池州市郊縣濕地維管束植物多樣性與區(qū)系分析

王彥梅，王利華，韓睿明

(1.南京師大環(huán)境科技研究院有限公司，江蘇 南京 210000；2.南京師范大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210023)

1 引言

《濕地公約》定義濕地為天然的或人工的、永久或暫時(shí)的沼澤地、泥炭地及水域地帶，帶有靜止或流動(dòng)的淡水、半咸水及咸水水體，包含低潮時(shí)水深不超過6 m的海域。濕地是介于陸生和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和功能的生態(tài)系統(tǒng)，與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)[1,2]。濕地在調(diào)節(jié)氣候、水源涵養(yǎng)、凈化水質(zhì)及生物多樣性保育等方面均發(fā)揮著重要功能。自1992年加入《濕地公約》以來，我國(guó)逐步增強(qiáng)了對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)的研究和保護(hù)。

濕地植物指生長(zhǎng)在濕地環(huán)境中的植物，是濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在維持濕地生態(tài)系統(tǒng)功能上發(fā)揮著重要作用[3]。濕地植物多樣性在維持生態(tài)平衡方面有著不可替代的價(jià)值，是衡量濕地生態(tài)質(zhì)量的重要參考指標(biāo)，可綜合反映濕地的特點(diǎn)和功能[4]。植物區(qū)系是指一定地區(qū)或國(guó)家所有植物種類的總和，是植物界在一定環(huán)境中演化和時(shí)空分布的綜合反映[5,6]。植物區(qū)系是植物地理學(xué)研究的重要內(nèi)容，是研究不同時(shí)空尺度上植物多樣性以及植物起源和演化的重要依據(jù)[7,8]。因此，濕地植物多樣性調(diào)查研究以及植物區(qū)系分析是目前濕地保護(hù)工作的基礎(chǔ)。

安徽省池州市為典型沿江城市，郊縣自然環(huán)境優(yōu)美，轄區(qū)范圍內(nèi)有秋浦河穿過，并有湖泊、水庫(kù)、沼澤、池塘等眾多濕地類型，在生物多樣性保育方面發(fā)揮著重要作用。本研究選取池州市青陽(yáng)縣、石臺(tái)縣的典型濕地進(jìn)行植物調(diào)查，并初步分析了其植物多樣性和區(qū)系構(gòu)成，以期為池州市濕地生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和保護(hù)以及植物資源的可持續(xù)利用提供參考。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

池州市(116°38′～108°05′E，29°33′～30°51′N)地處長(zhǎng)江南岸，安徽省西南部，夏季炎熱濕潤(rùn)，冬季寒冷干燥，屬于典型的亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候。年均降雨量1566 mm，年平均氣溫16.2 ℃[9]。青陽(yáng)縣和石臺(tái)縣為池州市轄縣，自然環(huán)境良好，濕地資源豐富，包括河流濕地、湖泊濕地、庫(kù)塘濕地等多種類型。青陽(yáng)縣南北向長(zhǎng)約65 km，東西向?qū)捈s40 km，地勢(shì)南高北低，南部群峰峭拔，中部丘陵綿延，北部以平原、圩區(qū)為主，素有“七山一水一分田，一分道路和莊園”之稱。石臺(tái)縣東西長(zhǎng)70.7 km，南北寬46 km，境內(nèi)山巒起伏，溝壑縱橫，海拔50～1000 m。

2.2 研究方法

2.2.1 總體觀測(cè)方案

根據(jù)代表性和可操作性原則，按照植被地帶性及不同植被類型的規(guī)模，并考慮環(huán)境梯度以及人為干擾的類型和強(qiáng)度，本項(xiàng)目選取4種類型的生物多樣性觀測(cè)樣點(diǎn)，分別為河流、湖泊、水庫(kù)和溝渠，并在人工濕地及池塘設(shè)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查(表1)。

表1 調(diào)查樣點(diǎn)選擇

2.2.2 調(diào)查方法

調(diào)查的總體思路為分層抽樣調(diào)查，濕地維管束植物分為沉水植物、浮葉植物、漂浮植物、挺水植物和濕生植物，調(diào)查時(shí)間分別為2019年11月份和2020年6月份。對(duì)于各濕地類型，均采取深水-淺水-濕生的水位梯度進(jìn)行觀測(cè)，沿該梯度設(shè)置樣線，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)3～5條樣線，樣線長(zhǎng)度依據(jù)生境狀況確定約在5～45 m之間。每條樣線5～20個(gè)觀測(cè)樣方，樣方面積1～2 m2，其中沉水植物通過水草鉗獲取。本次調(diào)查中，僅記錄樣方內(nèi)物種，不涉及密度、蓋度、高度等指標(biāo)。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 科的多樣性

科反映物種間較廣泛的親緣關(guān)系，可以反映一定區(qū)域區(qū)系特征的總概況，以及與其他區(qū)系的聯(lián)系和區(qū)系起源的線索等。本次調(diào)查共包括124個(gè)物種，分屬49科101屬(表2)。其中禾本科植物最多，共有17屬20種，其次為菊科(14屬17種)和蓼科(2屬8種)，含3～5種的科有莧科、豆科、莎草科、唇形科、傘形科、大戟科、水鱉科和睡蓮科、玄參科。

表2 植物科多樣性統(tǒng)計(jì)

3.2 屬和種的多樣性

同屬的種常具有同一起源和相似的進(jìn)化趨勢(shì)，較科更能具體反映植物進(jìn)化和變異情況，也更具體地反映一定區(qū)域的區(qū)系特征。本次調(diào)查共涉及101個(gè)屬(表3)，其中蓼屬(Polygonum)是最大屬，共有植物7種，其次是白酒草屬(Conyza)、稗屬(Echinochloa)、藨草屬(Scirpus)、翅果菊屬(Pterocypsela)、地黃屬(Rehmannia)、狗尾草屬(Setaria)、蒿屬(Artemisia)、黑藻屬(Hydrilla)、菱屬(Trapa)、芒屬(Miscanthus)、牽牛屬(Pharbitis)、茄屬(Solanum)、竊衣屬(Torilis)、莧屬(Amaranthus)、香蒲屬(Typha)和鴨跖草屬(Commelina)、眼子菜屬(Potamogeton)，分別有植物2種，另外83個(gè)屬都僅包含1個(gè)種。

本次調(diào)查共涉及124個(gè)物種。根據(jù)植物主要類型進(jìn)行劃分，濕生植物種類最為豐富，共有98種，挺水植物共有9種，浮生植物7種，浮葉植物3種，沉水植物7種(表3)。從分布生境來看，水庫(kù)主要位于山區(qū)海拔較高的區(qū)域，在水體以及消落帶中維管束植物分布稀少。河流水體是沉水植物的主要分布生境，而黑藻是青陽(yáng)縣和石臺(tái)縣沉水植物群落的建群種。河流消落帶是挺水植物和濕生植物的主要分布生境，對(duì)于生物多樣性有重要貢獻(xiàn)。蓮、莼菜、睡蓮、水蔥、萍蓬草等觀賞水生植物主要位于人工濕地中，在自然生境中并不常見。

表3 植物屬多樣性統(tǒng)計(jì)

續(xù)表3

續(xù)表3

3.3 植物區(qū)系特征

植物區(qū)系多樣性研究的是物種水平上的多樣性，它反映了一定區(qū)域植物種類及其變異程度如進(jìn)化水平的多樣性，體現(xiàn)了一定區(qū)域區(qū)系的復(fù)雜程度，是植物長(zhǎng)期發(fā)展、演化及對(duì)變化的環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果。根據(jù)吳征鎰對(duì)中國(guó)種子植物屬的分布區(qū)類型的劃分，本次調(diào)查植物101屬，共分為11個(gè)類型，2個(gè)變型(表4)。

表4 植物屬的分布區(qū)類型

世界分布屬是指在世界普遍分布的那些屬，它們廣泛分布世界各大洲，但往往也有其主要分布區(qū)。本次調(diào)查的植物共有世界分布屬29個(gè)，包括金魚藻屬、狐尾藻屬的物種，是青陽(yáng)縣和石臺(tái)縣水體沉水植物群落重要的建群種和伴生種，槐葉蘋屬、荇菜屬的物種是水域浮生植物的常見種，而睡蓮屬和莼屬的物種是水域浮葉植物的常見種，鬼針草屬、苔草屬、莎草屬、蘆葦屬、蓼屬、酸模屬、香蒲屬、毛茛屬、莧屬和藨草屬的物種，是河濱挺水植物群落和濕生植物群落重要的建群種和伴生種。

泛熱帶分布類型包括分布于熱帶的各種分布型，本次調(diào)查共有泛熱帶分布屬26個(gè)，其中苦草屬物種是水域沉水植物的重要伴生種，狗尾草屬、雀稗屬、狗牙根屬、稗屬和問荊屬是濕生植物群落的建群種或重要伴生種，大薸屬植物和蓮子草屬植物是該區(qū)域重要的入侵物種。

舊世界熱帶分布類型指分布于亞洲、非洲和大洋洲的熱帶地區(qū)及臨近島嶼的種類。本次調(diào)查中，共發(fā)現(xiàn)3個(gè)屬，為濕生植物群落重要的伴生種。

熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布區(qū)是舊世界熱帶分布區(qū)的東翼，其西端有時(shí)可達(dá)馬達(dá)加斯加，但一般不到非洲大陸。本次調(diào)查共有3個(gè)屬，其中黑藻屬物種是秋浦河河流水體中沉水植物群落的單優(yōu)種。

熱帶亞洲至熱帶非洲分布區(qū)類型是舊世界熱帶分布區(qū)類型的西翼。本次調(diào)查有該類型植物屬2個(gè)，其中芒屬植物是河流、水庫(kù)、湖泊、池塘等岸坡濕生植物的常見種。

熱帶亞洲類型分布區(qū)的范圍是舊世界熱帶的中心部分，本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)該類型植物3個(gè)屬，芋屬是溝渠中濕生植物的常見伴生種，葛屬和雞矢藤屬是濕生植物群落的伴生種。

北溫帶分布區(qū)類型一般指那些廣泛分布于歐洲、亞洲和北美洲溫帶地區(qū)的屬，本次調(diào)查共有8個(gè)屬屬于該類型，其中柳屬、蒿屬均為重要的濕生植物，菖蒲屬為重要的挺水植物。

北溫帶和南溫帶間斷分布類型為北溫帶分布區(qū)類型的變型，在本次調(diào)查中共有該類型植物5個(gè)屬，分別為虉草屬、燈心草屬、竊衣屬、千里光屬和婆婆納屬，均為這兩個(gè)縣濕生植物的常見種。

東亞和北美洲間斷分布類型間斷分布于東亞和北美洲溫帶及亞熱帶地區(qū)，本次調(diào)查包括蓮屬、接骨木屬、雞眼草屬和菰屬，其中蓮屬和菰屬為挺水植物群落和濕生植物群落的重要建群種和伴生種。

舊世界溫帶分布類型一般是指廣泛分布于歐洲、亞洲中-高緯度的溫帶和寒溫帶、或最多有個(gè)別種延伸到亞洲-非洲熱帶山地甚至澳大利亞的屬。在本次調(diào)查中，該類型有7個(gè)屬，其中菱屬植物是水生植物群落中浮生植物的重要類群，蘆竹為常見的濕生植物。

溫帶亞洲分布類型是指主要局限于亞洲溫帶地區(qū)的屬。在本次調(diào)查中，僅有馬蘭屬和大油芒屬屬于該類型。

東亞分布類型指的是從喜馬拉雅一直分布到日本的一些屬。本次調(diào)查包括7個(gè)屬，均為濕生植物群落中的伴生種。

中國(guó)日本分布是東亞分布的變型，本次調(diào)查中僅包括2個(gè)屬，即荻屬和博落回屬，常常是各水域岸坡濕生植物常見種。

4 結(jié)論

在本研究中，針對(duì)安徽省池州市青陽(yáng)縣和石臺(tái)縣濕地維管束植物進(jìn)行了調(diào)查和分析。本底調(diào)查共發(fā)現(xiàn)植物124種，分屬49科101屬，以禾本科植物為主，共有17屬20種，在屬水平上，蓼屬植物最多，共有7個(gè)種。從植物區(qū)系來看，該區(qū)域濕地維管束植物以世界分布種和泛熱帶分布類型為主，占總數(shù)(不包括世界分布屬)的36.11%，反映了青陽(yáng)縣和石臺(tái)縣的區(qū)域氣候特征。在所有植物中，濕生植物種類最為豐富，共有98種，而挺水植物、浮生植物、浮葉植物、沉水植物分別僅有3～9種。從典型入侵植物來看，喜旱蓮子草廣泛占據(jù)河流、人工池塘、湖泊等生境，一年蓬、鉆葉紫菀、藿香薊在濕生環(huán)境下也廣泛分布。大薸、莧、小飛蓬分布較少，并未產(chǎn)生明顯的生態(tài)入侵風(fēng)險(xiǎn)。