南四湖濕地植被演替及恢復技術研究

馬 良，梁 玉，房 用，趙 瑩

（1.山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014；2.山東省林業(yè)科學研究院，山東 濟南 250014）

南四湖濕地植被演替及恢復技術研究

馬 良1，梁 玉2，房 用2，趙 瑩1

（1.山東省水利科學研究院，山東 濟南 250014；2.山東省林業(yè)科學研究院，山東 濟南 250014）

本文在對南四湖不同生境下植物種類、數量、分布情況、植物群落結構分析的基礎上，研究了南四湖植物分布規(guī)律、人為干擾下變化規(guī)律，并依據水深變化提出了荒地或林地、沼澤或灘涂、水域三種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，明確了植被恢復模式及技術體系。

演替；人為干擾；挺水植物；優(yōu)勢種；植物群系

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

南四湖是內陸十大淡水湖泊之一，是淮河以北地區(qū)面積最大、結構完整、保存較好的內陸大型淡水、草型湖泊濕地，同時也是南水北調東線工程的重要調蓄水庫，其濕地功能直接影響南水北調水質保障。1994年南四湖濕地就列入《中國重要濕地名錄》和水禽棲息地恢復優(yōu)先工程區(qū)，2000年納入國務院頒布的《中國濕地保護行動計劃》，2003年6月經山東省人民政府批準建立的省級自然保護區(qū)。由于周邊區(qū)域分布傳統農業(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烈。自1980年以來，經濟社會飛速發(fā)展帶來的不合理開發(fā)利用，使湖區(qū)污染加劇，水質逐年惡化，濕地面積不斷減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞，生態(tài)功能退化等問題，急需進行濕地植被恢復與重建。

1 濕地植被概況

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

表1 南四湖濕地自然保護區(qū)組成表 km2

在對南四湖進行全面踏查的基礎上，選擇典型區(qū)域設置調查樣方，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，共調查樣方1 240個。每個樣方調查記錄植物名稱、海拔、經緯度、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，草本植物的蓋度、高度和株數。

研究發(fā)現，南四湖濕地內維管束植物共有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)內禾本科和菊科為優(yōu)勢科，豆科、蓼科、眼子菜科、莧科、唇形科、莎草科的屬種數量也占有一定的優(yōu)勢。

調查發(fā)現，不同濕地類下，植物優(yōu)勢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、楊樹群系、柳樹群系，優(yōu)勢種為蘆葦、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)勢種為蘆葦、蓮、槐葉萍、水鱉、紫萍、金魚藻、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；水產養(yǎng)殖面積25 164.48 hm2；住宅為1 900戶。

在未受人為建設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)勢植物的代表是蘆葦、楊樹、旱柳、香蒲、金魚藻、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、金魚藻科、小二仙草科、大麻科、水鱉科。植物優(yōu)勢科分別是禾本科，占總科數的20.0%；楊柳科，占總科數的17.1%；香蒲科、睡蓮科、菊科、莧科、眼子菜科，均占總科數的5.7%。而在受人為建設干擾的濕地植物組成中，包括植物56科68屬100種，其中，優(yōu)勢植物的代表是蘆葦、狗牙根、堿蓬、楊樹、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)勢科分別是禾本科，占總科數的16.2%；菊科，占總科數的14.7%；藜科，占總科數的7.4%；楊柳科、蓼科，占總科數的5.9%；香蒲科、睡蓮科，占總科數的4.4%；浮萍科、眼子菜科、莧科，均占總科數的2.9%。在受人為干擾前后對比發(fā)現，受人為建設干擾時菊科、藜科等陸生種所在的科優(yōu)勢較大，而以眼子菜科、香蒲科為代表的水生植物所在的科優(yōu)勢下降明顯。

同樣，分析植物生態(tài)類型構成發(fā)現，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，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)類型構成中，未受干擾時沉水植物、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。這說明隨著人為干擾的發(fā)生，水生植物中具有陸生性質的挺水植物，如香蒲、蓮等，在人為干擾后逐漸成為了優(yōu)勢種類。

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)或水源被切斷長期無水源供應，這類區(qū)域會逐步演變成荒地。

與此同時，生境內植被的種類及分布勢必發(fā)生演替變化，沼澤、灘涂的植物種類相對較多，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，具體分布詳見表2。

上述植被隨著積水狀況的變化會產生一定的變化，積水增加，則水生植被會相應增多，相反，積水減少，濕生植物、中生植物會增多。

4 濕地植被恢復模式及技術體系

在分析了157種植被的群系中篩選出10個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，群系數量比例達80.25%，其中蘆葦群系在數量上表現出顯著優(yōu)勢。需要注意的是，侵入種喜旱蓮子草群系也有大比例分布，今后應注意其危害，并及時采取相應措施。

本研究提出濕地植被恢復技術體系，可分為四個層次：1）物種恢復技術。主要包括物種選育與培植技術、先鋒物種引入技術、土壤種子庫引入技術、水生植物恢復技術等；2）種群恢復技術。主要包括種植密度控制技術、種群競爭控制技術、造林技術等；3）群落恢復技術。包括群落空間配置技術、植被帶恢復技術、群落鑲嵌組合技術和功能區(qū)劃技術等；4）濕地植被恢復管理技術。包括水管理、植物管理、施肥管理、雜草和蟲害管理及封育管理等。該體系強調的是多項技術措施的組裝配套，綜合應用。

5 結語

研究成果在南四湖開展了技術推廣，5年內累計推廣面積166．67 hm2。通過推廣項目成果，特別是植被恢復模式、先鋒物種引入和植被帶恢復等關鍵技術的應用，有效地解決了濕地恢復中物種搭配模式，提高了南四湖濕地生態(tài)系統的穩(wěn)定性，實現了濕地保護利用和可持續(xù)發(fā)展。

[1] 范小莉，等.南四湖濕地植被構成及分布分析[J].山東大學學報（理學版），2016，51（7）:131-135.

（責任編輯 遲明春）

Q948

B

1009-6159（2017）-10-0025-03

馬良（1980—），男，博士，高級工程師

山東省省級水利科研項目“生態(tài)河道治理植物配置技術研究”（SDSLKY201504）、山東省科技發(fā)展計劃項目“山東南水北調主干系植被恢復關鍵技術研究”（2012GNC11109）資助。