四川渠縣柏水湖國家濕地公園植物區(qū)系特征研究

馬國強，李秋潔，楊 鉞，蘇 琴

(1. 國家林業(yè)和草原局西南調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650216； 2. 蘭州大學 生命科學學院，甘肅 蘭州 730000； 3. 中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明 650051； 4. 江西鄱陽湖南磯濕地國家級自然保護區(qū)管理局， 江西 南昌 330038)

濕地是地球上水陸相互作用形成的獨特生態(tài)系統(tǒng)，具有凈化水質(zhì)、防洪抗旱、調(diào)節(jié)氣候和維護生物多樣性安全等重要生態(tài)功能[1]。濕地公園是國家濕地保護體系的重要組成部分，以保護濕地生態(tài)系統(tǒng)完整性、維護濕地生態(tài)過程和生態(tài)服務功能為宗旨，并在此基礎(chǔ)上充分發(fā)揮濕地的生態(tài)、文化、美學和生物多樣性價值等多種功能效益[2]。濕地公園中植物不僅在濕地生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著凈化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、降解污染等生態(tài)功能，同時在保育生物多樣性方面具有關(guān)鍵的作用。植物區(qū)系是一個地理單元或一個行政單元所有植物種類的總稱。植物區(qū)系的組成受地理位置、地形地貌、氣候、水文等因素的直接或間接影響[3-7]。本研究中通過對植物區(qū)系特征的分析，以期為四川渠縣柏林國家濕地公園的生態(tài)系統(tǒng)保護和退化濕地的恢復提供理論基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

四川渠縣柏水湖國家濕地公園(以下簡稱柏水湖國家濕地公園)于2017年年初由原國家林業(yè)局批準試點，位于四川省達州市渠縣北部，地理坐標為東經(jīng)106°56′23″～106°59′06″，北緯31°09′10″～31°13′15″。該濕地公園所在周邊區(qū)域?qū)僦衼啛釒|南濕潤季風氣候，年均溫17.5℃，年均降雨量1 065.7 mm，年均蒸發(fā)量為1 098.4 mm，4—8月為全年蒸發(fā)量最大時段，占全年蒸發(fā)總量的63.2%。濕地公園豬兒溪西北側(cè)面山最高，海拔約為675 m，水面海拔約400 m，整體地形四周高，中間底，周圍面山坡度在0°～40°之間，豬兒溪、秧田溝、洗布灘及兵馬灣北側(cè)、西北側(cè)面山坡度較陡，坡度在15°～40°之間，其余區(qū)域地形相對平緩，坡度在0°～20°之間。濕地公園內(nèi)土壤包括紫色土和水稻土，丘陵區(qū)土壤質(zhì)地粗糙，有機質(zhì)貧乏，河谷一帶主要為水稻土，質(zhì)地相對較好[8]。

2 研究方法

根據(jù)地形、海拔、坡向、坡位、土壤，以及植物群落的類型、結(jié)構(gòu)等特征，采取典型選樣的方式設置方形樣地，深入調(diào)查不同群落類型的物種組成、數(shù)量、結(jié)構(gòu)等，并據(jù)此確定柏水湖國家濕地公園植被的群系等基本單位。依據(jù)不同群落類型物種類別的復雜程度，樣地面積有所差異，森林類型的樣地面積為400 m2(20 m×20 m)，灌木林類型的樣地面積為100 m2(10 m×10 m)，草地類型的樣地面積為25 m2(5 m×5 m)。喬木層的調(diào)查主要對樣地中胸徑大于5 cm的所有喬木植株進行每木調(diào)查，記錄其種名、胸徑、高度、冠幅、物候、生活力等因子；灌木層的調(diào)查主要對每個樣地內(nèi)設5個面積為5 m×5 m的小樣方，梅花型布局，即在樣地4個角和中心各設1個，記錄小樣方內(nèi)胸徑小于5 cm、未記錄在喬木層內(nèi)的所有木本植物，包括喬木幼樹和真正的灌木，記錄因子包括種名、株(叢)數(shù)、高度、基徑、冠幅等；草本層的調(diào)查主要對每個樣地內(nèi)再設5個面積2 m×2 m的樣方，梅花型布局，記錄其內(nèi)所有的草本植物，記錄因子與灌木層一致；樣地中層間植物主要調(diào)查藤本和附生維管植物的種類、數(shù)量及附生高度并做詳細記錄。

3 研究結(jié)果

3.1 維管植物科、屬、種構(gòu)成

據(jù)實地調(diào)查和標本鑒定，柏水湖國家濕地公園分布維管植物126科306屬395種，其中蕨類植物19科23屬31種，裸子植物4科6屬6種，被子植物103科277屬358種。

3.2 種子植物區(qū)系分析

按照中國種子植物屬分布區(qū)類型的劃分標準[6-7]，將柏水湖國家濕地公園分布的野生種子植物245個屬劃分為12個分布區(qū)類型、14個分布區(qū)變型，占15個中國種子植物屬分布區(qū)類型的80%，占31個屬的分布區(qū)亞型的45.16%(表1)。

3.2.1世界分布區(qū)類型

在柏水湖國家濕地公園內(nèi)的種子植物中，有世界分布屬46屬，其大多數(shù)是草本或灌木，在我國普遍分布，如鐵線蓮屬(Clematis)、懸鉤子屬(Rubus)、茄屬(Solanum)、拉拉藤屬(Galium)、金絲桃屬(Hypericum)、珍珠菜屬(Lysimachia)、蓼屬(Polygonum)、毛茛屬(Ranunculus)、堇菜屬(Viola)、銀蓮花屬(Anemone)、碎米薺屬(Cardamine)、薹草屬(Carex)、藜屬(Chenopodium)、莎草屬(Cyperus)、燈心草屬(Juncus)、酢漿草屬(Oxalis)等。

3.2.2泛熱帶分布區(qū)類型及其變型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于泛熱帶分布區(qū)類型及其變型的共58屬，占比23.68%，屬數(shù)量最多，常見屬為榕屬 (Ficus)、菝葜屬(Smilax)、懸鉤子屬(Rubus)、花椒屬(Zanthoxylum)、山礬屬(Symplocos)、甘蔗屬(Saccharum)、冬青屬(Ilex)、飄拂草屬(Fimbristylis)、大戟屬(Euphorbia)、山芫荽屬(Cotula)、白酒草屬(Conyza)、苧麻屬(Boehmeria)、牛膝屬(Achyranthes)等。

表1 柏水湖國家濕地公園野生種子植物屬的 分布區(qū)類型統(tǒng)計Tab.1 Areal types of wild seed plants genera in Baishui Lake National Wetland Park

3.2.3熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布區(qū)類型

屬于熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布區(qū)類型的共6屬，占比2.45%，包括木姜子屬(Litsea)、雀梅藤屬(Sageretia)、風毛菊屬(Saussurea)、水葫蘆屬(Eichhornia)等。

3.2.4舊世界熱帶分布區(qū)類型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于舊世界熱帶分布區(qū)類型的共13屬，占比5.31%。常見屬有山胡椒屬(Lindera)、槭屬(Acer)、八角楓屬(Alangium)、合歡屬(Albizia)、細柄草屬(Capillipedium)、樓梯草屬(Elatostema)、酸藤子屬(Embelia)、一點紅屬(Emilia)、野桐屬(Mallotus)、楝屬(Melia)、海桐屬(Pittosporum)、香茶菜屬(Rabdosia)等。該類型起源于古南大陸，有很強的熱帶性，反映了公園內(nèi)植物區(qū)系的熱帶性質(zhì)和區(qū)系起源的古老性。

3.2.5熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布區(qū)類型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布區(qū)類型的共5屬，占比2.04%。主要包括臭椿屬 (Ailanthus)、蕘花屬(Wikstroemia)、泥胡菜屬(Hemistepta)、通泉草屬(Mazus)、黑藻屬(Hydrilla)等。

3.2.6熱帶亞洲至熱帶非洲分布區(qū)類型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于熱帶亞洲至熱帶非洲分布區(qū)類型的共9屬，占比3.67%。如杠柳屬(Periploca)、藎草屬(Arthraxon)、水麻屬(Debregeasia)、蝎子草屬(Girardinia)、常春藤屬(Hedera)、鐵仔屬(Myrsine)、菅屬(Themeda)、藎草屬 (Arthraxon)、芒屬(Miscanthus)等。

3.2.7熱帶亞洲分布區(qū)類型及其變型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于熱帶亞洲分布區(qū)類型及其變型的共16屬，占比6.53%，是規(guī)劃區(qū)內(nèi)最多的類型。常見屬有葛屬(Pueraria)、青岡櫟屬(Cyclobalanopsis)、構(gòu)屬(Broussonetia)、苦荬菜屬(Ixeris)、小苦荬屬(Ixeridium)、鼠尾草屬 (Salvia)、尖頭花屬(Acrocephalus)、來江藤屬(Brandisia)、化香樹屬(Platycarya)等。

3.2.8北溫帶分布區(qū)類型及其變型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于北溫帶分布類型及其變型的共50屬，占比20.41%，僅次于泛熱帶分布區(qū)類型及其變型的數(shù)量，位居第二。常見屬有蒿屬(Artemisia)、櫟屬(Quercus)、薔薇屬(Rosa)、莢蒾屬(Viburnum)、風輪菜屬(Clinopodium)、倒提壺屬(Cynoglossum)、錦葵屬(Malva)、委陵菜屬(Potentilla)、茜草屬(Rubia)、腹水草屬(Veronica)、龍芽草屬(Agrimonia)等。該類型數(shù)量在公園內(nèi)植被方面具有一定優(yōu)勢，且該類型中草本物種居多，不僅受北溫帶向南延伸區(qū)系的影響，同時也受人為干擾影響。

3.2.9東亞及北美間斷分布區(qū)類型及其變型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于東亞及北美間斷分布區(qū)類型及其變型的共10屬，占比4.08%。常見屬有石櫟屬(Lithocarpus)、勾兒茶屬(Berchemia)、十大功勞屬(Mahonia)、薔薇屬(Rosa)、山螞蝗屬(Desmodium)、胡枝子屬(Lespedeza)、蛇葡萄屬(Ampelopsis)、絡石屬(Trachelospermum)、菖蒲屬(Acorus)、六道木屬(Abelia)等。

3.2.10舊世界溫帶分布區(qū)類型及其變型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于舊世界溫帶分布區(qū)類型及其變型的共16屬，占比6.53%。常見屬有瑞香屬(Daphne)、川續(xù)斷屬(Dipsacus)、狗筋蔓屬(Cucubalus)、梨屬(Pyrus)、草木樨屬(Melilotus)、水芹屬(Oenanthe)、天名精屬(Carpesium)、荊芥屬(Nepeta)、香薷屬(Elsholtzia)、益母草屬(Leonurus)、女貞屬(Ligustrum)、火棘屬(Pyracantha)等。

3.2.11溫帶亞洲分布區(qū)類型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于溫帶亞洲分布區(qū)類型的共3屬，占比1.22%，如附地菜屬(Trigonotis)、子梢屬(Campylotropis)、細柄茅屬(Ptilagrostis)等。

3.2.12 地中海區(qū)至溫帶-熱帶亞洲、大洋洲和南美洲間斷分布區(qū)類型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于地中海區(qū)至溫帶-熱帶亞洲、大洋洲和南美洲間斷分布區(qū)類型的只有1個屬，為黃連木屬(Pistacia)。

3.2.13東亞分布區(qū)類型及其變型

柏水湖國家濕地公園內(nèi)屬于東亞分布區(qū)類型及其變型的共12屬，占比4.90%。常見如溲疏屬(Deutzia)、五加屬(Acanthopanax)、沿階草屬(Ophiopogon)、蕺菜屬(Houttuynia)、欒樹屬(Koelreuteria)、黃鵪菜屬(Youngia)、金發(fā)草屬(Pogonatherum)、合耳菊屬(Synotis)、石海椒屬(Reinwardtia)、鞭打繡球?qū)?Hemiphragma)、玉簪屬(Hosta)、木通屬(Akebia)等。

4 結(jié)論

4.1 柏水湖國家濕地公園保存了豐富的植物多樣性

柏水湖國家濕地公園分布有維管植物126科306屬395種，其中蕨類植物19科23屬31種，裸子植物4科6屬6種，被子植物103科277屬358種。該濕地公園內(nèi)分布的71種中國特有植物物種，占擬建濕地公園野生維管植物(349種)的20.34%，特有植物物種的保存度較高，是當?shù)刂匾闹参锒鄻有再Y源，表明該區(qū)具有豐富的生物多樣性資源和較高的保護價值。如此豐富的植物資源對柏水湖水生態(tài)安全和濕地群落的近自然恢復起到重要作用，保障了四川渠縣柏水湖國家濕地公園良好的水環(huán)境和豐富的生物多樣性，成為川東地區(qū)重要的物種就地保護重要場所。

4.2 柏水湖國家濕地公園物種區(qū)系組成豐富多樣

柏水湖國家濕地公園分布的野生種子植物245個屬中，有12個分布區(qū)類型，14個分布區(qū)變型，占15個中國種子植物屬分布區(qū)類型的80%，占31個屬分布區(qū)亞型的45.16%。屬于熱帶分布區(qū)類型及其變型的屬數(shù)量最多(107屬)，占總屬數(shù)的43.67%；其次是溫帶分布區(qū)類型及其變型(92屬)，占總屬數(shù)的38.55%；再次是世界分布屬(46屬)，占總屬數(shù)的18.78%。分析表明，該濕地公園范圍內(nèi)植物區(qū)系的來源較為豐富，成分相對多樣復雜。植物區(qū)系特征研究在一定程度上對該區(qū)域范圍內(nèi)濕地生態(tài)系統(tǒng)修復和修復措施中對植物的選擇具有重要的借鑒作用，同時對加強濕地公園植被保護尤為重要。

感謝：杜凡教授、侯淑娜同學、吳婭萍同學在外業(yè)調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計中提供了幫助，謹此致謝！