臨沂濕地生物多樣性研究及特征分析

溫四民,張桂玲,類(lèi)淑桐,戚家棟,王 良,季洪明

1.臨沂大學(xué)資產(chǎn)管理處,山東 臨沂 276000

2.臨沂大學(xué)農(nóng)林科學(xué)學(xué)院,山東 臨沂 276000

3.臨沂付莊辦事處農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,山東 臨沂 276018

臨沂濕地面積73477.67 hm2，占臨沂總面積的8.06%[1]，多年平均水資源總量55.4億m3[2]，氣候?yàn)榕瘻貛Ъ撅L(fēng)大陸型氣候，雨季和旱季濕地水位變化較大，濕地類(lèi)型較為豐富，擁有較高的生物多樣性。臨沂濕地生物多樣性的研究和保護(hù)起步較晚，目前臨沂濕地生物多樣性的研究多集中在維管束植物[3,4]、浮游植物[5-7]、鳥(niǎo)類(lèi)[8]、浮游動(dòng)物[9,10]，多數(shù)研究對(duì)象僅限于濕地部分河段或水庫(kù)的動(dòng)植物中的一類(lèi)或兩類(lèi)，而對(duì)于臨沂濕地生物多樣性的整體研究少有報(bào)道。本研究目的是查明臨沂濕地生物多樣性現(xiàn)狀，分析生物多樣性特征，以期能為開(kāi)展臨沂濕地研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為濕地生物多樣性保護(hù)、恢復(fù)、管理和利用等提供實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查時(shí)間及范圍

于2014年4月至2016年4月，根據(jù)《全國(guó)濕地資源調(diào)查技術(shù)規(guī)程》，對(duì)臨沂濕地浮游植物、維管束植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)的種類(lèi)構(gòu)成及其特征進(jìn)行全面調(diào)查。將符合濕地定義范疇的臨沂地區(qū)范圍內(nèi)的所有濕地作為調(diào)查范圍，主要包括長(zhǎng)度5 km、寬10 m以上的河流，面積8 hm2以上的水庫(kù)、池塘、輸水河等人工濕地。參照相關(guān)文獻(xiàn)[11-13]對(duì)相關(guān)物種進(jìn)行鑒別。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 濕地植物調(diào)查 主要采取樣方調(diào)查的方法，以能客觀反映樣點(diǎn)內(nèi)植物群落特征為原則，每個(gè)采樣點(diǎn)設(shè)置一條垂直于水陸交界線的樣線，樣線內(nèi)間隔1 m設(shè)置5～9個(gè)樣方，草本樣方設(shè)為1 m×1 m，灌木樣方為2 m×2 m，喬木樣方為10 m×10 m，喬木樣方內(nèi)沿對(duì)角設(shè)置2個(gè)灌木樣方，在四角及中央設(shè)置5個(gè)草本樣方。

1.2.2 濕地動(dòng)物調(diào)查 鳥(niǎo)類(lèi)調(diào)查采用直接計(jì)算法，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡實(shí)地觀察、查閱圖譜和文獻(xiàn)資料、走訪等方法進(jìn)行鳥(niǎo)類(lèi)物種鑒定。魚(yú)類(lèi)和底棲動(dòng)物的調(diào)查主要采取訪問(wèn)調(diào)查法，對(duì)當(dāng)?shù)貪O民走訪，對(duì)漁民捕撈的水產(chǎn)品及市場(chǎng)上銷(xiāo)售的水產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查。兩棲類(lèi)調(diào)查選擇典型環(huán)境，沿一定的方向、一定的速度行走，仔細(xì)觀察兩側(cè)的兩棲類(lèi)，記錄遇到的所有種類(lèi)和數(shù)量。哺乳類(lèi)調(diào)查方法：采用以下4種方法結(jié)合起來(lái)進(jìn)行調(diào)查。①直接觀察法。②樣線法，布設(shè)不同的樣線，盡可能穿越樣線上的所有生境類(lèi)型，對(duì)樣線上所見(jiàn)的動(dòng)物實(shí)體、足跡、食跡、糞便等進(jìn)行詳細(xì)記錄，并根據(jù)痕跡特征和密度確定動(dòng)物的種類(lèi)、數(shù)量等。③訪問(wèn)調(diào)查法。④捕獲器捕獲法。濕地昆蟲(chóng)調(diào)查使用網(wǎng)捕法采集昆蟲(chóng)標(biāo)本[14]。

1.2.3 浮游生物調(diào)查 樣品采集參照金相燦等[15]方法進(jìn)行。浮游植物使用25號(hào)浮游生物網(wǎng)采集進(jìn)行定性分析，并取1 L水樣加1.5%魯哥試劑固定后進(jìn)行定量分析；浮游動(dòng)物的采集用25號(hào)浮游生物網(wǎng)過(guò)濾，加入2～3滴5%的福爾馬林固定進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 濕地植物組成

2.1.1 浮游植物組成 臨沂濕地浮游植物共有195種，隸屬于8門(mén)33科75屬（見(jiàn)表1），其中綠藻門(mén)有80種，占檢出總種數(shù)的41.03%，以小球藻為主要優(yōu)勢(shì)種群；其次為硅藻門(mén)有53種，占總種數(shù)的27.18%，再次為藍(lán)藻門(mén)27種，占總種數(shù)的13.85%，而隱藻門(mén)和金藻門(mén)檢出種數(shù)最少，分別為3種和1種（見(jiàn)表1）。夏季常見(jiàn)種為集星藻(Actinastrum hantzschii)、四尾柵藻(Scenedesmus quadricauda)、梅尼小環(huán)藻(Cyclotella meneghiniana)和水生集胞藻(Synechocystis aquetilis)，冬季常見(jiàn)種為嚙蝕隱藻(Cryptomonas erosa)、梅尼小環(huán)藻(Cyclotella meneghiniana)和隱頭舟形藻(Navicula cryptocephala)。

表1 臨沂濕地浮游植物組成Table 1 Phytoplankton composition in Linyi Wetland

2.1.2 維管束植物組成 臨沂濕地共有維管束植物64科166屬272種（含變種和栽培種），其中被子植物56科158屬262種，裸子植物1科1屬1種，蕨類(lèi)植物6科6屬8種，苔蘚植物1科1屬1種。被子植物占全部濕地植物的96.32%。對(duì)科的組成統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，含4種以上的科有17個(gè)，共101屬196種，占區(qū)系總科數(shù)的26.56%，總屬數(shù)的60.84%和總種數(shù)的72.06%（見(jiàn)表2），其中禾本科、菊科和莎草科均含有20個(gè)種以上，3科共含有56屬100種，占總種數(shù)的36.76%。主要優(yōu)勢(shì)物種為蘆葦(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)、紅蓼(Polygonum orientale)、菹草(Potamogeton crispus)、馬唐(Digitaria sanguinalis)、狗尾草(Setaria viridis)。根據(jù)《中國(guó)濕地植被》[16]植物群落類(lèi)型分類(lèi)方法，臨沂濕地植被主要群落類(lèi)型有落葉闊葉林、草叢沼澤、沉水植物、浮葉植物和漂浮植物5種類(lèi)型，共34個(gè)植物群系。

表2 臨沂濕地維管束植物組成（種數(shù)4種及以上的科）Table 2 Composition of vascular plants in Linyi Wetland（4 species and above）

2.2 臨沂濕地動(dòng)物組成

2.2.1 浮游動(dòng)物組成 臨沂濕地浮游動(dòng)物共有128種，隸屬于3門(mén)36科60屬，其中原生動(dòng)物13科20屬51種，占總種數(shù)的39.84%；輪蟲(chóng)16科32屬61種，占總種數(shù)的47.66%；節(jié)肢動(dòng)物7科8屬16種，占總種數(shù)的12.50%，其中枝角類(lèi)13種，橈足類(lèi)3種。濕地浮游動(dòng)物以輪蟲(chóng)為主要優(yōu)勢(shì)種群，針簇多肢輪蟲(chóng)(Polyarthra trigla)、螺形龜甲輪蟲(chóng)(Keratella cochlearis)、膜袋蟲(chóng)(Cyclidium)為主優(yōu)勢(shì)種。

2.2.2 野生動(dòng)物組成 臨沂濕地有鳥(niǎo)類(lèi)46科101屬195種，其中4種以上的有鷺科、鴨科、鷹科、鳩鴿科、伯勞科、鹟科、雀科，鴨科和鹟科種數(shù)較多，分別占總種數(shù)的14.58%和13.54%（見(jiàn)表3）。從居留情況看，夏候鳥(niǎo)65種，占總種數(shù)的67.70，如池鷺(Ardeola bacchus)、白鷺(Egretta gwzetta)、黑水雞(Gallinula chloropus)等；留鳥(niǎo)31種，占總種數(shù)的32.29，如小鸊鷉(Tachybaptus ruficollis)、蒼鷺(Ardea cinerea)、普通翠鳥(niǎo)(Alcedo atthis)等。

表3 臨沂濕地鳥(niǎo)類(lèi)組成（種數(shù)4種及以上的科）Table 3 Composition of birds in Linyi Wetland（4 species and above）

魚(yú)類(lèi)12科41屬53種，其中鯉科35種，占總種數(shù)的66.03%，主要有鯉魚(yú)(Cyprinus carpio)、鯽魚(yú)(Carassius auratus)、草魚(yú)(Ctenopharyngodon idellus)等，鰍科3種，鯰科、鰕虎魚(yú)科、鮨科和麗魚(yú)科各2種，胎鳉科、刺鰍科、鰻鱺科、合鰓科、鱧科、攀鱸科和塘鱧科各1種。底棲動(dòng)物有12科18屬18種，優(yōu)勢(shì)種為日本沼蝦(Macrobrachium nipponensis)、鋸齒溪蟹(Potamon denticulatum)、圓頂珠蚌(Unio douglasiae)。兩棲動(dòng)物2科3屬7種，優(yōu)勢(shì)種為花背蟾蜍(Bufo raddei)、金線蛙(Rana plancyi)、黑斑蛙(Rana nigromaculata)。爬行動(dòng)物6科8屬10種，優(yōu)勢(shì)種為麗斑麻蜥(Eremias argus)、中華鱉(Pelodiscus sinensis)。哺乳類(lèi)5科10屬10種，優(yōu)勢(shì)種為小家鼠(Mus musculus)、褐家鼠(Rattus norvegicus)。濕地昆蟲(chóng)有12目103科317屬452種，其中水生昆蟲(chóng)8目28科81屬114種（見(jiàn)表4），雙翅目、鞘翅目和蜻蜓目為主要優(yōu)勢(shì)類(lèi)群。

表4 臨沂濕地水生昆蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)Table 4 Community structure of aquatic insects in Linyi Wetland

2.3 臨沂濕地生物多樣性特征分析

2.3.1 臨沂濕地生物多樣性豐富 生境復(fù)雜性決定了物種的多樣性[17]。臨沂濕地具有濕地類(lèi)型類(lèi)比較豐富、濕地呈斑塊分布的特點(diǎn)。臨沂濕地類(lèi)型主要有永久性河流濕地、洪泛平原濕地、草本沼澤濕地、運(yùn)河和輸水河濕地、庫(kù)塘濕地等類(lèi)型，同時(shí)濕地斑塊地形復(fù)雜，旱季部分濕地斑塊相對(duì)獨(dú)立，使?jié)竦刂参?，特別是水生植物分布區(qū)域化明顯，不同的相對(duì)獨(dú)立的濕地斑塊與其共同棲息的所有生物構(gòu)成了相對(duì)獨(dú)立的生態(tài)系統(tǒng)，從而形成了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基本單元物種多樣性同樣較為豐富，濕地中生棲著多種多樣的生物類(lèi)群，具有不同的生活型，構(gòu)成了濕地物種多樣性，物種多樣性常以物種的數(shù)量顯示，臨沂濕地與相鄰的南四湖濕地物種[18-21]相比較，浮游植物和維管束植物分別比南四湖多66.67%和42.41%，昆蟲(chóng)比南四湖多8.92%（見(jiàn)圖1），而其他動(dòng)物種類(lèi)與南四湖相比，浮游動(dòng)物少21.47，鳥(niǎo)類(lèi)少4.91%，魚(yú)類(lèi)少32.05%，底棲動(dòng)物少66.04，爬行動(dòng)物少9.09%，哺乳類(lèi)少44.44，臨沂濕地動(dòng)物種類(lèi)普遍少于南四湖動(dòng)物種類(lèi)，可能是由于兩地的地理緯度和濕地類(lèi)型差異造成的。

圖1 臨沂濕地與南四湖物種多樣性的比較Fig.1 Comparison of species diversity between Linyi Wetland and Nansi Lake

2.3.2 生物的生態(tài)適應(yīng)類(lèi)型復(fù)雜多樣 臨沂境內(nèi)有沂河、沭河、中運(yùn)河、濱海四大水系，地勢(shì)西北高東南低，以沂沭河流域?yàn)橹行模?、西、東三面群山環(huán)抱，向南構(gòu)成扇狀沖積平原，地形復(fù)雜，差異明顯。由于不同類(lèi)型濕地的地理位置、地貌、氣候、土壤等生境條件差別較大，易形成濕地生物的生態(tài)適應(yīng)類(lèi)型的復(fù)雜多樣。

臨沂濕地維管束植物有一年生草本植物、多年生草本植物、草質(zhì)藤本、木質(zhì)藤本、灌木、喬木6種生活型。在種類(lèi)組成上草本植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，木本植物種類(lèi)匱乏，僅有垂柳(Salix babylonica)、楓楊(Pterocarya stenoptera)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、檉柳(Tamarix chinensis)、銀白楊(Populus alba)、小葉楊(Populus simonii)、構(gòu)樹(shù)(Broussonetia papyrifera)、筐柳(Salix linearistipularis)。根據(jù)濕地植物的生態(tài)習(xí)性，臨沂濕地植物劃分為濕生植物、沼生植物、水生植物3種生態(tài)型。3種生態(tài)型中以菊科、禾本科為主的濕生植物種類(lèi)最多，有130種。40多種水生植物和濕生植物構(gòu)成了濕地植被的建群種和優(yōu)勢(shì)種。

鳥(niǎo)類(lèi)區(qū)系的季節(jié)型構(gòu)成特點(diǎn)為：旅鳥(niǎo)種數(shù)最多，占總數(shù)的45%以上，候鳥(niǎo)種數(shù)其次，占總數(shù)的31%，留鳥(niǎo)種數(shù)所占比例最小，占總數(shù)的23%。按淡水魚(yú)類(lèi)生活史中各階段棲息水域環(huán)境的差異，臨沂濕地魚(yú)類(lèi)可分湖泊定居性魚(yú)類(lèi)、流水性魚(yú)類(lèi)和河湖洄游性魚(yú)類(lèi)3種生態(tài)類(lèi)型，其中湖泊定居性魚(yú)類(lèi)種群較大，如鯉、鯽、黃顙魚(yú)、鲇等，其次是河湖洄游性魚(yú)類(lèi)草魚(yú)、鰱、鳙等。

2.3.3 生物區(qū)系分布有一定規(guī)律性 臨沂濕地維管束植物區(qū)系中蕨類(lèi)植物僅有8種，地理分布主要在永久性河流濕地；裸子植物水杉主要在蒙山溪流附近有零星分布。種子植物共58科160屬，按照屬的地理分布成分劃分，屬于熱帶分布區(qū)類(lèi)型的有45屬，占種子植物總屬數(shù)的28.13%；屬于溫帶分布區(qū)類(lèi)型的有65屬，占總屬數(shù)的40.63%；屬于世界分布類(lèi)型的有44屬，占總屬數(shù)的27.50%。區(qū)系中種子植物在溫帶分布的屬最多，表明濕地植被具有一定地帶性特征。

鳥(niǎo)類(lèi)區(qū)系中以古北界種最多、廣布種其次，東洋種最少，但在臨沂濕地繁殖的夏候鳥(niǎo)和留鳥(niǎo)，廣布種和古北界種最多，東洋界成分次之，具有顯著的兩屆過(guò)渡特征。獸類(lèi)區(qū)系的地理分布成分以古北界為主。昆蟲(chóng)區(qū)系的地理分布成分以古北界種類(lèi)最多，古北界和東洋界共有的廣布種次之，東洋界種類(lèi)最少。爬行動(dòng)物廣布種最多，古北界種次之，東洋界成分最少，爬行動(dòng)物總體上具有古北界特征。淡水魚(yú)類(lèi)區(qū)系的地理成分主要是中國(guó)江河平原種類(lèi)。

2.3.4 濕地資源性動(dòng)植物物種多 臨沂濕地?fù)碛休^高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的動(dòng)植物較豐富。維管束植物中有藥用植物約30種，如井欄邊草(Pteris multifidaPoir.ex Lam)、香附子(Cyperus rotundus)、節(jié)節(jié)草(Hippochaete ramosissima)、蓮(Nelumbonucifera)、白茅(Imperatacylindrical)、藎草(Arthraxonhispidus)、百合(Liliumbrownii)等；纖維植物有苘麻(Abutilontheophrasti)、香蒲(Typhaangustifolia)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、小香蒲(Typha minima)等；鞣料植物有皺葉酸模(Rumexcrispus)、楓楊(Pterocaryasternoptera)等；飼料植物有浮萍(Lemna minor)、馬來(lái)眼子菜(Potamogeton malainus)、菹草(Potamogeton crispus)、黑藻(Hydrilla verticillata)、水鱉(Hydrocharis dubia)、槐葉萍(Salvinia natans)等；園林綠化植物有紅蓼(Polygonum orientale)、水蔥(Scirpus tabernaemontani)、雨久花(Monochoriakorsakowii)、慈姑(Sagittariatrifolia)、黃菖蒲(Irispseudacorus)、睡蓮(Nymphaea tetragona)等；蔬菜植物有水芹(Oenanthe javanica)、薄荷(Mentha haplocalyx)、車(chē)前(Plantago asiatica)等。水生動(dòng)物資源有鱖魚(yú)(Sinipercachuatsi)、黃鱔(Monopterusalbus)、鯉魚(yú)(Cyprinuscarpio)、鯽魚(yú)(Carassiusauratus)等。

2.3.5 國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)物種較多 珍稀濕地植物有國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物水杉(Metasequoiaglyptostroboides)，國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物野菱(Trapa incisa)、中華結(jié)縷草(Zoysia sinica)、野大豆(Glycine soja)和蓮(Nelumbo nucifera)；鳥(niǎo)類(lèi)中國(guó)家一級(jí)保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)白鸛(Ciconia boyciana)、白枕鶴(Grus vipio)、丹頂鶴(Grus japonensis）3種，二級(jí)保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)鴻雁(Anser cygnoides)、白額雁(Anser albifrons)、大天鵝(Cygnus cygnus)等12種；

2.3.6 濕地入侵物種逐年增多 入侵濕地植物有蘆竹（Arundo donax）、白車(chē)軸草(Trifolium repens)、空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides)、野塘蒿(Conyza bonariensis)、牽牛(Pharhiris nil qianniuhua)、鳳眼蓮(Eichhornia crassipes)、鬼針草(Bidens pilosa)、小飛蓬(Conyza Canadensis)、斑地錦(Euphorbia maculate)、荸薺(Eleocharis dulcis)，牛筋草(Eleusine indica)、苘麻(Abutilon thoophrasti)，合計(jì)10科11屬11種；外來(lái)入侵動(dòng)物4科5屬5種，2014年發(fā)現(xiàn)的入侵動(dòng)物有食蚊魚(yú)(Gambusia affinis)、巴西紅耳龜(Trachemys scripta)、克氏原螯蝦(Procambarus clarkia)、牛蛙(Rana catesbeiana)；2016年在祊河河段發(fā)現(xiàn)蛇鱷龜(Chelydra serpentine)。

3 討 論

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)臨沂濕地浮游植物8門(mén)33科75屬195種，鳥(niǎo)類(lèi)46科101屬195種，浮游動(dòng)物3門(mén)36科60屬128種，浮游植物比高遠(yuǎn)等[7]研究結(jié)果多14種，鳥(niǎo)類(lèi)比徐敬明[8]的調(diào)查結(jié)果多150種，浮游動(dòng)物比劉妍[12]調(diào)查結(jié)果多82種，本次調(diào)查與其他研究結(jié)果差異較大，其他研究所選的調(diào)查地點(diǎn)僅是沂河和祊河、沂河支流、岸堤水庫(kù)等臨沂濕地的部分區(qū)域，而本次調(diào)查所選擇地點(diǎn)的涵蓋臨沂濕地所有類(lèi)型；同時(shí)，臨沂濕地物種明顯增多也與近年來(lái)臨沂濕地生態(tài)系統(tǒng)逐步得到恢復(fù)密切相關(guān)，截至2015年2月，臨沂市已建和獲批的各類(lèi)、各級(jí)別濕地公園共17處，總面積30968 hm2，濕地公園的對(duì)濕地生物多樣性的保護(hù)初見(jiàn)成效。臨沂濕地豐富的浮游植物和維管束植物是濕地生態(tài)系統(tǒng)的主要生產(chǎn)者，為濕地動(dòng)物提供豐富的食物來(lái)源和多樣的棲息環(huán)境，支持了濕地漁業(yè)資源的形成、同時(shí)實(shí)現(xiàn)了濕地的環(huán)境凈化功能以及濕地動(dòng)物多樣性保護(hù)功能。

外來(lái)入侵物種對(duì)入侵地的生物多樣性易造成嚴(yán)重的影響[22]。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)濕地入侵物種共14科16屬16種，其中入侵動(dòng)物4科5屬5種，在沂河和祊河部分河段發(fā)現(xiàn)蛇鱷龜和牛蛙的野生個(gè)體。蛇鱷龜生性兇猛，由于養(yǎng)殖逃逸和人為放生，近年來(lái)在浙江[23]、江蘇[24]、陜西[25]等多個(gè)地區(qū)發(fā)現(xiàn)蛇鱷龜野生個(gè)體，發(fā)現(xiàn)地域具有由東向西、由南向北蔓延的趨勢(shì)，本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)3只蛇鱷龜成年個(gè)體，由于蛇鱷龜除冬眠期外全年均有交配行為[26]，本次調(diào)查未發(fā)現(xiàn)幼體，無(wú)法確定其在野外是否已成功繁殖；牛蛙隨著人工養(yǎng)殖場(chǎng)的逐漸增加，部分野化的種群已在自然環(huán)境中成功繁衍，在我國(guó)浙江、四川、云南等省區(qū)建立了自然種群[27]，本次在調(diào)查點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的5只成體，未發(fā)現(xiàn)牛蛙卵、蝌蚪和亞成體，因此，牛蛙在臨沂濕地是否形成可繁殖的種群尚需進(jìn)一步調(diào)查和研究。