貴州碧江國家濕地公園維管植物區(qū)系特征分析*

莫忠妹,李木良,楊傳東

(銅仁學院農(nóng)林工程與規(guī)劃學院,貴州 銅仁 554300)

0 引言

濕地公園是國家濕地保護體系的重要組成部分,在保護濕地生態(tài)系統(tǒng)完整性、維護濕地生態(tài)過程和生態(tài)服務功能基礎上充分發(fā)揮濕地的生物多樣性價值[1],濕地是地球上水陸相互作用形成的獨特生態(tài)系統(tǒng),具有保持水源、調(diào)節(jié)氣候和維護生物多樣性等重要生態(tài)功能,是濕地生物生長的地區(qū)[2]。植物區(qū)系是一個地區(qū)的植物在特定條件下長期發(fā)展演化的結(jié)果,蘊含著大量歷史、地理、生態(tài)和系統(tǒng)進化的信息[3-4],可以衡量區(qū)域生物多樣性,因此對濕地植被和區(qū)系研究有助于合理利用和保護植物資源。貴州碧江國家濕地公園地處中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)內(nèi),以人工湖泊和具有豐富水量的自然河流為核心,由永久性河流、洪泛平坦?jié)竦?、庫塘與森林組成的復合濕地生態(tài)系統(tǒng)為特色,具有較強的典型性和代表性。這為動植物生長提供了豐富多樣的生境。目前貴州碧江國家濕地公園研究僅有獸類物種多樣性與保護[5]和外來有害生物調(diào)查[6],本研究采取線路法、樣地樣方法進行較為全面的野外植物調(diào)查,對其植物區(qū)系組成、群落分類和組成、物種多樣性特征進行了詳細分析,以期為貴州碧江國家濕地公園濕地保護、植被恢復、生物多樣性保護利用提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

貴州碧江國家濕地公園地處武陵山脈主峰梵凈山的東南邊緣地段,位于碧江區(qū)東北部的川硐鎮(zhèn),地理坐標109°9′14″～109°14′25″E、27°45′48″～28°51′47″N,公園涉及的面積為416.75 hm2,濕地占了整個公園面積的54.82%,是一個以保護飲用水源及生物多樣性為主體的保護地。濕地公園所處貴州省高原東部,由高原向丘陵過渡的區(qū)域,境內(nèi)山地、丘陵地形并存,地貌區(qū)域分異明顯,地貌以低山峽谷為主,丘陵、河谷、山地分布于錦江干流沿岸。在氣候上碧江濕地地處中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)內(nèi),一年四季氣候分明,年均降水量為1265.4 mm,年平均氣溫為17.0 ℃,該地區(qū)土壤屬中亞熱帶貴州高原東部、向丘陵過渡的區(qū)域。

1.2 研究方法

2019年10月到2021年10月開展植物多樣性的調(diào)查,參照國家濕地公園監(jiān)測評估技術(shù)規(guī)程,結(jié)合濕地公園的森林植被特征及地貌特征與社區(qū)人為活動的現(xiàn)狀,多次進行野外植物調(diào)查,并同時采用樣線法、樣地樣方法開展植物多樣性的野外調(diào)查?，F(xiàn)場記錄植物的種類、名稱、生活型等,對于不確定的植物采集標本、帶回實驗室,參照《中國植物志》《中國高等植物》《貴州植物志》《中國石松類和蕨類植物》等鑒定分類[7-11],確定植物的科、屬、種名。參照臧得奎[12]和吳征鎰[13]對維管束植物科的分布區(qū)的劃分標準,采用統(tǒng)計排序以及比較分析等方法對濕地公園內(nèi)的維管束植物區(qū)系特征進行分析研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物物種組成

初步查明并確定貴州碧江國家濕地公園維管植物種類640種(含變種),隸屬于152科435屬(表1);包括野生維管植物120科397屬598種和人工種植維管植物32科38屬42種,其中蕨類42種、裸子植物類11種、雙子葉植物499種、單子葉植物88種,其物種組成雙子葉植物在該區(qū)域占絕對優(yōu)勢,占總種數(shù)的78.0%,單子葉植物占13.7%次之為蕨類植物,占6.6%,裸子植物類占1.7%。根據(jù)2021年9月公布的《國家重點野生保護名錄》貴州碧江國家濕地公園植物中屬國家保護的珍稀瀕危植物有5科7屬8種,其中屬國家一級保護植物的有南方紅豆杉Taxuswallichianavar.mairei(Lemée et H.Lévl.)L.K.Fu et Nan Li;屬國家二級保護植物的有野大豆GlycinesojaSicb.et Zucc.、花櫚木OrmosiahenryiPrain、香果樹EmmenopteryshenryiOliv.、七葉一枝花ParispolyphyllaSmith、白及Bletillastriata(Thunb. Ex A. Murray)Rchb.f.、春蘭Cymbidiumgoeringii(Rchb. f.)Rchb.f.、蕙蘭CymbidiumfaberiRolfe。

表1 貴州碧江國家濕地公園植物科、屬、種的組成

2.2 貴州碧江國家濕地公園維管植物生活型組成分析

植物生活型是植物對其生態(tài)環(huán)境長期適應而具有的相似的形態(tài)外貌、結(jié)構(gòu)和習性。對其進行分析,可以揭示植物與環(huán)境間的關(guān)系。從植物生活型組成看(表2),貴州碧江國家濕地公園維管植物以草本為主,共有279種,占總數(shù)的43.6%,其中多年生草本207種,一年生或二年生草本有72種,草本主要代表種有珍珠菜LysimachiaclethroidesDuby、碎米薺CardaminehirsutaL.、杠板歸PolygonumperfoliatumL.等,其次是喬木133種和灌木128種,分別占總數(shù)的20.8%和20.0%。喬木主要代表種有山合歡AlbiziakalkoraRoxb.、剌槐RobiniapsendoacaciaLinn.、燈臺樹Bothrocaryumcontroversa(Hemsl.)Pojark.等,灌木代表種有朱砂根ArdisiacrenataSims、光葉海桐PittosporumglabratumLindl. 、木帚栒子ColoneasledielsianusPritz.等,藤本植物58種,占總數(shù)的9.0%,主要代表種有紫藤Wisteriasinensis(Sims.)Sweet、老虎刺PterolobiumpunctatumHemsl.、云實Caesalpiniadecapetala(Roth)Alston等。

表2 植物生活型統(tǒng)計

2.3 貴州碧江國家濕地公園維管植物科屬大小級別分析

2.3.1 科內(nèi)種的組成

貴州碧江國家濕地公園維管植物152科640種中(表3),含有30種以上的科有菊科Compositae(39種)、豆科Leguminosae(36種)、薔薇科Rosaceae(32種),含20～29科的有禾本科Gramineae(26種)、百合科Liliaceae(21種),以上5科組成了貴州碧江國家濕地公園高等植物的優(yōu)勢科,說明其在該區(qū)植物區(qū)系中起著明顯的支撐作用。含有10～19種的科有12個科,共計142種,分別占比9.0%和25.6%,代表科有茜草科Rubiaceae(14種)、唇形科Labiatae(13種)、?？芃oraceae(13種)等,含有2～9科的有77科,共計286種,代表科報春花科Primulaceae(8種)、馬鞭草科Verbenaceae(8種)、蕓香科Rutaceae(8種)、玄參科Scrophulariaceae(8種)、鳳尾蕨科Pteridaceae(7種)、莧科Amaranthaceae(7種)、葫蘆科Cucurbitaceae(7種)、傘形科Umbelliferae(7種)等。

表3 貴州碧江國家濕地公園維管植物科內(nèi)種、科內(nèi)屬、屬內(nèi)種的組成

2.3.2 科內(nèi)屬的組成

由表3可知,含20屬及以上的科有3個,主要有菊科(28屬)、豆科(25屬)、禾本科(22屬),含有10～19屬的科有3個,有薔薇科(15屬)、百合科(14屬)、茜草科(11屬),含有2～9屬的科有67個,主要有大戟科(9屬)、唇形科(9屬)、玄參科(8屬)、蕁麻科Urticaceae(8屬)、馬鞭草科(6屬)、傘形科(6屬)等,含有1屬的科有79個,主要有馬?？艭oriariaceae、清風藤科Sabiaceae、三白草科Saururaceae、五味子科Schisandraceae等。

2.3.3 屬內(nèi)種的組成

由表3可知,含有10種及以上的屬的有懸鉤子屬Rubus(10種)、含有6～9種的屬有珍珠菜屬Lysimachia(8種)、榕屬Ficus(8種)、鳳尾蕨屬Pteris(7種)、忍冬屬Lonicera(6種)、薔薇屬Rosa(6種)、蓼屬Polygonum(6種),含有2～5種屬的有鐵線蓮屬Clematis(4種)、山胡椒屬Lindera(4種)、苧麻屬Boehmeria(3種)等,含有1種屬的有柘屬Maclura、栗屬Castanea、安息香屬Styrax等。

2.4 貴州碧江國家濕地公園維管植物區(qū)系分析

2.4.1 種子植物科的地理區(qū)系

結(jié)果見表4,貴州碧江國家濕地公園高等植物科有132科,分布區(qū)類型有9個分布型和9個變型,世界分布有42科,占總科數(shù)比31.8%,種數(shù)占總數(shù)比47.6%。其中熱帶性質(zhì)分布科有61科,占非世界分布68.5%,溫帶性質(zhì)分布的有28科,占非世界分布31.5%,中國特有科1科,該區(qū)熱帶性質(zhì)科占優(yōu)勢,說明該區(qū)在科級中呈現(xiàn)熱帶屬性氣候。

表4 貴州碧江國家濕地公園種子植物科的分布區(qū)類型

2.4.2 種子植物屬的地理區(qū)系

結(jié)果見表5,貴州碧江國家濕地公園種子植物屬有412屬,分布類型有12個分布型和17個變型,其中世界分布的有45屬,熱帶性質(zhì)分布屬有181屬,占非世界分布的50.6%,溫帶性質(zhì)分布177屬,占非世界分布的49.4%,中國特有屬9屬,該區(qū)中熱帶屬性略占優(yōu)勢,反映了該區(qū)系在屬級中呈現(xiàn)熱帶性質(zhì)向溫帶性質(zhì)過渡的氣候特征。

表5 貴州碧江國家濕地公園種子植物屬的分布區(qū)類型

2.5 與鄰近濕地公園植物區(qū)系的比較分析

在植物區(qū)系中,植物屬的地理成分往往比植物科的地理成分更能反映出不同區(qū)域植物的親緣關(guān)系[15],為了更好地了解貴州碧江濕地種子植物區(qū)系的特點,選擇地理位置與之相鄰的8個濕地種子植物區(qū)系進行比較分析,貴州匯川喇叭河(106°51′39″～106°54′15″E,27°43′14″～27°46′16″N),湖南衡山萱洲(112°43′28″′～112°51′49″′E,26°58′33″～27°09′39″′N),湖南溆浦思蒙(110°22′38″～110°34′23″E,27°49′17″～27°54′08″N),湖南永順猛洞(109°40′8"～109°50′52″E、28°59′20″～29°15′3″N),湖南桂陽舂陵(112°36′40″～112°45′20″E,29°5′50″～29°49′59″N),廣西荔浦荔江(110°13′23″～110°22′32″E,24°22′44″～24°29′06″N),四川白玉拉龍措(99°42′19.3″～99°56′55.8″E,31°0′4.5″～31°12′56.4″N),云南滇池湖濱(102°36′～102°47′N,24°40′～25°02′E)。結(jié)果如表6所示[16-23],運用SPSS軟件以歐式距離對種子植物屬分布區(qū)類型所占的百分比進行聚類分析。

表6 碧江國家濕地公園與鄰近 8個濕地種子植物屬的分布型比較

根據(jù)聚類(圖1)所示,以閾值5為截取參考線時,可將9個濕地分為5組,湖南永順猛洞和湖南桂陽舂陵聚為一組,貴州碧江、湖南溆浦思蒙、湖南衡山萱洲和貴州匯川喇叭河聚為一組,其中貴州碧江與湖南溆浦思蒙聚在一小支,表明其種子植物區(qū)系關(guān)系最接近,貴州碧江與湖南溆浦思蒙濕地熱帶分布占優(yōu)勢,R/T值分別為1.39、1.12,其余云南滇池湖濱、廣西荔浦荔江、四川白玉拉龍措單獨聚為一支。根據(jù)表6比較R/T值,湖南永順猛洞(0.89)、湖南桂陽舂陵(0.91)、四川白玉拉龍措(0.02),呈現(xiàn)溫帶屬性,這與它們所處的地理位置基本對應。廣西荔浦荔江(2.33)數(shù)值較大,表現(xiàn)出強烈的熱帶屬性。貴州碧江(1.39)、湖南溆浦思蒙(1.12)、湖南衡山萱洲(1.01)、貴州匯川喇叭河(1.1)以及云南滇池湖濱(1.37)表現(xiàn)出熱帶屬性向溫帶屬性過渡的特征。

圖1 貴州碧江與鄰近濕地種子植物區(qū)系分布類型成分聚類結(jié)果

3 討論

3.1 植物物種豐富多樣,地理成分復雜

貴州碧江國家濕地公園維管植物其種類具有多樣性,共有152科435屬640種(含變種),科級水平上以2～9種為主,占植物總數(shù)的44.7%,屬級水平以2～5種為主,占植物總數(shù)的42.3%,除此之外,單種屬含有318種,占比49.7%,體現(xiàn)了科級和屬級水平上的多樣性。種子植物132科412屬,從科的分布型分析,世界分布與泛熱帶分布最多,分別占總科數(shù)的31.8%和27.3%,R/T值約為2.18。從屬的分布類型分析,該區(qū)具有的種子植物屬分布類型有12個分布型和17個變型,其中世界分布的有45屬,熱帶性質(zhì)分布屬有181屬,占非世界分布的50.6%,溫帶性質(zhì)分布177屬,占非世界分布的49.4%,中國特有屬9屬,該區(qū)中R/T值約為1.39,在科、屬水平上均表明熱帶分布型占主導地位[14],體現(xiàn)了貴州碧江國家濕地公園溫暖的中亞熱帶氣候,同時溫帶成分也占較大比重,說明具有熱帶、亞熱帶向溫帶過渡的氣候特點[23-24]。

3.2 與鄰近濕地植物區(qū)系的親緣關(guān)系

與鄰近8個濕地進行比較,貴州碧江表現(xiàn)出熱帶屬性,呈現(xiàn)出熱帶、亞熱帶向溫帶過渡的氣候特點,貴州碧江與湖南溆浦思蒙種子植物區(qū)系關(guān)系最接近,熱帶分布占優(yōu)勢,與其余云南滇池湖濱、廣西荔浦荔江、四川白玉拉龍措關(guān)系疏遠。

3.3 野生種子植物資源保護和恢復措施

此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)濕地公園地帶性植被為中亞熱常綠闊葉林,由于當?shù)剞r(nóng)業(yè)社會經(jīng)濟活動頻繁,長期處于干擾環(huán)境,現(xiàn)存植被多為次生性常綠落葉闊葉混交林、針闊混交林、針葉林和灌叢林,維管束植物共有640種(含變種),隸屬于152科435屬,其中人工種植維管植物有32科38屬42種,主要是當?shù)鼐用駨耐獾匾敕N植,豐富了濕地公園生物多樣性,在調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)外來植物對現(xiàn)生態(tài)環(huán)境造成危害,國家一級保護植物有南方紅豆杉1種,國家二級保護植物有野大豆、花櫚木、香果樹、七葉一枝花、白及、春蘭、蕙蘭7種,保護植物的發(fā)現(xiàn),也標志著濕地公園生態(tài)環(huán)境得到很好的保護。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)周邊社區(qū)群眾家中有種植野生春蘭的現(xiàn)象,在濕地植物恢復過程中,應該采取必要的措施,以加強對野生種子植物種質(zhì)資源的保護[25],針對國家2021年新國務院頒布的國家重點保護植物種類在社區(qū)開展宣傳普及教育。近年來,由于碧江國家濕地公園游客數(shù)量的不斷增加,已對生態(tài)環(huán)境、水質(zhì)等造成一定的影響,建議該濕地公園管理部門積極倡導生態(tài)旅游,嚴禁訪客在生態(tài)保育區(qū)和恢復重建區(qū)中活動,進行濕地和生態(tài)知識宣傳教育,采取標識標牌形式介紹濕地的作用和價值,提高居民和游客保護濕地的意識,防止已經(jīng)恢復的區(qū)域被二次破壞[26-27]。