北京漢石橋濕地自然保護(hù)區(qū)植被現(xiàn)狀調(diào)查與分析

張 勇,顏 泓,苗雪鵬,張麗云,李萬成

(1.漢石橋濕地自然保護(hù)區(qū),北京 101309；2.國家林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院,北京 100714；3.北京市順義牛欄山第一中學(xué),北京 101300)

漢石橋濕地位于北京市順義區(qū)蔡家河下游的楊鎮(zhèn)地區(qū),其擁有較為豐富的生物多樣性資源和良好的景觀資源。2005年4月漢石橋濕地正式被北京市政府批準(zhǔn)為市級自然保護(hù)區(qū),成為北京平原地區(qū)唯一的市級濕地自然保護(hù)區(qū)。蔣政權(quán)等[1]在2002—2003年對漢石橋濕地進(jìn)行植物種類、濕地植被類型、生物多樣性和優(yōu)勢種重要值進(jìn)行調(diào)查,劉樹等[2]分析了2003—2006年保護(hù)區(qū)內(nèi)植被格局變化。北京漢石橋濕地自然保護(hù)區(qū)科考組于2006年系統(tǒng)全面的分析了保護(hù)區(qū)的植物組成、植物區(qū)系、植物多樣性與植被類型。在近15年間,漢石橋濕地保護(hù)區(qū)陸續(xù)進(jìn)行了恢復(fù)與改造工程,水文條件和地形環(huán)境變化較大。本文通過實地調(diào)查獲得最新植被數(shù)據(jù),旨在為該濕地的保護(hù)和建設(shè)提供參考。

1 自然概況

北京漢石橋濕地保護(hù)區(qū)位于北京市順義區(qū)楊鎮(zhèn)鎮(zhèn)域西南(40°07′N,116°48′E),范圍以楊鎮(zhèn)葦塘濕地為核心,總面積為1 900hm2。濕地及周邊大部分地區(qū)位于潮白河沖積扇中部平原區(qū),處于燕山沉降帶,北京西山凹陷順義—松各莊沉陷帶。屬于溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫11.9℃,全年日照時數(shù)2 745.1h,平均無霜期195d。年降水量603.1mm,降水時段主要集中在夏秋兩季,易形成地表徑流,這為濕地的形成創(chuàng)造了適宜的氣候條件。保護(hù)區(qū)內(nèi)的土壤以沼澤土、潮土濕地 土壤類型為主,土質(zhì)粘重,使水分不易下泄,易形成地表水。

2 調(diào)查方法

在漢石橋保護(hù)區(qū)核心區(qū)與周邊地區(qū)共設(shè)置121個調(diào)查點,于2020年4月至2021年4月進(jìn)行實地調(diào)查采樣。依據(jù)各調(diào)查點的生境和地形共隨機(jī)設(shè)立喬木樣方85個,面積為10m×10m,草本樣方115個,面積為1m×1m。調(diào)查記錄植物群落分布、植物種類和數(shù)量、植被蓋度等信息。對重復(fù)樣方的數(shù)據(jù)取其平均值進(jìn)行計算。按恩格勒植物自然分類系統(tǒng)對記錄到的植物分類編目,并根據(jù)吳征鎰[3]對中國種子植物屬的分布區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn),分析漢石橋地區(qū)植物屬的地理分布。根據(jù)《中國濕地植被》[4]的分類標(biāo)準(zhǔn),將濕地植被類型分析歸類,利用Simpson多樣性指數(shù)(D)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H)測定主要濕地植物群落多樣性,計算公式如下:

Pi=Ni/N

式中:S為物種數(shù)目,Pi為屬于種i的個體在全部個體中的比例,Ni為種i的個體數(shù),N為群落中全部物種的個體數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 植物科屬與種類變化

如表1所示,本次調(diào)查在核心區(qū)與周邊區(qū)域共發(fā)現(xiàn)維管束植物(包含栽培與歸化植物)75科184屬280種(未包括變種、變型)。

表1 漢石橋濕地維管束植物科屬組成Tab.1 Composition of wetland vascular plants at Health Bridge Wetland in family and genus

(續(xù)表)

與2006年漢石橋濕地自然保護(hù)區(qū)總體規(guī)劃調(diào)查的69科、191屬、292種數(shù)據(jù)相比較,本次調(diào)查新發(fā)現(xiàn)的野生植物屬包括:糖芥屬(Erysimum)、鵝腸菜屬(Myosoton)、唐松草屬(Thalictrum)、米口袋屬(Gueldenstaedtia)、車軸草屬(Trifolium)、酢漿草屬(Oxalis)、牻牛兒苗屬(Erodium)、老鸛草屬(Geranium)、葉下珠屬(Phyllanthus)、檉柳屬(Tamarix)、杠柳屬(Periploca)、雞矢藤屬(Paederia)、半夏屬(Pinellia)等。新發(fā)現(xiàn)的野生植物種包括:小花糖芥(Erysimumcheiranthoides)、習(xí)見蓼(Polyganumplebeium)阿穆爾酸模(Rumexamurensis)、齒果酸模(R.dentatus)、羊蹄(R.japonicus)、長芒莧(Amaranthuspalmeri)、皺果莧(Am.viridis)、箭頭唐松草(Thalictrumsimplexvar.brevipes)、匍匐委陵菜(Potentillareptans)、狹葉米口袋(Gueldenstaedtiastenophylla)、白車軸草(Trifoliumrepens)、鼠掌老鸛草(Geraniumsibiricum)葉下珠(Phyllanthusurinaria)、檉柳(Tamarixchinensis)、杠柳(Periplocasepium)、雞矢藤(Paederiafoetida)、北山萵苣(Lagediumsibiricum)、蔞蒿(Artemisiaselengensis)、尖嘴薹草(Carexleiorhyncha)、掌葉半夏(Pinelliapedatisecta)等。栽培種類新增楸樹(Catalpabungei)、禾葉山麥冬(Liriopegraminifolia)、紫玉簪(Hostaalbo-marginata)等。其中匍匐委陵菜(P.reptans)是北京市新紀(jì)錄種[5],長芒莧(Am.palmeri)是惡性入侵雜草[6-7]。長芒莧于2016年12月12日被中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部列為第四批外來入侵物種,嚴(yán)重危害我國的生態(tài)壞境,需檢測其種群擴(kuò)散并應(yīng)即時清除。

相較2006年規(guī)劃調(diào)查減少種包括:卷心菜(Brassicaoleracea)、白菜(B.pekinensis)、蘿卜(Raphanussativus)、大豆(Glycinesoja)、落花生(Arachishypogaea)、蠶豆(Viciafaba)、西葫蘆(Cucurbitapepo)、苦瓜(Momordicacharantia)、西瓜(Citrulluslanatus)、高梁(Sorghumvulgare)、小麥(Triticumaestivum)等栽培作物,主要與保護(hù)區(qū)周邊退耕還林或栽培作物未在調(diào)查點內(nèi)有關(guān)。此外,部分野生植物屬未調(diào)查到:繁縷屬(Stellaria)、蕁麻屬(Urtica)、柳葉菜屬(Epilobium)、丁香蓼屬(Ludwigia)、地筍屬(Lycopus)、雨久花屬(Minichiria)。

整體而言,漢石橋濕地保護(hù)區(qū)及其周邊植物種類出現(xiàn)中生植物顯著增多,濕生植物略有減少的變化。

3.2 維管束植物生活型分析

維管束植物按生活型劃分,有挺水植物19種,包括:蓮(Nelumbonucifera)、香蒲(Typhaorientalis)、達(dá)香蒲(T.davidiana)、短序香蒲(T.lugdunensis)、小香蒲(T.minima)、球序香蒲(T.pallida)、黑三棱(Sparganiumstoloniferum)、澤瀉(Alismaplantago-aquatica)、野慈菇(Sagittariatrifolia)、慈菇(S.trifoliavar.sinensis)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、茭白(Zizanialatifolia)、扁稈藨草(Scirpusplaniculmis)、藨草(S.triqueter)、水蔥(S.validus)、水毛花(S.triangulatus)、螢藺(S.juncoides)、菖蒲(Acoruscalamus)、黃花鳶尾(Iriswilsonii)。浮水植物11種,包括:滿江紅(Azollaimbricata)、槐葉萍(Salvinianatans)、兩棲蓼(Olygonumamphibium)、芡實(Euryaleferox)、睡蓮(Nymphaeatetragona)、紅睡蓮(N.albavar.rubra)、細(xì)果野菱(Trapamaximowiczii)、荇菜(Nymphoidespeltata)、水鱉(Hydrocharisdubia)、浮萍(Marsileaquadrifolia)、紫萍(Spirodelapolyrhiza)。沉水植物9種,包括:金魚藻(Ceratophyllumdemersum)、穗狀狐尾藻(Myriophyllumspicatum)、狐尾藻(M.verticillatum)、菹草(Potamogetoncrispus)、眼子菜(P.distinctus)、馬來眼子菜(P.malaianus)、篦齒眼子菜(P.pectinatus)、穿葉眼子菜(P.perfoliatus)、黑藻(Hydrillaverticillata)。濕生植物51種,包括:犬問荊(Equisetumpalustre)、水蓼(Polygonumhydropiper)、酸模葉蓼(Polygonumlapathifolium)、茴茴蒜(Ranunculuschinensis)、石龍芮(R.sceleratus)、球果蔊菜(Rorippaglobosa)、沼生蔊菜(R.palustris)、水芹(Oenanthejavanica)、豬殃殃(Galiumaparine)、狼杷草(Bidenstripartita)、鱧腸(Ecliptaprostrata)、牛鞭草(Hemarthriasibirica)、尖嘴薹草(Carexleiorhyncha)、褐穗莎草(Cyperusfuscus)、球穗莎草(C.glomeratus)、旋鱗莎草(C.michelianus)、白鱗莎草(C.nipponicus)、針藺(Heleocharisvalleculosaf.setosa)、卵穗針藺(E.ovata)、復(fù)序飄拂草(Fimbristylisbisumbellata)、燈心草(Juncuseffusus)等,共計90種濕地植物,占此次調(diào)查維管束植物總數(shù)的32.14%。

3.3 種子植物屬的分布區(qū)類型

采用吳征鎰對中國種子植物屬的分布區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn),將調(diào)查到的種子植物歸入15個類型,6個變型。在181個屬中,世界分布類型有39屬、北溫帶分布類型有36屬、泛熱帶分布類型有28種,分別占總數(shù)的 21.55%,19.89%和15.47%(表2)。世界分布和北溫帶分布型包括較多的草本植物,也是漢石橋地區(qū)乃至北京地區(qū)濕地植物群落類型的主要建群種(眼子菜群落、狐尾藻群落、金魚藻群落、荇菜群落、蘆葦群落、香蒲群落、莎草群落和苔草群落等群落類型)或優(yōu)勢種(如蓼屬、藜屬、蒿屬、稗屬等)。

表2 漢石橋濕地種子植物的分布區(qū)類型Tab.2 Distribution types of seed plants in the Health Bridge Wetland

3.4 濕地植被類型及分布

根據(jù)《中國濕地植被 》的劃分標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)查中的植物濕地類型主要為草叢沼澤植物型組和淺水濕地植物型組,下分4個植被型和29個群系類型(表3)。

表3 漢石橋主要濕地植被類型Tab.3 Types of vegtation in the Health Bridge Wetland

3.5 主要濕地植物群系多樣性分析

如表4所示,蘆葦群系中所包含的物種數(shù)最多,為11種。究其原因主要為:1)蘆葦在漢石橋濕地分布廣泛,生境較為多樣；2)由于群系高度優(yōu)勢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致多種層間植物攀附,例如:圓葉牽牛、野大豆、葎草、蘿藦等。芡實群系物種數(shù)最低,其主要分布在核心區(qū)水塘,該區(qū)域芡實優(yōu)勢明顯、蓋度大,水較深、沉水植物不能存活。偶有細(xì)果野菱、浮萍、紫萍伴生。

菰-蘆葦群系和黑三棱群系的Simpson多樣性指數(shù)與Shannon-Wiener多樣性指數(shù)明顯高于其他群系,菰-蘆葦群系為菰和蘆葦?shù)幕焐郝?并伴生有香蒲,故優(yōu)勢種優(yōu)勢并不明顯,物種間個體分布較為均勻,多樣性指數(shù)高。黑三棱群系由于群系蓋度較低,較低矮的濕生草本和浮水植物可以接受到良好的光照條件,植物種類較為豐富,故多樣性指數(shù)高。犬問荊群系和扁桿藨草群系的Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)均明顯低于其它群系,其分布在溝渠、水塘等淺水區(qū)域,土壤水分條件好,具有匍匐根狀莖,其營養(yǎng)生長快,故常形成單優(yōu)勢種群落導(dǎo)致多樣性指數(shù)低。除此之外蘆葦群系、球穗莎草群系、褐鱗莎草群系、稗-假稻群系、細(xì)果野菱群系均有較高的多樣性指數(shù),說明漢石橋濕地豐富的植物種類,濕地植被類型多樣、復(fù)雜,各個植被群系均具有較高的物種多樣性,使得漢石橋濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較高的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。但應(yīng)注意核心區(qū)蓄水量和水質(zhì)的檢測,水深且透明度低不利于沉水植物生存,故導(dǎo)致核心區(qū)沉水植物種類和生物量較少。

4 討論與建議

1)調(diào)查發(fā)現(xiàn)漢石橋保護(hù)區(qū)內(nèi)栽培植物65種,占調(diào)查總數(shù)的23.2%。栽培引種等園藝生產(chǎn)活動往往會將土壤中植物種子、繁殖體帶入保護(hù)區(qū)。調(diào)查新發(fā)現(xiàn)的匍匐委陵菜(P.reptans),其種群主要分布在栽培樹種周邊的草地,推測可能隨栽培引入。此外,長芒莧(Am.palmeri)為惡性入侵雜草,主要分布在保護(hù)區(qū)周邊農(nóng)田和荒地,推測可能隨農(nóng)業(yè)活動,通過混入作物種子引入。外來植物在本地區(qū)能夠生存并繁衍種群的稱為規(guī)劃植物,這些植物可能對本地生態(tài)系統(tǒng)沒有明顯的影響,也可能會對生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和人類健康造成危害并被稱為入侵植物。故需建立外來植物的風(fēng)險評估體系,加強(qiáng)對外來物種的野外檢測。每年定期普查,建立種群分布,種群密度等動態(tài)數(shù)據(jù),隨時更新以便開展研究與治理。入侵植物往往適應(yīng)能力強(qiáng),一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)該及時采取人工拔除等措施清理,對于已在保護(hù)區(qū)內(nèi)建立種群的,應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的管控和清除,防止擴(kuò)散[8]。

2)漢石橋濕地周邊為居民居住區(qū)、農(nóng)田區(qū)和人工林,在這些區(qū)域分布著藜(Chenopodiumalbum)、反枝莧(Am.retroflexus)、諸葛菜(Orychophragmusviolaceus)、打碗花(Calystegiahederacea)、圓葉牽牛(Ipomoeapurpurea)、小蓬草(Erigeroncanadensis)等眾多中生植物,中生植物適應(yīng)力強(qiáng),生態(tài)幅廣,往往會向濕地侵入。因此,要保持并進(jìn)一步恢復(fù)濕地周邊的水文環(huán)境,減少人類活動的干擾,使周圍環(huán)境與濕地生態(tài)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。維持濕地植物的生存空間和物種多樣性,才能更好的發(fā)揮濕地生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)與生態(tài)價值。