鐘祥市莫愁湖國家濕地公園植物多樣性與植物群系研究

2023-05-30 02:18:47陳薇韓建萍李金成舒啟龍李鵬李承榮

湖北林業科技 2023年2期

陳薇　韓建萍　李金成　舒啟龍　李鵬　李承榮

摘要：濕地公園是中國自然保護地體系的重要組成部分，其植物多樣性及主要群系組成可以為濕地公園的建設與管理提供重要理論依據。本研究通過樣方調查法，研究了湖北省鐘祥市莫愁湖國家濕地公園的植物多樣性與主要植物群系類型。結果表明：鐘祥市莫愁湖國家濕地公園內共計調查到維管束植物139科357屬510種；可被分為2個植被型組3個植被型10個群系。濕地公園內主要分布10種植物群系，分別為：菱群系、蘆葦群系、蓮群系、菰群系、喜旱蓮子草群系、美人蕉群系、香蒲群系、金雞菊群系、意大利214楊群系、狗尾草群系。濕地公園內分布有外來入侵種鳳眼藍和喜旱蓮子草。該研究結果可為莫愁湖國家濕地公園的建設與管理提供科學依據。

關鍵詞：莫愁湖國家濕地公園；植物多樣性；植物群系

中圖分類號：Q948.15+8 文獻標識碼：A 文章編號：1004-3020（2023）02-0027-06

Plant Diversity and Formationin Mochou Lake National Wetland Park in Zhongxiang

Chen Wei（1） Han Jianping（2） Li Jincheng（3） Shu Qilong（4） Li Peng（5） Li Chengrong（6）

（1. Management Center of Hubei Yangxin Lianhua Lake National Wetland ParkHuangshi 435200;

2. Jingmen Forest Science and Technology Extension Center Jingmen 448000;

3. Jingmen Wildlife and Forest Plant Protection Station Jingmen 448000;

4.Conservation Center of Hubei Zhongxiang Mochou Lake National Wetland Park Zhongxiang 431900;

5.Wuhan Wetland Conservation Center Wuhan 430023;

6. Hubei Zhongsen Ecological Forestry Co.， Ltd.Wuhan 443000）

Abstract： Wetland parks are an important part of national nature reserve system， and its diversity and main formation composition of National Wetland Park can provide an important theoretical basis for construction and management of wetland parks. In this paper， the plant diversity and main plant community types of Mochou Lake National Wetland Park in Zhongxiang City， Hubei Province were studied by the method of quadratic survey. The results showed that 510 species of vascular plants belonging to 357 genera and 139 families were investigated in Mochu Lake National Wetland Park in Zhongxiang City， which were divided into 2 vegetation types， 3 vegetation types and 10 floras. There were 10 main floras distributed in the wetland park， which were Form. Trapa bispinosa， Form. Phragmites australis， Form. Nymphaea nucifera， Form. Zizania latifolia， Form. Alternanthera philoxeroides， Form. Canna indica， Form. Typha orientalis， Form. Coreopsis drummondii， Form. Populus×canadensis ‘I-214， Form. Setaria viridis. Two invasive species in the wetland park including Eichhornia crassipes and Alternanthera philoxeroides. The research results can provide a scientific basis for the construction and management of Mochou Lake National Wetland Park.

Key words： Mochou Lake National Wetland Park; plant diversity; plant formation

濕地是一種介于陸生生態系統和水生生態系統之間的過渡性地帶，具有獨特的生境特點[1]。《濕地公約》中將濕地定義為：常年或者季節性積水地帶、水域和低潮時水深不超過6 m的海域，包括沼澤濕地、湖泊濕地、河流濕地、濱海濕地等自然濕地，以及重點保護野生動物棲息地或者重點保護野生植物原生地等人工濕地[2]。作為基本濕地類型之一的湖泊濕地是全球濕地生態系統的重要組成部分，具有良好的調蓄洪水、凈化水質、調節氣候、維持生物多樣性等生態系統服務功能[3-4]。近些年來，濕地的生態服務功能與社會經濟價值引起人們的廣泛重視，濕地建設項目廣泛開展[5]，濕地公園作為國家自然保護地體系的重要組成部分，可以集中體現濕地的生態、經濟與社會效益[1]。

根據《全國濕地資源調查與監測技術規程》中的分類標準，湖北省鐘祥市莫愁湖國家濕地公園屬于湖泊型濕地，多種野生動植物在此生存棲息，并共同構成了較為完整的濕地生態系統。自2011年經原國家林業局批準建設以來，莫愁湖國家濕地公園合理利用區域內自然資源進行保護性開發建設，逐漸被打造成為湖北省乃至全國濕地生態保護與恢復的示范性公園[6]，在保護與維持當地濕地生態系統、發揮濕地生態服務功能與社會經濟價值方面具有重大意義。本研究通過調查莫愁湖國家濕地公園的植物群系組成，研究了莫愁湖國家濕地公園內的植物物種多樣性與群系類型，以期為莫愁湖國家濕地公園的建設與管理提供重要的理論依據。

1 研究方法

1.1 研究區概況

湖北省鐘祥市莫愁湖國家濕地公園（N 30°42′～31°36′，E 112°07′～130°00′）地處湖北省中部，江漢平原北端，位于大洪山與荊山東南麓之間。莫愁湖國家濕地公園總面積為1 948.67 hm2，濕地面積為1 609.24 hm2，濕地率高達80%以上。亞熱帶季風性氣候，具有雨熱同期，熱量充足，降水適中，四季分明的氣候特點。年平均氣溫為16.4 ℃，年平均降水量為987.6 mm。最冷月為1月，平均氣溫3.7 ℃；最熱月為7月，平均氣溫27.8 ℃。年平均無霜期260 d。

1.2 調查方法

通過樣方調查的方式，對分布在濕地公園內的維管束植物進行了調查。根據莫愁湖國家濕地公園的植物分布特點，將調查區域分為3個部分：以沉水植物、浮葉植物分布為主的水生植物區域，以挺水植物、濕生植物為主的濕生植物區域和以陸生植物為主的陸生植物區域[7]。在各個取樣區域內設置一定數量的植物群落樣地，根據植被組成情況設置樣方［8］：其中草本及水生植物群落樣方大小設置為1 m×1 m，灌木群落樣方大小設置為2 m×2 m；喬木群落樣方大小設置為5 m×5 m 或10 m×10 m。調查并記錄樣方內全部維管束植物物種名、多度、密度、蓋度等，同時利用手持GPS（e Trex 10）讀取樣方地理坐標（經緯度與海拔）并進行記錄。

1.3 數據處理

對莫愁湖國家濕地公園范圍內的植物群落進行實地調查并現場識別鑒定，記錄下所調查的植物物種名稱，對存疑或現場無法識別的樣品拍照記錄或采集標本帶回實驗室進行專業鑒定。并根據《中國植物志》和《湖北植物志》等資料[9-10]，統計分析所記錄的植物科屬情況。

植物群落命名方法采用優勢度原則，優勢種的確定采用重要值方法[11]。重要值作為一項綜合指標，可以相對客觀地體現各物種在群落中的相對重要性。重要值的計算方法可根據實際情況進行調整，本研究根據莫愁湖國家濕地公園的情況，采取以下公式計算物種重要值[12]：

物種重要值=（相對蓋度+相對頻度+相對多度）/3;

相對蓋度=（某物種的蓋度/群落中各物種蓋度總和）×100%;

相對多度=（某物種的多度/群落中各物種多度總和）×100%;

相對頻度=（某物種的頻度/群落中各物種頻度總和）×100%。

2 結果與分析

2.1 鐘祥市莫愁湖國家濕地公園植物多樣性[BT）]

野外調查結果顯示，在鐘祥市莫愁湖國家濕地公園范圍內調查到的維管束植物共有510種（含種下水平），隸屬于139科357屬。其中蕨類植物18科20屬23種，占莫愁湖國家濕地公園內維管束植物科屬種總數的12.9%、5.6%、4.5%；種子植物121科337屬487種，其中被子植物117科330屬479種，分別占莫愁湖國家濕地公園內維管束植物科屬種總數的84.2%、92.4%和93.9%，裸子植物4科7屬8種，分別占莫愁湖國家濕地公園內維管束植物科屬種總數的2.9%、2.0%和1.6%。

2.1.1 科的組成分析

莫愁湖國家濕地公園內所調查的139科維管束植物中，含10個屬以上的大型科有4個，占總科數的2.88%，分別為禾本科Gramineae 36屬、豆科Leguminosae 22屬、菊科Compositae 19屬和唇形科Labiatae 17屬，這4個科共含94屬和134種，分別占總屬數與總種數的26.33%與26.27%；含5～9屬的中型科有10個，占總科數的7.19%，共有69屬和98種，分別占總屬數與總種數的19.33%與19.22%；含2～5屬的小型科有45個，占總科數的32.37%，共含114屬158種，分別占總屬數與物種數的31.93%與30.98%；僅1個屬的單型科數量最多，為80科，占總科數的57.55%（表1）。

莫愁湖國家濕地公園含種數20以上的優勢科科共有4科，分別為禾本科、豆科、菊科和唇形科。其中禾本科包含物種數最多，含36屬54種；豆科22屬29種；菊科19屬29物種；唇形科17屬22種（圖1，圖2）。

2.1.2 屬的組成分析

在莫愁湖國家濕地公園內調查到的357屬維管束植物中，無10種及以上的大型屬。5種及以上物種的中型屬有4屬，占莫愁湖國家濕地公園維管束植物總屬數的1.12%，分別為蓼屬Polygonum、金絲桃屬Hypericum、景天屬Sedum和鬼針草屬Bidens，其中蓼屬7種，金絲桃屬、景天屬、鬼針草屬各5種；含2～4種植物的小型屬有98個，占總屬數的27.45%，共含233種；僅1種單種屬255屬，其屬和種數量分別占總屬數與總種數的71.43%和50.00%（表2）。

2.1.3 種的組成分析

莫愁湖國家濕地公園內分布較為廣泛的植物有狹葉香蒲Typha angustifolia、蘆葦Phragmites australis和狗牙根Cynodon dactylon等。湖內深水區域分布的植物主要有菱Trapa bispinosa和浮萍Lemna minor等；近岸淺水濕地分布菰Zizania latifolia、美人蕉Canna indica、蘆葦、蓮Nelumbo nucifera和狹葉香蒲等。濕生植物及陸生植物區域內，岸邊及靠近湖岸的平地多分布狗牙根、金雞菊Coreopsis drummondii等；堤邊外側有意大利214楊Populus×opulusicaeo'I-214' 和桑Morus alba 等植物分布。

2.2 莫愁湖國家濕地公園主要植被類型與群系組成[BT）]

根據實地調查結果，參照《中國濕地植被》中的分類原則[13]，可將莫愁湖國家濕地公園植被劃分為沼澤型組和淺水植物濕地組2種植被型組，3個植被型以及10個群系（表3）。

2.3 莫愁湖國家濕地公園主要植物群系與物種組成[BT）]

野外調查結果表明莫愁湖國家濕地公園主要的植物群落有以下10種：

（1）菱群系。菱群系主要分布于湖區內部，該群系是以菱單優勢群系。伴生種主要有浮萍、穗狀狐尾藻Myriophyllum spicatum 和鳳眼藍Eichhornia crassipes等。

（2）蘆葦群系。蘆葦群系多分布于人類活動的島嶼岸邊，為蘆葦單優勢群系。主要伴生種為狗牙根、田字萍Marsilea quadrifolia、野老鸛草Geranium carolinianum和披堿草Elymus dahuricus等。

（3）蓮群系。蓮群系是栽培群落類型，分布于近岸區。該群系是以蓮為建群種的單優勢群系。主要伴生種為狹葉香蒲、蘆葦、喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides、酸模Rumex acetosa、狗牙根和石龍芮Ranunculus sceleratus等。

（4）菰群系。菰群系廣泛分布于淺灘及湖邊，以菰為單優建群種。主要伴生種為喜旱蓮子草、慈菇Sagittaria trifolia、石龍芮和狗牙根等。

（5）喜旱蓮子草群系。喜旱蓮子草群系多生長在岸邊及靠近湖岸的平地，是以喜旱蓮子草為建群種。主要伴生種為菰、狹葉香蒲、葎草Humulus scandens、盒子草Actinostemma tenerum和狗牙根等。

（6）美人蕉群系。美人蕉群系主要分布于岸邊淺灘，為人工栽培群系，以美人蕉單優種。主要伴生種有蘆葦、喜旱蓮子草、狹葉香蒲、紅花檵木Loropetalum chinense、牡荊Vitex negundo、黃海棠Hypericum ascyron、鳳尾竹Bambusa multiplex和大葉黃楊Buxus megistophylla等。

（7）香蒲群系。香蒲群系分布于近岸淺水區，為單種優勢群系。主要伴生種喜旱蓮子草、一年蓬Erigeron annuus、牡荊、披堿草、浮萍、盒子草、天葵Semiaquilegia adoxoides、狗牙根、茜草Rubia cordifolia、雞矢藤Paederia foetida、苦苣菜Sonchus oleraceus、馬蹄金Dichondra micrantha和早熟禾Poa annua等。

（8）金雞菊群系。金雞菊群系主要分布在岸邊及靠近湖岸的平地，為人工種植單優群系。主要伴生種野老鸛草、石竹Dianthus chinensis、大戟Euphorbia pekinensis、濱菊Leucanthemum vulgare、月見草Oenothera biennis、薺Capsella bursa-pastoris、菵草Beckmannia syzigachne、燕麥Avena sativa、火棘Pyracantha fortuneana和虞美人Papaver rhoeas等。

（9）意大利214楊群系。意大利214楊群系主要分布堤邊外側，為人工種植單優群系，主要伴生種有桑、烏桕Triadica sebifera、杠板歸Polygonum perfoliatum、蒼耳Xanthium strumarium、葎草和喜旱蓮子草等。

（10）狗尾草群系。狗尾草群系主要生長在湖邊淺灘，為單優群落。常伴生有水蓼、通泉草Mazus pumilus、蔊菜Rorippa indica、鬼針草和喜旱蓮子草等。

2.4 外來入侵植物

野外資源調查發現莫愁湖國家濕地公園內存在2種外來入侵植物：喜旱蓮子草和鳳眼藍Eichhornia crassipes。二者都是原產南美洲的水生入侵物種，喜旱蓮子草主要以匍匐枝進行無性繁殖，鳳眼藍依靠匍匐枝與母株分離方式繁殖。這兩種植物繁殖擴散速度極快。

3 結論與建議

3.1 結論

物種多樣性是生物多樣性的重要指標之一，莫愁湖國家濕地公園主要植物類型及其多樣性研究可以通過數據直觀反應濕地公園環境情況與生態系統現狀。莫愁湖國家濕地公園內植物物種豐富，本研究共計調查到維管束植物139科357屬510種。其中蕨類植物共計18科20屬23種，裸子植物4科7屬8種，被子植物117科330屬479種。數據表明，被子植物是莫愁湖國家濕地公園內的主要植物類型。

（1）從科的組成來看，濕地公園范圍內禾本科、豆科、菊科、唇形科物種較多且分布較為廣泛。從屬的組成來看，莫愁湖國家濕地公園內植物以單種屬與包含2～4個物種的小型屬為主，且無大型屬（包含10個及以上物種的屬）出現。從種的組成來看，不同區域分布的物種種類有所不同，水生植物區域內以菱、浮萍等漂浮植物為主；濕生植物區域內的近岸淺水濕地多分布美人蕉、蘆葦、狗牙根等挺水或濕生植物；陸生植物區域內的堤岸外側有喬木分布。淺水濕地或岸邊的植物種類多于湖區與堤岸外側，這表明水陸交界地帶具有更豐富的物種多樣性。

（2）調查結果顯示莫愁湖國家濕地公園內維管束植物可分為2個植被型組，3個植被型以及10個植被群系。研究區內主要的植被類型均為草本植物群系，且多為漂浮或挺水植物，如：菱群系、蘆葦群系、蓮群系、菰群系、喜旱蓮子草群系、香蒲群系等，狗尾草群系、美人蕉群系、金雞菊群系為濕生群系。這表明莫愁湖濕地公園內濕地范圍廣且條件較好，利于濕地植物生存。

（3）調查發現莫愁湖國家濕地公園內分布有入侵物種喜旱蓮子草和鳳眼藍，喜旱蓮子草多生存在岸邊以及近岸平地，在部分樣方內已成為優勢種。鳳眼藍主要分布在湖區內部，還未形成優勢種群。植物入侵會破壞水生生態系統，威脅本地生物多樣性；還會堵塞河道，影響航運、排灌和水產養殖；入侵后大面積繁殖也會惡化水質，滋生蚊蠅，傳播疾病，危害健康。

3.2 建議

（1）減少人類對生態的干預。生態環境有一定的自凈與循環能力，但是當人類過分開發利用超過了生態環境所能承載的范圍時，生態系統功能和穩定性會受到不利影響。因而在對莫愁湖國家濕地公園進行開發時應遵循適度原則，盡量在不破壞原生態環境的基礎上進行建設性開發。

（2）加強外來物種防治。入侵物種的存在會影響本地物種生存，破壞當地生態平衡，造成巨大的生態災難與經濟損失[14]。相關部門需加強對莫愁湖國家濕地公園內外來物種的管理，要查明并及時切斷外來物種入侵途徑，對于已經受到入侵的區域，應采取適當的生物或人工措施進行生態修復[15]。

（3）加強水質監測與治理。莫愁湖國家濕地公園濕地率高達80%以上，湖區范圍大，在一定程度上增加了管理難度。水體質量是濕地建設的重中之重，水體質量直接影響濕地公園內動植物的生存與繁殖，還會影響人類健康。研究區內入侵種喜旱蓮子草和鳳眼藍分布集中的區域水質相對較差，因而應加強水質監測與治理力度，保證水體質量[16]，重點治理此類區域。

（4）加強濕地相關的科教宣傳教育。莫愁湖國家濕地公園建設有宣教示范區，相關管理人員應充分利用區域功能進行科普宣教。通過科普宣教向游客展示濕地重要性與濕地保護的基本方向與原則，從而帶動游客共同參與環境保護，維護濕地生態。

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