鄭州黃河濕地自然保護區(qū)種子植物區(qū)系類型研究

孫浩冉，孫 淼

(1.鄭州工程技術(shù)學(xué)院 化工食品學(xué)院， 鄭州 450044；2.南陽農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 圖書館，河南 南陽 473000)

濕地作為自然界中一種獨特的生態(tài)系統(tǒng)，因其在保持水土、調(diào)節(jié)徑流、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)氣候、保持生物多樣性和珍稀物種資源等方面具有獨特的功能而成為國內(nèi)外研究的熱點之一。[1]

鄭州黃河濕地自然保護區(qū)地處黃河中下游過渡帶，保護區(qū)內(nèi)蘊含豐富的野生動植物資源，是我國中部濕地生物多樣性分布的重要地區(qū)和河流濕地中最具代表性的地區(qū)之一，也是鄭州市重要的水源地和區(qū)域氣候調(diào)節(jié)區(qū)，在為人類提供生產(chǎn)生活資源等方面發(fā)揮著重要作用。[2-3]當(dāng)前對生物多樣性的研究是恢復(fù)生態(tài)經(jīng)濟學(xué)的前沿命題之一，采用生物技術(shù)對退化的濕地進行生態(tài)恢復(fù)也是當(dāng)今的熱門研究之一。[4]目前對鄭州黃河濕地自然保護區(qū)濕地植物的研究主要集中在濕地生物多樣性[5]、鳥類區(qū)系和多樣性[6]、河南省濕地植被特征種植物區(qū)系[7]、濕地植被演變[8]等方面，但在濕地植物區(qū)系成分和特點等方面缺乏系統(tǒng)性研究。近年來，鄭州黃河濕地自然保護區(qū)日益面臨著過度開發(fā)、破壞嚴(yán)重、水資源緊缺、水體污染等諸多問題，[9]濕地植被也遭受不同程度的破壞，出現(xiàn)了濕地功能衰減、生物生產(chǎn)力下降等濕地退化現(xiàn)象，[10]亟待保護和修復(fù)。對保護區(qū)內(nèi)植物的區(qū)系組成進行調(diào)查是保證生態(tài)恢復(fù)順利實施、長期有效防止外來物種入侵的前提。通過對鄭州黃河濕地自然保護區(qū)種子植物區(qū)系類型的分析，豐富該區(qū)域生物多樣性和濕地生態(tài)系統(tǒng)的研究，為生物多樣性保護和生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供基礎(chǔ)性資料，為生態(tài)環(huán)境保護和生態(tài)建設(shè)中的物種選擇和植被組成結(jié)構(gòu)提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

鄭州黃河濕地自然保護區(qū)(地理坐標(biāo)34°48′～35°00′N，112°48′～114°41′E)位于鄭州市北部的黃河南岸，西起鞏義市康店鎮(zhèn)井溝村，東至中牟縣狼城崗鎮(zhèn)東狼城崗村，東西長158.5km，面積3800.7km2。保護區(qū)內(nèi)地勢平坦，河床寬闊，年平均徑流量2.53×1010m3，平均水位91.53m,由于水流緩慢，泥沙淤積嚴(yán)重，使得河床平均高出兩岸地面4～5m,形成著名的“地上河”。該區(qū)域主要地形有主河槽、河溝、灘地、背河洼地、河堤等，[2]屬北溫帶大陸性季風(fēng)型氣候，冷暖適中，四季分明，年平均氣溫在14～14.3℃，年平均降雨量499.1mm，無霜期227d，全年日照時間約2366h。[11]

2 研究方法

鄭州黃河濕地屬于河流型濕地和沼澤型濕地，主要由邊灘、河漫灘、岸坡、支流河口、江心洲、永久淹水區(qū)等生境組成。在充分踏青的基礎(chǔ)上，以桃花峪大橋為起點，以東狼城崗為終點，每隔約12km設(shè)置一個調(diào)查樣地，對自然保護區(qū)內(nèi)野生植物進行了全面調(diào)查統(tǒng)計。共設(shè)置13塊調(diào)查樣地，每塊樣地根據(jù)群落類型、生境條件等差異，設(shè)置調(diào)查樣方。其中，草本群落樣方尺寸為1m×1m，灌木群落樣方尺寸為10m×10m，喬木群落樣方尺寸為20m×20m。調(diào)查時采集植物的根、莖、葉、花和果實，進行編號并記錄其高度、蓋度、組成種類、個體數(shù)量和形態(tài)特征，以此為基礎(chǔ)，根據(jù)文獻[12]至[15]，對標(biāo)本植物進行鑒定、分類和統(tǒng)計，根據(jù)吳征鎰[16-17]的科、屬分布區(qū)類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，分別分析濕地植物中種子植物的區(qū)系類型。

3 結(jié)果與分析

3．1 植物的組成

根據(jù)野外調(diào)查和統(tǒng)計，鄭州黃河濕地自然保護區(qū)植物由75科229屬309種組成。其中蕨類植物1科1屬1種，分別占對應(yīng)總數(shù)的1.33%，0.44%和0.32%；被子植物74科228屬308種，分別占對應(yīng)總數(shù)的98.67%，99.56%和99.68%。濕地植物中種子植物占絕對優(yōu)勢。

表1列出了鄭州黃河濕地自然保護區(qū)種子植物科的屬種組成情況，由表1可以看出，種子植物中位于前十名的科依次為菊科(53種/34屬)、豆科(30種/19屬)、禾本科(29種/23屬)、莎草科(13種/4屬)、十字花科(10種/10屬)、唇形科(9種/9屬)、毛莨科(9種/7屬)、薔薇科(8種/6屬)、莧科(8種/3屬)、蓼科(7種/2屬)。經(jīng)統(tǒng)計，所含種數(shù)超過4種的屬依次有莎草屬(Cyperus，7種)、蒿屬(Artemisia，7種)、莧屬(Amaranthus，5種)、鵝絨藤屬(Cynanchum，5種)、藨草屬(Scirpus，4種)、鬼針草屬(Bidens，4種)、蓼屬(Polygonum，4種)、狗尾草屬(Setaria，4種)、胡枝子屬(Lespedeza，4種)、藜屬(Chenopodium，4種)、黃耆屬(Astragalus，4種)，這些科屬均為鄭州黃河濕地自然保護區(qū)濕地植物的優(yōu)勢類群。

表1 鄭州黃河濕地自然保護區(qū)種子植物科的屬、種組成

3.2 植物種類的生活型

組成黃河濕地自然保護區(qū)植被植物種類的生活型可以分為喬木、藤本、草本和灌木4種。其中一年生草本植物106種，占總種數(shù)的34.30%；一年生纏繞草本植物2種，占總種數(shù)的0.65%；二年生草本植物5種，占總種數(shù)的1.62%；多年生草本植物139種，占總種數(shù)的44.98%；藤本植物13種，占總種數(shù)的4.21%；灌木植物26種，占總種數(shù)的8.42%，常見有紫穗槐(Amorphafruticosa)、檉柳(Tamarixchinensis)、杠柳(Periplocasepium)等；藤本灌木1種，占總種數(shù)的0.32%；喬木17種，占總種數(shù)的5.50%，常見有欒樹(Koelreuteriapaniculata)、山槐(Albiziakalkora)和楊樹(Populushopeiensis)等。

3.3 科屬的分布區(qū)類型

根據(jù)種子植物科的分布區(qū)類型劃分方法，[16]種子植物在科的層面可劃分為世界分布、泛熱帶分布、東亞(熱帶、亞熱帶)及熱帶南美間斷分布、北溫帶分布、舊世界溫帶分布等5個類型和熱帶亞洲—熱帶非洲—熱帶美洲分布、以南半球為主的泛熱帶分布、北溫帶和南溫帶間斷分布、歐亞和南非(有時也在澳大利亞)分布等4個亞型(見表2)。世界分布科有鼠李科、睡蓮科、茄科、瑞香科、傘形科、?？?、榆科、木犀科、旋花科、遠志科、紫草科、澤瀉科、水鱉科、香蒲科、玄參科、眼子菜科、石竹科等44科，占總科數(shù)的58.67%；熱帶分布科有天南星科、衛(wèi)矛科、雨久花科、鴨跖草科、楝科等22科，占總科數(shù)的29.33%(其中又以泛熱帶分布為主，占總科數(shù)的24.00%)；溫帶分布科有忍冬科、山茱萸科、楊柳科、罌粟科等9科，占總科數(shù)的12.00%(其中以北溫帶和南溫帶間斷分布為主，占總科數(shù)的6.67%)。

表2 鄭州黃河濕地自然保護區(qū)種子植物科的地理分布區(qū)類型

根據(jù)種子植物屬的分布區(qū)類型劃分方法，[17]在屬的層面可以劃分為世界分布、泛熱帶分布、熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布、舊世界熱帶分布、熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布、熱帶亞洲至熱帶非洲分布、熱帶亞洲(印度—馬來西亞)分布、北溫帶分布、東亞和北美洲間斷分布、舊世界溫帶分布、溫帶亞洲分布、地中海區(qū)—西亞至中亞分布、中亞分布、東亞(東西馬拉雅—日本)分布、中國特有分布等15個類型和北極—高山分布、北溫帶和南溫帶(全溫帶)間斷分布、東亞和墨西哥間斷分布、地中海區(qū)—西亞和東亞間斷分布、地中海區(qū)和喜馬拉雅間斷分布、歐亞和南非洲(有時也在大洋洲)間斷分布、地中海區(qū)至溫帶—熱帶亞洲—大洋洲和南美洲間斷分布、中國—日本分布、中國—喜馬拉雅分布9個亞型(見表3)。其中，世界分布屬有莧屬、香蒲屬、旋花屬、遠志屬等48屬，占總屬數(shù)的20.96%；熱帶分布屬有牽牛屬、鳳眼蓮屬、菟絲子屬、打碗花屬等66屬，占總屬數(shù)的28.81%(其中又以泛熱帶分布最多，占總屬數(shù)的17.90%)；溫帶分布屬有楊屬、柳屬、澤瀉屬等102屬，占總屬數(shù)的44.56%(其中又以北溫帶分布最多，占總屬數(shù)的18.78%)；其他分布型有13屬，占總屬數(shù)的5.67%。

表3 鄭州黃河濕地自然保護區(qū)種子植物屬的地理分布區(qū)類型

4 結(jié)論

植物是濕地生態(tài)系統(tǒng)的“工程師”，[18]也是生態(tài)恢復(fù)的重要組成部分，生態(tài)恢復(fù)技術(shù)手段多樣，以通過濕地土壤種子庫進行天然恢復(fù)為主，即考慮到區(qū)域地形、地質(zhì)、水文和土壤結(jié)構(gòu)等因素，在濕地退化區(qū)域內(nèi)的植被恢復(fù)中可根據(jù)原有植物群落的組成，選擇性種植草本植物、灌木或喬木。摸清自然保護區(qū)內(nèi)本土植物物種的組成和區(qū)系分布是進行濕地生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)性工作。鄭州黃河濕地自然保護區(qū)濕地植物由75科229屬309種組成，以種子植物占絕對優(yōu)勢，蕨類植物僅1種。濕地植物以草本為主，藤本植物和灌木較少。生態(tài)類群以半濕生植物為主，兼有水生、中生和濕生植物，典型的水生植物均為草本植物，以大薸屬、狐尾藻屬、眼子菜屬、鳳眼蓮屬等較為常見。由于枯水期較長，河漫灘、邊灘、岸坡長期裸露，在濕地植被中經(jīng)?；祀s一些耐水、濕的中生植物。在區(qū)系組成上，科的水平上有5個類型和4個亞型，以世界分布為主，占總科數(shù)的58.67%；屬的水平上有15個類型和9個亞型，以溫帶分布為主，占總屬數(shù)的44.56%。

鄭州黃河濕地自然保護區(qū)在鄭州市乃至河南省的生態(tài)環(huán)境保護中占據(jù)重要位置，近年來保護區(qū)內(nèi)人工活動逐漸增加，生態(tài)旅游和生態(tài)開發(fā)也增多，同時，上游來水量減少和水污染都對濕地原有的生態(tài)系統(tǒng)帶來負面影響。濕地植物組成和區(qū)系類型分布直接影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和水土保持功能，進而影響到整個濕地自然保護區(qū)內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)安全和生物多樣性。因此，開展鄭州黃河濕地自然保護區(qū)內(nèi)植物保護工作十分必要，植物區(qū)系類型調(diào)查為明確植物保護工作的重點和難點提供了參考。

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