酒泉花城湖國家濕地公園植物群落組成及其類型

楊富強，田 青，周曉雷

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

濕地是水體與陸地相互作用形成的特殊生態(tài)系統(tǒng)，是典型的生態(tài)交錯帶，也是世界范圍內(nèi)具有較高生物生產(chǎn)力和生物多樣性的自然景觀［1］。濕地具有涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、調(diào)蓄洪水、控制土壤侵蝕、補充地下水、美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、維持碳循環(huán)等極為重要的生態(tài)功能，而且也是許多珍稀野生動植物賴以生存的基礎(chǔ)，對維護生態(tài)平衡、保護生物多樣性具有特殊的意義［2］?；ǔ呛覞竦毓珗@是我國西部極干旱荒漠區(qū)重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和重要的候鳥遷徙驛站，區(qū)內(nèi)良好的植被成為阻擋沙漠東擴的生態(tài)屏障，不僅有效地改善了當?shù)氐男夂?，而且在保護我國西北地區(qū)特有動植物資源、維護生態(tài)安全、保持生物多樣性以及發(fā)展經(jīng)濟社會等方面具有重要價值。目前，對花城湖國家濕地公園的相關(guān)研究主要集中在生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值［3］和濕地資源保護與開發(fā)利用［4］等方面，對濕地生物多樣性的研究較少。通過對花城湖國家濕地公園區(qū)內(nèi)植被調(diào)查研究，分析濕地植物群落組成及其類型，旨在為濕地管理部門對植物資源的保護管理和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

花城湖國家濕地公園位于甘肅省巴丹吉林大沙漠東沿，地處酒泉肅州區(qū)銀達鎮(zhèn)西壩村鍋蓋梁水庫下游，地理位置處于北緯39°56′32＂～40°11′09＂之間，東經(jīng)98°30′42＂～98°59′21＂之間。公園總面積559 hm2，濕地總面積487 hm2，其中：沼澤濕地包括草本沼澤濕地167 hm2和灌叢沼澤濕地35 hm2，各占濕地公園總面積的34.29%和7.19%；湖泊濕地285 hm2，占濕地公園總面積的58.52%。濕地公園濕地率為87.11%，平均海撥1360 m，屬典型的大陸性溫帶干旱氣候，年平均降水量為87.7 mm，年內(nèi)降水分配很不均勻，年均溫7.5℃，氣候十分干旱，年均風(fēng)速2.2 m/s［5］。天然植被物種組成有檉柳（Tamarix gansuensis）、沙棗（Elaeagnus angustifolia）、唐古特白刺（Nitraria tangutorum）、旱柳（Salix matsudana）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、駱駝刺（Alhagi sparsifolia）、黑果枸杞（Lycium ruthenicum）、蘆葦（Phragmites australis）、芨芨草（Achnatherum splendens、水燭（Typha angustifolia）等。

1.2 研究方法

2020 年6 月至8 月采用樣線法和樣方法對花城湖國家濕地公園的植被進行了實地調(diào)查，參考花城湖國家濕地公園的整體規(guī)劃圖、功能分區(qū)圖和植物分布圖，設(shè)置6條樣線。其中，在生態(tài)保育區(qū)設(shè)置了3 條樣線，在恢復(fù)重建區(qū)設(shè)置了2 條樣線，剩余2 條樣線穿過生態(tài)保育區(qū)和合理利用區(qū)（圖1）。根據(jù)區(qū)域內(nèi)典型干旱濕地植物群系類型，在樣線上設(shè)置喬木樣方8（20 m × 20 m）個、灌叢樣方45（5 m × 5 m）個和草本樣方85（1 m×1 m）個，每兩個相同植物群系樣方間的距離大于100 m。在生態(tài)保育區(qū)，分別設(shè)置了3 個喬木樣方、20 個灌叢樣方和45 個草本樣方。在恢復(fù)重建區(qū)，分別設(shè)置了5個喬木樣方、15個灌叢樣方和25個草本樣方。在合理利用區(qū)，分別設(shè)置了5 個灌叢樣方和15 個草本樣方。在調(diào)查時，記錄典型植物群系特征，同時記錄樣方內(nèi)植物種類、數(shù)量、高度、密度及蓋度等。

圖1 花城湖國家濕地公園功能分區(qū)和調(diào)查樣線分布圖Fig. 1 Sketch map of functional areas and survey sample lines of Huacheng Lake wetlands

根據(jù)《甘肅植物志》［6］、《中國植物志》［7］和“Flora of China”［8］等相關(guān)參考文獻，鑒定植物種類和確定植物生活型。根據(jù)吳征鎰、潘曉玲等植物區(qū)系的分類方法［10-12］，統(tǒng)計分析花城湖濕地種子植物地理成分和植物區(qū)系特征。以各樣方的植物高度、蓋度及密度等，采用Excel 計算典型植物群落優(yōu)勢種的重要值［9］。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物種類與組成

花城湖濕地植物共有35 科79 屬93 種植物（表1），其中：有蕨類植物1 科1 屬1 種，裸子植物2 科2屬2 種，雙子葉植物24 科58 屬67 種，單子葉植物8科18 屬23 種，說明區(qū)域內(nèi)以雙子葉植物占絕對優(yōu)勢。

表1 花城湖濕地植物概況Table 1 Statistics of the vascular plant classification in Huacheng Lake wetlands

從科級水平來看，單種科（20 科，占57.14%）占優(yōu)勢，所含屬、種數(shù)占總屬、種數(shù)的25.32% 和21.51%；其次為寡種科（13 科，占37.14%），所含屬、種數(shù)分別占總屬、種數(shù)的45.57%和49.46%；而超過10 種的大科僅有兩科為藜科和菊科，所含屬、種數(shù)分別占總屬、種數(shù)的29.11%和29.03%。

從屬級水平來看，單種屬（68 屬，占86.08%）占絕對優(yōu)勢，如木賊屬（Equisetum）、黃麻屬（Corchorus）、梭梭屬（Haloxylon）、駱駝刺屬（Alhagi）、甘草屬（Glycyrrhiza）等，所含種數(shù)占總種數(shù)的73.12%；寡種屬次之（11 屬，占13.92%），如柳屬（Salix）、堿蓬屬（Suaeda）、豬毛菜屬（Salsola）、駝蹄瓣屬（Zygophyllum）、薹草屬（Carex）等，所含種數(shù)占總種數(shù)的26.88%。

2.2 種子植物區(qū)系成分分析

植物區(qū)系是植物界在一定自然歷史環(huán)境中不斷發(fā)展演化的結(jié)果，反映了植物與環(huán)境的因果關(guān)系［10］。根據(jù)吳征鎰等種子植物區(qū)系的分類方法［10-14］，統(tǒng)計分析花城湖濕地種子植物地理成分和植物區(qū)系特點?；ǔ呛竦毓珗@種子植物有34 科78 屬（表2），包括8 個分布類型，10 個變型，缺少東亞（熱帶、弧熱帶）及熱帶南美間斷分布、熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布、熱帶亞洲至熱帶非洲分布、熱帶亞洲分布、溫帶亞洲分布、東亞分布和中國特有分布7 個分布類型。其中，有21 個科為世界分布科，占總科數(shù)的61.76%，如禾本科（Gramineae）、藜科（Chenopodiaceae）、菊科（Compsitae）、薔薇科（Rosaceae）、毛茛科（Ranunculaceae）、豆科（Leguminosae）、莎草科（Cyperaceae）等。除世界分布科以外，以有8科的北溫帶分布科為主，占總科數(shù)的23.52%，如柏科（Cupressaceae）、胡頹子科（Elaeagnaceae）、楊柳科（Salicaceae）、麻黃科（Ephedraceae）、燈心草科（Juncaceae）等；泛熱帶分布科有3科，舊世界溫帶分布科和地中海各有1科。

表2 花城湖濕地種子植物科和屬的分布區(qū)類型Table 2 Geographical compositions of seed plant genera and families in Huacheng Lake wetlands

屬占有比較穩(wěn)定的分布區(qū)類型，同屬的種具有共同的起源和相似的進化趨勢，其分類學(xué)特征、生態(tài)學(xué)特征較科更為接近［15］。因此，屬比科更能反映植物進化、變異情況，也更能反映某一地區(qū)區(qū)系特征［16］。花城湖濕地植物屬的分布以北溫帶分布占優(yōu)勢，占總屬數(shù)的33.33%，其次為舊世界溫帶分布與地中海分布并列，各占總屬數(shù)的16.66%，可見溫帶成分具有絕對優(yōu)勢地位，與科的地理成分占比相一致，都是溫帶分布占優(yōu)勢，這與花城湖濕地所處的地理氣候帶相適應(yīng)。

2.3 植物生活型分析

生活型和生態(tài)型是生物適應(yīng)不同環(huán)境或相同環(huán)境，在長期的進化過程中表現(xiàn)出來的外部形態(tài)特征和生活習(xí)型［17］。生活型是植物在其進化過程中，對于特定環(huán)境長期適應(yīng)的結(jié)果，相同的生活型表明植物對環(huán)境具有相同或相似的適應(yīng)能力［18］?；ǔ呛竦貑棠居? 種，占總種數(shù)的8.60%；灌木有15種，占總種數(shù)的16.13%，其中灌木和半灌木分別占總種數(shù)的12.90%和3.23%；草本植物共有70 種，占總種數(shù)的75.27%，其中多年生草本、二年生草本和一年生草本分別占總種數(shù)的58.06%、1.08% 和16.13%，說明濕地植物草本植物占優(yōu)勢，且以多年生草本植物為主。

表3 花城湖濕地植物生活型統(tǒng)計Table 3 Life-form spectrum of plants in Huacheng Lake wetlands

2.4 典型植被群系劃分及物種組成

依據(jù)《中國植被》［19］和《中國濕地植被》［20］中的分類系統(tǒng)，此次調(diào)查的區(qū)內(nèi)植物群落可分為12個典型植被群系，詳見表4。

表4 花城湖濕地典型植物群落及其重要值Table 4 Important values of typical plant communities in Huacheng Lake Wetlands

（1） 蘆葦群系（Form.Phragmites australis）

蘆葦群系的重要值最大，為11.23，分布在花城湖水位較淺處和近水邊，高度較高，一般在1.5 m 以上，蓋度接近100%，形成純?nèi)合?，僅在邊緣伴生有鵝絨委陵菜、扁稈藨草、線葉柳等。

（2） 多枝檉柳群系（Form.Tamarix ramosissima）

多枝檉柳群系的重要值為10.83，在花城湖西側(cè)和北側(cè)的鹽化灘地分布較多，高度一般大于2 m，冠幅220 cm×200 cm，伴生有黑果枸杞、蘆葦、阿拉善堿蓬等。

（3） 粗脈苔草群系（Form.Carex ruguloda）

粗脈苔草群系的重要值為9.25，在花城湖南側(cè)岸邊沼澤有大量分布，高度0.1 m 以上，伴生有中間型荸薺、嵩草等。

（4） 圓囊苔草群系（Form.Carex orbicularis）

圓囊苔草群系的重要值為9.09，在花城湖南側(cè)岸邊沼澤有大量分布，西岸有少量分布，高度0.1 m以上，伴生有海乳草、中間型荸薺、水葫蘆苗等。

（5） 假葦拂子茅群系（Form.Calamagrostis pseudophrgmetes）

假葦拂子茅群系的重要值為6.81，在花城湖周邊旱地有分布，高度在0.5 m 左右，伴生有蓼子樸、蘆葦、芨芨草、賴草等。

（6） 黑果枸杞群系（Form.Lycium ruthenicum）

黑果枸杞群系的重要值為5.39，在花城湖北側(cè)的沙地分布較多，高度一般約0.5 m，伴生有蘆葦、小花棘豆、甘草、鹽地堿蓬等。

（7） 唐古特白刺群系（Form.Nitraria utorum）

唐古特白刺群系的重要值為5.26，在花城湖北側(cè)的沙地形成獨特的“白刺包”，高度約有0.5～2.0 m，直徑2～2.5 m，呈長卵圓形，白刺密集覆蓋在沙丘上，其他植物很少。丘間伴生有霧冰藜、芨芨草、蘆葦?shù)取?/p>

（8） 芨芨草群系（Form.Achnatherum splendens）

芨芨草群系的重要值為4.67，在花城湖周邊旱地有分布，高度在1 m 左右，伴生有小糠草、花花柴、乳苣、蘆葦、假葦拂子茅等。

（9） 水燭群系（Form.Typha angustifolia）

水燭群系的重要值為4.33，在花城湖及其周圍小溪均有分布，面積較大，在花城湖中蓋度接近100%，形成純?nèi)合?，僅在邊緣伴生有小香蒲、長苞香蒲、蘆葦?shù)取?/p>

（10） 垂柳群系（Form.Salix babylonica）

垂柳群系的重要值為3.71，僅分布在花城湖西側(cè)，為人工栽培，數(shù)量較少，高度一般4 m，冠幅450 cm×400 cm，有時伴生有刺槐、沙棗、旱柳等。

（11） 胡楊群系（Form.Populus euphratica）

胡楊群系的重要值為3.52，分布在花城湖北側(cè)沙地上，為人工栽培，高度小于2 m，伴生有蘆葦、脹果甘草、駱駝刺等。

（12） 小香蒲群系（Form.Typha minima）

小香蒲群系的重要值為2.49，在花城湖周圍小溪有分布，數(shù)量較少，伴生有水燭、長苞香蒲和蘆葦?shù)取?/p>

3 討論

此次調(diào)查結(jié)果表明，花城湖濕地共有濕地植物35 科79 屬93 種，除了裸子植物和被子植物外，還包括蕨類植物1科1屬1種，其中以被子植物中的雙子葉植物占優(yōu)勢。從植物種的數(shù)量來看，與西北干旱區(qū)的敦煌陽關(guān)國家級自然保護區(qū)濕地（88 178 hm2）的26 科56 屬74 種［21］、張掖國家濕地公園（1 347.65 hm2）的72 科165 屬251 種［22］和民勤石羊河國家濕地公園（1 347.65 hm2）的38 科123 屬197 種［23］相比，花城湖國家濕地公園（559 hm2）面積較小，而植物種類總體上相對來說較為豐富。從科水平上看，以單種科（20 科）占優(yōu)勢，占總科數(shù)的57.14%，植物種類較多的科有菊科、藜科、禾本科、豆科和蒺藜，包含41屬47 種，占總科數(shù)的14.29%，占總屬數(shù)和總種數(shù)的51.91%和50.53%；屬水平上以單種屬占絕對優(yōu)勢，單種屬有68屬，占總屬數(shù)的86.08%。這說明花城湖濕地植物科的優(yōu)勢現(xiàn)象十分明顯，屬的優(yōu)勢現(xiàn)象不明顯。

花城湖濕地植物科和屬的地理區(qū)系分布都以溫帶分布占優(yōu)勢，說明植物分布具有明顯的溫帶性質(zhì)，這與花城湖濕地所處的地理氣候帶相適應(yīng)；濕地植物生活型以草本植物占優(yōu)勢，其中多年生草本植物占絕對優(yōu)勢，占總種數(shù)的58.06%，其次為灌木，占總種數(shù)的16.13%，喬木僅有8種，例如胡楊、楊柳、側(cè)柏、榆樹、旱柳等，體現(xiàn)出花城湖濕地植物的生活型組成與花城湖荒漠-濕地生態(tài)系統(tǒng)相適應(yīng)。

花城湖濕地有12個典型植物群系，以草本群系和灌木群系為主，禾草型濕地植被型的蘆葦群系占優(yōu)勢，其次為灌叢濕地植被型的檉柳群系，再次為莎草型濕地植被型的粗脈苔草和圓囊苔草群系，其余群系面積較小。12 個典型植物群系涉及落葉闊葉林濕地植被型、鹽生灌叢濕地植被型、莎草型濕地植被型、禾草型濕地植被型、雜類草濕地植被型5個植被型，說明花城湖濕地植物群系種類較為豐富，但結(jié)構(gòu)相對簡單，組成單一。

4 結(jié)論

2020 年6 月至8 月調(diào)查顯示，花城湖國家濕地公園共有維管束植物35 科79 屬93 種，雙子葉植物占優(yōu)勢。從科水平上看，單種科占優(yōu)勢，其優(yōu)勢科為菊科、藜科、禾本科等，屬水平上以單種屬占絕對優(yōu)勢，占總屬數(shù)的86.08%，屬的優(yōu)勢現(xiàn)象不明顯。

該濕地公園內(nèi)種子植物區(qū)系成分表現(xiàn)出較為簡單，以溫帶分布占優(yōu)勢的特點。以草本植物占優(yōu)勢，表現(xiàn)為以多年生草本植物占絕對優(yōu)勢。共有12個典型干旱區(qū)濕地植物群系，涉及落葉闊葉林濕地植被型、鹽生灌叢濕地植被型、莎草型濕地植被型、禾草型濕地植被型、雜類草濕地植被型5個植被型，呈現(xiàn)出群系種類豐富，但結(jié)構(gòu)相對簡單且組成單一。