技術(shù)體系，可分為四個(gè)層次：1）物種恢復(fù)技術(shù)。主要包括物種選育與培植技術(shù)、先鋒物種引入技術(shù)、土壤種子庫(kù)引入技術(shù)、水生植物恢復(fù)技術(shù)等；2）種群恢復(fù)技術(shù)。主要包括種植密度控制技術(shù)、種群競(jìng)爭(zhēng)控制技術(shù)、造林技術(shù)等；3）群落恢復(fù)技術(shù)。包括群落空間配置技術(shù)、植被帶恢復(fù)技術(shù)、群落鑲嵌組合技術(shù)和功能區(qū)劃技術(shù)等；4）濕地植被恢復(fù)管理技術(shù)。包括水管理、植物管理、施肥管理、雜草和蟲(chóng)害管理及封育管理等。該體系強(qiáng)調(diào)的是多項(xiàng)技術(shù)措施的組裝配套，綜合應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

研究成果在南四湖開(kāi)展了技術(shù)推廣，5年內(nèi)累計(jì)推廣面積166．67 hm2。通過(guò)推廣項(xiàng)目成果，特別是植被恢復(fù)模式、先鋒物種引入和植被帶恢復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，有效地解決了濕地恢復(fù)中物種搭配模式，提高了南四湖濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了濕地保護(hù)利用和可持續(xù)發(fā)展。

[1] 范小莉，等.南四湖濕地植被構(gòu)成及分布分析[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2016，51（7）:131-135.

（責(zé)任編輯 遲明春）

Q948

B

1009-6159（2017）-10-0025-03

馬良（1980—），男，博士，高級(jí)工程師

山東省省級(jí)水利科研項(xiàng)目“生態(tài)河道治理植物配置技術(shù)研究”（SDSLKY201504）、山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“山東南水北調(diào)主干系植被恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究”（2012GNC11109）資助。