陳 薇,覃紅燕,侯志勇,李 陽(yáng),
(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410128; 2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410128; 3.中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,農(nóng)業(yè)生態(tài)過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)科學(xué)院洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站,湖南 長(zhǎng)沙 410125)
濕地是全球三大生態(tài)系統(tǒng)之一,具有保持水土、調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)、蓄洪防旱、保護(hù)生物多樣性等多種生態(tài)功能,同時(shí)也為人類生產(chǎn)生活提供了許多資源,具“地球之腎”的美譽(yù)[1-4]。而植物是濕地生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的成分,發(fā)揮著凈化環(huán)境、為野生動(dòng)物提供食物來(lái)源及棲息地等重要作用[5-7],因此調(diào)查濕地野生植物資源的組成對(duì)濕地的保護(hù)和合理利用有著重要的意義,有助于將其各項(xiàng)功能發(fā)揮最大化,也可挖掘出更多具有園林應(yīng)用潛力的植物。
本文通過(guò)對(duì)莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地的野生植物資源進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,形成當(dāng)?shù)匾吧参镔Y源的本底數(shù)據(jù),對(duì)當(dāng)?shù)氐囊吧参飻?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行補(bǔ)充。在統(tǒng)計(jì)分析調(diào)查得到的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,初步闡述其園林應(yīng)用方式并提出相應(yīng)的保護(hù)開(kāi)發(fā)對(duì)策,不僅可為莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地的保護(hù)與建設(shè)管理提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)也為濕地植物的園林應(yīng)用提供更多選擇。
莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地位于湖南省郴州市宜章縣湖南省莽山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi),地理坐標(biāo)為112°53′18″—112°53′55″E,24°55′08″—24°55′24″N,東至1號(hào)山頭山脊線,南至廣東省交界,西至保護(hù)區(qū)黃岔巖,北至牛寮水,周圍群山圍繞,中間地勢(shì)平坦,致常年積水,平均海拔1300m,總面積100hm2。其中,濕地面積31hm2,占比31%,濕地類型主要為湖泊濕地和沼澤濕地,屬于典型的森林沼澤濕地。浪畔湖國(guó)家重要濕地的氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)氣候,年均氣溫17.2℃,最高氣溫36.2℃,最低氣溫-9.8℃,冬季常出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象,全年無(wú)霜期290d。該濕地的年降水量為1710~2557mm,主要水源來(lái)源于長(zhǎng)樂(lè)河上游,濕地內(nèi)水體水質(zhì)狀況良好;濕地周邊土壤類型主要為黃棕壤,pH值4.5~5.6,呈酸性,土層石礫含量較多,土層厚度不一,有機(jī)質(zhì)含量較高,適宜常綠闊葉和落葉闊葉混交林生長(zhǎng)。
野外實(shí)地調(diào)查方法以線路調(diào)查法為主、樣方調(diào)查法為輔,圍繞浪畔湖兩側(cè)的水陸交界處各設(shè)置一條樣線,對(duì)樣線兩側(cè)20m(主要為肉眼可見(jiàn)范圍)內(nèi)的野生維管植物現(xiàn)場(chǎng)記錄其地理位置、海拔等生境信息,采集其植物標(biāo)本并拍攝照片。根據(jù)《中國(guó)植物志》《中國(guó)高等植物圖鑒》《湖南植物志》《中國(guó)濕地資源》對(duì)標(biāo)本和所拍攝到的植物照片進(jìn)行物種鑒定,使用恩格勒系統(tǒng)對(duì)植物信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類。沿著樣線每隔20m對(duì)調(diào)查區(qū)域內(nèi)典型的濕地草本植物群落設(shè)置1 m×1 m的樣方,記錄樣方內(nèi)植物物種、高度、蓋度和多度,并用GPS定位。
在浪畔湖國(guó)家重要濕地內(nèi),共記錄野生維管植物80種,隸屬于71屬42科。其中,被子植物35科63屬71種,裸子植物2科3屬4種,蕨類植物5科5屬5種,分別占總種數(shù)的88.75%、5.00%、6.25%。被子植物中,雙子葉植物27科37屬41種,單子葉植物8科26屬30種,分別占總種數(shù)的51.25%、37.50%。由此可見(jiàn),研究區(qū)域內(nèi)被子植物在數(shù)量上處于主體地位,雙子葉植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
在浪畔湖濕地所調(diào)查到的野生維管植物42科中,含種數(shù)6種及以上的科僅2科,為禾本科(Gramineae)12種和莎草科(Cyperaceae)8種,共含植物20種,占總種數(shù)的25%,為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)科;含2~5種的科有14科,所含種數(shù)為34種,占總科數(shù)的33.33%、總種數(shù)的42.50%;單種科有26科,占總科數(shù)的61.9%、總種數(shù)的32.5%(見(jiàn)表1)??梢?jiàn),在科和種的數(shù)量層級(jí)上,都是少種、單科占優(yōu)勢(shì),這說(shuō)明浪畔湖濕地植物科的分化程度較高,體現(xiàn)了其多樣性。
表1 莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地野生維管植物各科所含種數(shù)統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of species of wild vascular plants in each family of Mangshan Langpan Lake Nation-al Important Wetland科內(nèi)所含種數(shù)科數(shù)占總科數(shù)比/%種數(shù)占總種數(shù)比/%單種科2661.902632.502~51433.343442.506~912.38810.00≥1012.381215.00
3.3.1 科的區(qū)系組成 研究科的區(qū)系可以反映一個(gè)地區(qū)植物區(qū)系地理分布格局的總體特征[8]。根據(jù)臧得奎[9]對(duì)于蕨類植物區(qū)系的劃分和吳征鎰[10]對(duì)種子植物科的分布區(qū)類型的劃分,將調(diào)查區(qū)域內(nèi)野生維管植物的科劃分為6種類型3變型(見(jiàn)表 2)。其中,世界廣布科有15科,包括禾本科、莎草科、蓼科(Polygonaceae)等傳統(tǒng)的濕地植物大科,占該區(qū)系總科數(shù)的35.71%,包含33屬38種植物;熱帶分布科(2~7分布型)有16科,占總科數(shù)(除世界廣布科之外,下同)的59.26%,其中泛熱帶分布科有11科,因此在科的區(qū)系組成上,熱帶成分雖然占主要地位,但由泛熱帶成分主導(dǎo),再結(jié)合世界分布科的結(jié)果可知,該區(qū)野生維管植物在科的層級(jí)上特有程度較低。溫帶分布科(8~14分布型)11個(gè),包含15屬16種,占總科數(shù)的40.74%,體現(xiàn)了溫帶性質(zhì)在該區(qū)野生維管植物區(qū)系的重要地位。
表2 浪畔湖濕地野生維管植物區(qū)系地理成分Tab.2 Floristic geographical elements of wild vascular plants in Mangshan Langpan Lake National Important Wetland分布區(qū)類型科數(shù)占總科數(shù)比/%屬數(shù)占總屬數(shù)比/%1.世界廣布15—13—2.泛熱帶分布1140.741118.972-1.熱帶亞洲、大洋洲和中、南美洲間斷分布13.71——3.熱帶亞洲和熱帶美洲(間斷分布)311.1123.454.舊世界熱帶分布——23.455.熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布——23.456.熱帶亞洲至熱帶非洲分布——11.72 6 d.南非13.70——7.熱帶亞洲(印度—馬來(lái)西亞)分布——610.347-1.瓜哇、喜馬拉雅至華南、西南星散間斷——11.727-3.緬甸、泰國(guó)至華西南——11.727-4.越南至華南(或西南)——11.728.北溫帶分布311.111118.988-4.北溫帶和南溫帶間斷分布“全溫帶”622.22——9.東亞和北美洲間斷分布13.71712.0710.舊世界溫帶分布——11.7214.東亞分布13.70712.07 14SJ.中國(guó)—日本分布——23.45 14SH.中國(guó)—喜馬拉雅分布——11.7215.中國(guó)特有分布——23.45
3.3.2 屬的區(qū)系組成 屬的區(qū)系組成比科的區(qū)系組成更能反映一個(gè)地區(qū)植物的區(qū)系特征[11]。根據(jù)吳征鎰[12]世界種子植物屬的分布區(qū)類型系統(tǒng)將調(diào)查區(qū)域內(nèi)野生維管植物的屬劃分為12種類型5變型(見(jiàn)表2),其中世界廣布類型13屬,如藨草屬(Scirpus)、薹草屬(Carex)、莼菜屬(Brasenia)等,所含種數(shù)為18種,表明該區(qū)植物在屬的層級(jí)上具有廣泛性;熱帶性質(zhì)的屬有27個(gè),占總屬數(shù)(除世界廣布屬以外,下同)的46.54%;溫帶性質(zhì)的屬29個(gè),占總屬數(shù)的50.01%;中國(guó)特有分布屬2個(gè),為水杉屬(Metasequoia)和金絲桃屬(Hypericum)??梢?jiàn),浪畔湖濕地內(nèi)維管植物屬的區(qū)系組成以溫帶成分為主導(dǎo),同時(shí)熱帶成分也處于重要地位。
根據(jù)植物對(duì)水分適應(yīng)形成的生態(tài)型,將所調(diào)查到的野生維管植物分為濕生、水生和中生植物3大類(見(jiàn)表3)。濕生植物有36種,占總種數(shù)的45%,所包含的生活型有喬木、灌木、草本3個(gè)類型。其中,濕生喬木和灌木都為4種,共占總種數(shù)的10%,灌木中,異藥花為亞灌木;濕生草本28種,占總種數(shù)的35%,濕生草本中,谷精草、牛毛氈、三棱水蔥、十字薹草等為調(diào)查區(qū)域內(nèi)的代表性種。水生植物都為草本,共7種,占總種數(shù)的8.75%,其中水毛花、莼菜、雪白睡蓮、寬葉澤薹草在浪畔湖濕地內(nèi)數(shù)量豐富,為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)種。中生植物共37種,占總種數(shù)的46.25%,所含生活型有喬木、灌木、草本、藤本4種。其中喬木16種,占總種數(shù)的20%;灌木11種,占總種數(shù)的13.75%;草本7種,占總種數(shù)的8.75%,草本植物中,萬(wàn)壽竹、萬(wàn)年青、淡竹葉、里白雖為中生植物,但喜生長(zhǎng)于林下蔭蔽潮濕處,具一定的濕生性質(zhì);藤本(包括非直立灌木類型)3種,占總種數(shù)的3.75%,為地棯、中華獼猴桃和菝葜,其中地棯為匍匐小灌木。由以上結(jié)果可知,濕生草本植物占優(yōu)勢(shì)。
表3 莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地野生維管植物生活型生態(tài)型組成Tab.3 Ecotype composition of wild vascular plants in Mangshan Langpan Lake National Important Wetland生活型/生態(tài)型濕生植物種數(shù)占總種數(shù)比/%水生植物種數(shù)占總種數(shù)比/%中生植物種數(shù)占總種數(shù)比/%喬木45.00——1620.00灌木45.00——1113.75草本2835.0078.7578.75藤本————33.75總計(jì)3645.0078.753746.25
經(jīng)查閱《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》,確定浪畔湖濕地內(nèi)有國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物水杉,國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物莼菜、雪白睡蓮和華南五針?biāo)伞?/p>
3.6.1 濕生植物和水生植物的園林應(yīng)用
依據(jù)浪畔湖濕地野生維管植物的生態(tài)習(xí)性和生物學(xué)特性,根據(jù)不同的園林應(yīng)用形式將所調(diào)查到的具有景觀價(jià)值的濕生、水生植物分為水岸造景類、水體邊緣造景類、水面造景類、堤島造景類和林下地被類5類(見(jiàn)表4)。其中,水岸造景類有13種,大多為濕生植物,如圓錐繡球、花莛薹草、短葉赤車、溪邊鳳尾蕨等,可與假山巖石配植在水岸旁,形成自然絢麗的水岸景觀;水體邊緣造景類有7種,主要為一些挺水植物如燈芯草、水毛花、寬葉澤薹草等,在淺水區(qū)種植此類植物,形成自然的水陸過(guò)渡;水面造景類3種,主要為浮水植物,如莼菜、雪白睡蓮等,一些沉水植物如黃花貍藻,也可在淺水區(qū)種植形成清澈唯美的水下森林景觀;堤島造景類有7種,包括水杉、溪邊鳳尾蕨等植物;林下地被類有10種,主要為生長(zhǎng)于充滿水汽的蔭蔽環(huán)境下的濕生植物,如沿階草、異藥花、珠芽狗脊、鴨跖草,種植此類植物需要注意保持空氣的濕潤(rùn)度。
表4 莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地濕生、水生植物園林應(yīng)用類型Tab.4 Landscape application types of wet and aquatic plants in Mangshan Langpan Lake National Important Wetland園林應(yīng)用類型植物種名及拉丁名水岸造景類香薷(Elsholtzia ciliata)、高山杜鵑(Rhododendron lapponicum)、小魚(yú)仙草(Mosla dianthera)、溪邊鳳尾蕨(Pteris terminalis)、谷精草 (Eriocaulon buergerianum)、芒 (Miscanthus sinensis)、拂子茅 (Calamagrostis epigeios)、圓錐繡球 (Hydrangea paniculata)、山梗菜(Lobelia sessilifolia)、藍(lán)果樹(shù)(Nyssa sinensis)、春蓼 (Persicaria maculosa)、蕨狀薹草(Carex filicina)、十字薹草(Carex cruciata)水體邊緣造景類谷精草(Eriocaulon buergerianum)、三棱水蔥(Schoenoplectus triqueter)、牛毛氈(Eleocharis yokoscensis)、燈芯草(Juncus effusus)、水毛花(Schoenoplectiella mucronata)、寬葉澤薹草(Caldesia grandis)、荸薺(Eleocharis dulcis)水面造景類雪白睡蓮(Nymphaea candida)、莼菜(Brasenia schreberi)、黃花貍藻(Utricularia aurea)堤島造景類水杉(Metasequoia glyptostroboides)、池杉(Taxodium distichum)、濕地松(Pinus elliottii )、香薷(Elsholtzia ciliata)、花莛薹草(Carex scaposa)、溪邊鳳尾蕨(Pteris terminalis)、地耳草(Hypericum japonicum)林下地被類沿階草(Ophiopogon bodinieri)、求米草(Oplismenus undulatifolius)、常山(Dichroa febrifuga)、山姜(Alpinia japoni-ca)、華東膜蕨(Hymenophyllum barbatum)、花莛薹草(Carex scaposa)、珠芽狗脊(Woodwardia prolifera)、短葉赤車(Pellionia brevifolia)、鴨跖草(Commelina communis)、異藥花(Fordiophyton faberi)
3.6.2 中生植物的園林應(yīng)用
將所調(diào)查到的中生植物分為花壇花境類、地被類、綠籬叢植類、園景樹(shù)類、垂直綠化類5類(見(jiàn)表5)?;▔ň愁愑?種,大多為一些草本植物和灌木,如萬(wàn)壽竹、萬(wàn)年青、猴頭杜鵑、油茶等;地被類8種,主要為低矮的草本植物和灌木,如里白、川莓、地棯等;園景樹(shù)、行道樹(shù)類最多,有13種,包括疏齒木荷、紅楠等;垂直綠化類植物較少,僅菝葜和中華獼猴桃2種,可搭配花架、棚架造景;綠籬叢植類植物9種,主要為灌木,如莢蒾、山茱萸、銳尖山香圓等,可作綠籬或叢植于道路、建筑轉(zhuǎn)角處。
表5 莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地中生植物園林應(yīng)用類型Tab.5 Landscape application types of mesophytes in Mangshan Langpan Lake National Important Wetland園林應(yīng)用類型植物種名及拉丁名花壇花境植物萬(wàn)壽竹 (Disporum cantoniense)、萬(wàn)年青(Rohdea japonica)、紫蘇(Perilla frutescens)、算盤(pán)子(Glochidion puberum)、猴頭杜鵑(Rhododendron simiarum)、箭竹(Fargesia spathacea)、小葉黃楊(Buxus sinica var.parvifolia)、短刺虎刺(Damnacanthus giganteus)、油茶(Camellia oleifera)地被植物萬(wàn)壽竹(Disporum cantoniense)、紫蘇(Perilla frutescens)、杜鵑(Rhododendron simsii)、箭竹(Fargesia spathacea)、里白(Diplopterygium glaucum)、川莓(Rubus setchuenensis)、地棯(Melastoma dodecandrum)、白茅(Imperata cylindrica)園景樹(shù)、行道樹(shù)赤楊葉(Alniphyllum fortunei)、吊鐘花(Enkianthus quinqueflorus)、楓香樹(shù)(Liquidambar formosana)、水青岡(Fagus longipetiolata)、羅浮栲 (Castanopsis faberi)、鹽麩木(Rhus chinensis)、漆樹(shù)(Toxicodendron vernicifluum)、疏齒木荷(Schima remotiserrata)、山礬(Symplocos sumuntia)、山茱萸(Cornus officinalis)、華南五針?biāo)?Pinus kwangtungen-sis)、木姜子(Litsea pungens)、紅楠 (Machilus thunbergii)垂直綠化植物菝葜 (Smilax china)、中華獼猴桃 (Actinidia chinensis)綠籬叢植類算盤(pán)子 (Glochidion puberum)、猴頭杜鵑 (Rhododendron simiarum)、杜鵑(Rhododendron simsii)、箭竹(Fargesia spathacea)、小葉黃楊(Buxus sinica var.parvifolia)、短刺虎刺(Damnacanthus giganteus)、油茶(Camellia oleifera)、莢蒾( Viburnum dilatatum)、銳尖山香圓(Turpinia arguta)
(1)在莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地中,共調(diào)查到野生維管植物42科71屬80種,其中大部分為被子植物。所含種類最多的科為禾本科,其次為莎草科,共含種數(shù)20種,占總種數(shù)的25%,處于優(yōu)勢(shì)地位;在科的組成中,少種、單科有40科,包含60種植物,分別占總科數(shù)、種數(shù)的95.24%、75%,處于明顯的主導(dǎo)地位,表明莽山浪畔湖濕地中植物科的種類繁多,分化程度較高。從區(qū)系分析的結(jié)果來(lái)看,莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地野生維管植物區(qū)系地理成分復(fù)雜,科級(jí)水平上,以熱帶成分為主,占比59.26%;溫帶成分其次,占比40.74%。但泛熱帶分布科占大多數(shù),呈現(xiàn)出弱熱帶性、強(qiáng)地帶擴(kuò)散性的特點(diǎn)[13]。屬級(jí)水平上,以溫帶成分為主。雖然在科級(jí)水平上熱帶性質(zhì)比溫帶性質(zhì)稍占優(yōu)勢(shì),但缺乏典型的熱帶成分,所以該區(qū)野生維管植物區(qū)系總體上呈溫帶性質(zhì),但含有一定比例的熱帶成分。這可能是因?yàn)檎{(diào)查地處于亞熱帶區(qū),但隨著山體海拔的升高氣溫降低,亞高山小氣候環(huán)境使得植物區(qū)系的溫帶性質(zhì)更為突出,而亞熱帶區(qū)系的本底又使這一地區(qū)植物呈現(xiàn)出亞熱帶區(qū)系向溫帶區(qū)系過(guò)渡的趨勢(shì)。
(2)植物生態(tài)型生活型分析的結(jié)果表明,在生態(tài)型方面,濕生和水生植物構(gòu)成了莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地維管植物的主體,而中生植物的重要性也不容忽視;生活型方面,草本植物為主要類型,喬木為其次;這與其它濕地植物資源調(diào)查的結(jié)果大致相同[14-15],而中生植物和喬木比重的稍微偏高,可能是調(diào)查范圍包括了濕地周邊的一部分山坡林地所致。園林應(yīng)用類型分析的結(jié)果表明,該濕地內(nèi)野生維管植物園林應(yīng)用潛力較高,其中以可作為地被類植物的類型最多,可作為水岸造景類和園景樹(shù)、行道樹(shù)類植物的類型也較豐富。
(1)加強(qiáng)管理與科普宣傳。莽山浪畔湖國(guó)家重要濕地內(nèi)存在著大量珍稀野生植物資源如莼菜、寬葉澤薹草等,對(duì)于這些植物資源,需要對(duì)其進(jìn)行定期觀察和維護(hù),嚴(yán)禁一切人為因素對(duì)其造成破壞。培養(yǎng)具有相關(guān)專業(yè)知識(shí)的工作人員,對(duì)這些地點(diǎn)進(jìn)行定期巡護(hù);設(shè)立保護(hù)區(qū),禁止游客進(jìn)入;制定游客守則等相應(yīng)措施,明確所需承擔(dān)的責(zé)任;加強(qiáng)科普宣傳,可通過(guò)書(shū)籍、媒體、指示牌等讓游客了解濕地植物以及保護(hù)濕地生態(tài)環(huán)境的重要性。
(2)保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合。根據(jù)不同野生植物的生長(zhǎng)狀況、種群數(shù)量,實(shí)施不同的保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用方案,對(duì)于一些易受環(huán)境因素影響的瀕危植物除進(jìn)行就地保護(hù)之外,還可采取其種子、DNA材料等保存,建立種質(zhì)資源信息庫(kù),進(jìn)行人工繁育;對(duì)于一些種群數(shù)量較大且觀賞性狀較好的野生植物,可在不影響種群穩(wěn)定性的情況下適量采摘,進(jìn)行引種繁育工作。此外,還可就地建立苗圃基地,不僅可對(duì)野生植物資源進(jìn)行保護(hù)繁育,而且也為后面一系列開(kāi)發(fā)利用工作帶來(lái)了便利。
(3)因地制宜地應(yīng)用野生植物資源。在對(duì)野生植物資源進(jìn)行園林應(yīng)用時(shí),應(yīng)充分考慮到植物本身的生物學(xué)特性和適應(yīng)性,利用植物種間關(guān)系搭配種植,營(yíng)造出與其原本生境相似的周圍環(huán)境,盡量做到“適地適樹(shù)”,營(yíng)造出和諧且具有地域特色的景觀環(huán)境。而對(duì)于一些對(duì)生境要求較嚴(yán)格但觀賞性較好的植物,可考慮先利用新技術(shù)擴(kuò)大其種群數(shù)量,再逐步試栽推廣應(yīng)用。