湖北英山張家咀國家濕地公園植物多樣性及植物群落研究

孫哲明 周英豪 李 鵬 韓建萍 曾亞鵬

(1.湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 武漢 430062；2.湖北省野生動(dòng)植物保護(hù)總站 武漢 430079；3.武漢市濕地保護(hù)中心 武漢 430000；4.荊門市林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究推廣中心 荊門 448000;5.湖北英山張家咀國家濕地公園管理局 黃岡 438636)

濕地是一種介于陸地和水域之間的重要生態(tài)系統(tǒng)類型，具有豐富的動(dòng)植物資源和水資源[1]。濕地還具有維持物種多樣性、平衡徑流、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、降解污染物等重要功能[2]。濕地在自然界的重要性得到了廣泛的關(guān)注和認(rèn)同[3-5]。然而，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，很多濕地資源被人類過度開發(fā)和利用。產(chǎn)生了圍墾、酸雨、水體富營養(yǎng)化、外來物種入侵等問題，使得眾多濕地資源受到污染，濕地面積和數(shù)量銳減，動(dòng)植物資源喪失[6]。所以，及時(shí)對濕地進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)顯得尤為重要。

湖北英山張家咀國家濕地公園位于我國長江中游、東亞-澳大利西亞水鳥遷飛區(qū)、湖北省所劃定的“四屏三江一區(qū)”中的大別山生態(tài)屏障區(qū)和浠水干流的重要水域及岸線生態(tài)補(bǔ)償區(qū)范圍內(nèi)，其生態(tài)地位極其重要[7]。張家咀國家濕地公園是大別山南麓典型的低山丘陵庫塘濕地，是英山縣重要水源地，為英山縣城城區(qū)及其周邊6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，共17萬人提供生活用水，并為下游約3 466 hm2良田提供灌溉用水。因此，張家咀國家濕地公園具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值。本研究通過對英山張家咀國家濕地公園進(jìn)行系統(tǒng)的植物群落調(diào)查，對植物區(qū)系的基本組成、群落類型和群落多樣性進(jìn)行研究，以期為英山國家濕地公園的建設(shè)管理和保護(hù)規(guī)劃提出科學(xué)性的建議[8-9]。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

湖北英山張家咀國家濕地公園位于湖北省英山縣城北部，浠水上游，大別山南麓。地理坐標(biāo)為北緯31°03′，東經(jīng)115°49′，屬于大別山系丘陵地帶，植被狀況好。濕地公園內(nèi)的張家咀水庫是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖和旅游等綜合利用的大(二)型水庫，水庫控制流域面積115 km2，總庫容1.088×108 m3。

濕地公園屬長江中下游北亞熱帶濕潤季風(fēng)性氣候，氣候溫暖濕潤，雨量充沛，四季分明，多有災(zāi)害；年平均氣溫16.4 ℃，1月平均氣溫3.6 ℃，7月平均氣溫28.5 ℃，極端最低氣溫-13.5 ℃，極端最高溫度42.0 ℃；年均無霜期241 d，年均降水量達(dá)到1 403 mm；年平均日照時(shí)數(shù)為1 966.1 h，其中四季輻射量分別為：春季26.2%，夏季35.2%，秋季22.8%，冬季15.8%。

1.2 調(diào)查方法

根據(jù)張家咀國家濕地公園特點(diǎn)，將整個(gè)調(diào)查區(qū)域分為水體區(qū)域(水庫為主)、濕生區(qū)域(濕地植物為主)以及旱生區(qū)域(陸生植物為主)[10]。在每個(gè)取樣區(qū)域內(nèi)設(shè)置數(shù)個(gè)取樣點(diǎn)，在每個(gè)取樣點(diǎn)內(nèi)按照植物群落調(diào)查方法隨機(jī)調(diào)查樣方。實(shí)際取樣時(shí)根據(jù)情況對樣方位置和數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。按照《中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)觀測與分析標(biāo)準(zhǔn)方法》、《陸地生物群落調(diào)查觀測與分析》和《湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析》進(jìn)行采樣和檢測。樣方調(diào)查采用法瑞學(xué)派樣地記錄法，喬木群落樣方面積為20 m×20 m，灌木樣方為5 m×5 m，草本樣方為1 m×1 m，記錄樣地內(nèi)的所有植物種類，并利用GPS確定樣方位置[11]。鑒定并記錄樣方中的植物種類、密度、蓋度、高度，對于在現(xiàn)場不能確定到種的植物，須單獨(dú)標(biāo)記并采集標(biāo)本帶回后進(jìn)行鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)野外植物調(diào)查的記錄，以及對采集植物的標(biāo)本鑒定，記錄了濕地植物的科、屬、種。依據(jù)《中國濕地高等植物圖志》《中國植物志》等，對研究區(qū)的植物的種屬情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。植物群落的組成通常以群落中的優(yōu)勢種來劃分，本研究通過計(jì)算群落中植物的重要值，選取群落中的優(yōu)勢種，從而劃分主要的植物群落[12]。

重要值可以相對客觀的體現(xiàn)群落中各個(gè)物種的相對重要性，其計(jì)算公式可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，本研究的重要值計(jì)算公式為：

重要值=(相對蓋度+相對多度+相對頻度)/3；相對蓋度=(某物種的蓋度/群落各物種蓋度總和)×100%；相對多度=(某物種的多度/群落各物種多度總和)×100%；相對頻度=(某物種的頻度/群落各物種頻度總和)×100%[11]。

2 結(jié)果分析

2.1 湖北英山張家咀國家濕地公園植物的多樣性

野外調(diào)查結(jié)果表明，本研究共調(diào)查到維管植物138科409屬656種。其中蕨類植物16科20屬25種；裸子植物3科7屬9種；被子植物119科379屬622種。濕地公園內(nèi)有國家級保護(hù)植物2種，即國家Ⅱ級保護(hù)植物金蕎麥Fagopyrumdibotrys和野大豆Glycinesoja，主要分布在在濕地公園內(nèi)水邊、堤岸等地，資源量較豐富。

2.1.1 科的組成分析

從表1分析結(jié)果看，其中包含10個(gè)屬以上的科有13個(gè)，占總科數(shù)的3.62%，包含了共136個(gè)屬，占總屬數(shù)的33.25%；包含了219個(gè)種，占總種數(shù)的33.38%。數(shù)量較多的前5個(gè)科分別為禾本科Poaceae 39屬60種；菊科Asteraceae 35屬54種；豆科Fabaceae 24屬41種；薔薇科Rosaceae 17屬36種；唇形科Lamiaceae 21屬28種，它們是英山張家咀國家濕地公園植物區(qū)系的主要組成。僅有單屬的科有74個(gè)，占總科數(shù)的53.26%。

表1 英山張家咀國家濕地公園維管束植物科的組成

圖1 湖北英山張家咀國家濕地公園優(yōu)勢科物種數(shù)

2.1.2 屬的組成分析

從表2分析結(jié)果看，僅有萹蓄屬Polygonum包含的物種大于10種，占總種數(shù)的1.83%。含有5～9個(gè)種的有10個(gè)屬，占總種數(shù)的8.84%。包含2～4種的屬，占總種數(shù)的48.17%，是英山張家咀國家濕地公園的重要組成，常見的屬有：蒿屬Artemisia、委陵菜屬Potentilla、大戟屬Euphorbia、胡枝子屬Lespedeza、櫟屬Q(mào)uercus、毛茛屬Ranunculus。僅含一個(gè)種的屬有270個(gè)，占總屬數(shù)的66.01%，占總種數(shù)的41.16%。因此，在英山張家咀國家濕地公園內(nèi)，中、小屬在植物組成上具有主要優(yōu)勢。

表2 英山張家咀國家濕地公園維管束植物屬的組成

2.1.3 種的組成分析

野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)濕地公園內(nèi)陸生植物主要有馬尾松Pinusmassoniana、楓香Liquidambarformosana、短柄枹櫟Q.serratavar.brevipetiolata、牡荊Vitexnegundovar.cannabifolia、五節(jié)芒Miscanthusfloridulus等，由于濕地公園內(nèi)陸域面積較小，海拔跨度較小，環(huán)境異質(zhì)性程度不高，植被在垂直和水平分布上差異性較小。根據(jù)濕地植物生活型差異，可將濕地公園內(nèi)濕地植被劃分為以下4種生活型。①濕生植物：濕地公園內(nèi)濕生植物帶分布于岸邊、灘涂及水深不超過0.5 m處，主要的濕生植物有水燭Typhaangustifolia、狗牙根Cynodondactylon等；②挺水植物：濕地公園內(nèi)挺水植物分布于劉家咀村附近灘涂淺水區(qū)及牌樓灣、祝家邊附近灘涂淺水區(qū)水深不超過1 m處，主要的濕地植物有水蓼Polygonumhydropiper，燈心草Juncuseffusus、石菖蒲Acorustatarinowii等；③浮葉植物：通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，濕地公園內(nèi)浮葉植物帶分布于下汪家灣、趙家河、牌樓灣附近灘涂淺水區(qū)水深不超過1 m處，主要的濕地植被有浮萍Lemnaminor，常見的浮葉植物還有紫萍Spirodelapolyrrhiza、滿江紅Azollaimbricata等；④沉水植物：濕地公園內(nèi)水域水體透明度較高、污染較小，沉水植物分布廣泛，但多零星分布，通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，濕地公園內(nèi)主要的沉水植物有穗狀狐尾藻Myriophyllumspicatum、苦草Vallisnerianatans、竹葉眼子菜Potamogetonmalaianus等。

2.2 湖北英山張家咀國家濕地公園主要植物群落類型

根據(jù)野外調(diào)查統(tǒng)計(jì)，英山張家咀國家濕地公園主要的植物群落有以下15個(gè)：

(1) 馬尾松群落Form.P.massoniana，該群落主要為人工種植，廣泛分布在濕地公園山坡的中下部，該群落是以馬尾松為建群種的單優(yōu)勢群落。馬尾松的株高在11 m左右，蓋度約67%，重要值為17.74%。主要的伴生種為五節(jié)芒、牡荊、杠板歸Polygonumperfoliatum等，重要值分別為14.29%、11.69%、10.39%。

(2) 楓香群落Form.L.formosana，群落主要主要分布于張家咀村和龍?zhí)断浇鼉砂兜蜕缴?，該群落是以楓香為建群種的單優(yōu)勢群落。楓香株高9～11 m，群落中楓香蓋度約為65%，重要值約為16.05%。主要伴生種為五節(jié)芒、牡荊、烏桕Triadicasebifera等，其重要值分別為：11.45%、10.67%、7.63%。

(3) 短柄枹櫟群落Form.Q.serratavar.brevipetiolata，主要分布在濕地公園的坡地，該群落是以短柄枹櫟為建群種的單優(yōu)勢群落。短柄枹櫟高6～9m，蓋度62%，重要值約為20.47%。主要伴生種為麻櫟Q.acutissima、栓皮櫟Q.variabilis等，其重要值分別為：9.40%和7.29%。

(4) 烏桕群落Form.T.sebifera，主要分布于庫尾區(qū)域，該群落是以烏桕為建群種的單優(yōu)勢群落。烏桕株高7～10 m，在群落中的蓋度為40%，重要值為22.75%。群落中主要的伴生種是葎草Humulusscandens、青蒿A.caruifolia、狗尾草Setariaviridis等，其重要值分別為15.47%、7.15%和7.14%。

(5) 牡荊群落Form.V.negundovar.cannabifolia，是濕地公園內(nèi)常見的灌叢之一，沿河岸、林緣、路邊、荒地均有大片分布，該群落是以牡荊為建群種的單優(yōu)勢群落。牡荊株高約1.5 m，蓋度63%，重要值約為21.64%。主要伴生種為野薔薇Rosamultiflora、枸杞Lyciumchinense、烏桕等，其重要值分別為16.36%和15.83%。

(6) 毛竹群落Form.Phyllostachysedulis，在濕地公園內(nèi)的各個(gè)村莊均廣泛分布，該群落是以毛竹為建群種的單優(yōu)勢群落。毛竹高約8～11 m，蓋度78%，在群落內(nèi)的重要值較高，約為30.50%。主要伴生種為狗尾草、鴨跖草Commelinacommunis、毛蕨Cyclosorusinterruptus等，其重要值分別為9.32%、7.33%和7.20%。

(7) 五節(jié)芒群落Form.M.floridulus，多分布于河岸兩旁、林緣、路邊和山坡下部土壤濕潤的地方，常有連片的大面積分布，該群落是以五節(jié)芒為建群種的單優(yōu)勢群落。五節(jié)芒高約1.5 m，蓋度約為30%，重要值約為29.53%。群落中其它重要值較高的物種有烏桕、葎草、雞矢藤Paederiafoetida等，其重要值分別為15.66%、12.31%和10.55%。

(8) 白花泡桐群落Form.Paulowniafortunei，主要分布于濕地公園的山坡下部，在自然群落也有分布，面積較小，該群落是以白花泡桐為建群種的單優(yōu)勢群落，群落組成相對簡單，高約10～13 m，蓋度在30%左右，群落中的伴生種主要是五節(jié)芒、烏桕，重要值分別為14.93%和11.94%。

(9) 加楊群落Form.Populus×canadensis，主要為人工種植，在濕地公園分布廣泛，該群落是以加楊為建群種的單優(yōu)勢群落。株高約15～20 m，蓋度40%左右，重要值約為47.06%，群落中的伴生種主要有千金子Leptochloachinensis、杉木Cunninghamialanceolata、絡(luò)石Trachelospermumjasminoides等，其重要值分別為：12.50%、11.87%和5.69%。

(10) 楓楊群落Form.Pterocaryastenoptera，主要分布在濕地公園朝北塆河岸附近附近，該群落是以楓楊為建群種的單優(yōu)勢群落。楓楊株高9～13 m，蓋度約30.00%，重要值為31.25%，群落中主要的伴生種為栗Castaneamollissima、銀杏Ginkgobiloba、筒軸茅Rottboelliacochinchinensis等，重要值別為8.61%、3.96%和3.69%。

(11) 水燭群落Form.T.angustifolia，主要分布于庫區(qū)淺水處，該群落是以水燭為建群種的單優(yōu)勢群落。水燭株高1 m左右，蓋度約為25%，重要值為20.31%，群落中伴生種主要為蒼耳Xanthiumstrumarium、狗尾草、五節(jié)芒和豬毛蒿A.scoparia等，重要值分別為9.92%、9.57%、9.38%和7.73%。

(12) 杠板歸群落Form.P.perfoliatum，在濕地公園濕潤的區(qū)域分布較多，該群落是以杠板歸為建群種的單優(yōu)勢群落。杠板歸高約0.8 m左右，蓋度40%，重要值約為28.08%，群落中主要的伴生種為益母草Leonurusjaponicus、牡荊、葎草等，重要值分別為12.45%、10.30%和7.27%。

(13) 雙穗雀稗群落Form.Paspalumdistichum，在濕地公園內(nèi)的岸邊分布較多，該群落是以雙穗雀稗為建群種的單優(yōu)勢群落。高約0.1 m，蓋度約75%，重要值約為42.51%，群落中伴生種主要為喜旱蓮子草Alternantheraphiloxeroides、狗牙根、稗Echinochloacrus-galli等，重要值分別為15.19%、9.67%和8.90%。

(14) 蓮群落Form.Nelumbonucifera，主要分布在濕地公園內(nèi)的池塘邊，主要為人工種植，該群落是以蓮為建群種的單優(yōu)勢群落。蓮高約1.5 m左右，蓋度在80%左右，重要值約68.61%。群落內(nèi)其他伴生種主要為浮萍L.minor、水蓼P.hydropiper、鳶尾Iristectorum、喜旱蓮子草等，重要值分別為7.21%、6.98%、4.11%和4.03%。

3 分析與結(jié)論

濕地植物作為濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，維持著濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)，關(guān)系著濕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)[13]。英山張家咀國家濕地公園內(nèi)植物類型豐富，濕地公園共調(diào)查到維管植物138科409屬656種，其中蕨類植物16科20屬25種；裸子植物3科7屬9種；被子植物119科379屬622種。從科來看，禾本科、菊科、豆科、唇形科、薔薇科具有明顯優(yōu)勢；從屬來看，萹蓄屬、蒿屬、委陵菜屬、大戟屬、胡枝子屬、櫟屬、毛茛屬包含的種的數(shù)量較多。英山張家咀國家濕地公園的物種較為豐富，一定程度上說明具有較好的生態(tài)環(huán)境。

本研究表明，研究區(qū)的陸生植物群落主要是針葉林和闊葉林。濕地公園內(nèi)大面積種植馬尾松和杉木，為所在群落的建群種。構(gòu)成常綠闊葉林的物種主要為麻櫟、短柄枹櫟、楓香、楓楊等。濕地公園內(nèi)大多數(shù)灌叢是當(dāng)?shù)厣挚撤ズ笮纬傻拇紊脖?，也有一些是相對穩(wěn)定的群落，主要的群落是牡荊群落、杠板歸群落、水蓼群落、五節(jié)芒群落等。它們分布面積大，對資源開發(fā)與環(huán)境改善有著重要作用。由于濕地內(nèi)水環(huán)境情況良好，濕生植物較為豐富，濕地公園的沼澤型植物主要是生長繁殖較快的禾本科、菊科物種，如雙穗雀稗等。同時(shí)由于庫區(qū)水深較深，沉水植物相對較少。水生植物群落主要是蓮群落、水燭群落等。

英山張家咀國家濕地公園在涵養(yǎng)水源、調(diào)蓄水資源、凈化水質(zhì)、維護(hù)濕地生物多樣性和改善區(qū)域氣候、維持區(qū)域生態(tài)安全和生態(tài)旅游等方面具有重要意義，必須持續(xù)開展系統(tǒng)的科學(xué)研究，從而針對濕地公園的現(xiàn)狀提出具有科學(xué)理論支撐的建設(shè)管理和保護(hù)規(guī)劃建議[6]。

4 保護(hù)與管理建議

(1)防治外來入侵物種。強(qiáng)化鄉(xiāng)土植物的培育和保護(hù)，生態(tài)修復(fù)堅(jiān)持選用本地物種，避免過度園林化[14]。針對張家咀國家濕地公園局部區(qū)域及周邊山林存在喜旱蓮子草、松材線蟲等外來物種入侵情況，應(yīng)重視外來種入侵對濕地生態(tài)系統(tǒng)帶來的負(fù)面影響，積極開展外來物種清除工作，保證濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康[15]。

(2)加強(qiáng)濕地公園水體治理。英山張家咀國家濕地公園庫區(qū)居民較多，分散居住于庫區(qū)周邊。為了避免直接排放的農(nóng)村生活污水對濕地公園水質(zhì)的影響，應(yīng)修建農(nóng)村生活污水治理設(shè)施，生活污水經(jīng)無公害化處理后再排放，維持濕地公園水質(zhì)穩(wěn)定和水生態(tài)安全[16]。對庫區(qū)水面的漂浮垃圾與枯枝落葉進(jìn)行定期打撈，確保濕地公園水體的健康。

(3)減少人為活動(dòng)干擾。如果人為干擾程度超過濕地生態(tài)系統(tǒng)的承載量或容納量，其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就會(huì)受到嚴(yán)重破壞，功能喪失，這些都影響到了生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性。應(yīng)狠抓保護(hù)與修復(fù)，不斷開展退耕還林(草)、退漁還濕、禁漁等項(xiàng)目，為水生植物和濕生植物創(chuàng)造生境。