貴州碧江國家濕地公園維管植物區系特征分析*

莫忠妹,李木良,楊傳東

(銅仁學院農林工程與規劃學院,貴州 銅仁 554300)

0 引言

濕地公園是國家濕地保護體系的重要組成部分,在保護濕地生態系統完整性、維護濕地生態過程和生態服務功能基礎上充分發揮濕地的生物多樣性價值[1],濕地是地球上水陸相互作用形成的獨特生態系統,具有保持水源、調節氣候和維護生物多樣性等重要生態功能,是濕地生物生長的地區[2]。植物區系是一個地區的植物在特定條件下長期發展演化的結果,蘊含著大量歷史、地理、生態和系統進化的信息[3-4],可以衡量區域生物多樣性,因此對濕地植被和區系研究有助于合理利用和保護植物資源。貴州碧江國家濕地公園地處中亞熱帶濕潤季風氣候區內,以人工湖泊和具有豐富水量的自然河流為核心,由永久性河流、洪泛平坦濕地、庫塘與森林組成的復合濕地生態系統為特色,具有較強的典型性和代表性。這為動植物生長提供了豐富多樣的生境。目前貴州碧江國家濕地公園研究僅有獸類物種多樣性與保護[5]和外來有害生物調查[6],本研究采取線路法、樣地樣方法進行較為全面的野外植物調查,對其植物區系組成、群落分類和組成、物種多樣性特征進行了詳細分析,以期為貴州碧江國家濕地公園濕地保護、植被恢復、生物多樣性保護利用提供科學依據。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

貴州碧江國家濕地公園地處武陵山脈主峰梵凈山的東南邊緣地段,位于碧江區東北部的川硐鎮,地理坐標109°9′14″～109°14′25″E、27°45′48″～28°51′47″N,公園涉及的面積為416.75 hm2,濕地占了整個公園面積的54.82%,是一個以保護飲用水源及生物多樣性為主體的保護地。濕地公園所處貴州省高原東部,由高原向丘陵過渡的區域,境內山地、丘陵地形并存,地貌區域分異明顯,地貌以低山峽谷為主,丘陵、河谷、山地分布于錦江干流沿岸。在氣候上碧江濕地地處中亞熱帶濕潤季風氣候區內,一年四季氣候分明,年均降水量為1265.4 mm,年平均氣溫為17.0 ℃,該地區土壤屬中亞熱帶貴州高原東部、向丘陵過渡的區域。

1.2 研究方法

2019年10月到2021年10月開展植物多樣性的調查,參照國家濕地公園監測評估技術規程,結合濕地公園的森林植被特征及地貌特征與社區人為活動的現狀,多次進行野外植物調查,并同時采用樣線法、樣地樣方法開展植物多樣性的野外調查?，F場記錄植物的種類、名稱、生活型等,對于不確定的植物采集標本、帶回實驗室,參照《中國植物志》《中國高等植物》《貴州植物志》《中國石松類和蕨類植物》等鑒定分類[7-11],確定植物的科、屬、種名。參照臧得奎[12]和吳征鎰[13]對維管束植物科的分布區的劃分標準,采用統計排序以及比較分析等方法對濕地公園內的維管束植物區系特征進行分析研究。

2 結果與分析

2.1 植物物種組成

初步查明并確定貴州碧江國家濕地公園維管植物種類640種(含變種),隸屬于152科435屬(表1);包括野生維管植物120科397屬598種和人工種植維管植物32科38屬42種,其中蕨類42種、裸子植物類11種、雙子葉植物499種、單子葉植物88種,其物種組成雙子葉植物在該區域占絕對優勢,占總種數的78.0%,單子葉植物占13.7%次之為蕨類植物,占6.6%,裸子植物類占1.7%。根據2021年9月公布的《國家重點野生保護名錄》貴州碧江國家濕地公園植物中屬國家保護的珍稀瀕危植物有5科7屬8種,其中屬國家一級保護植物的有南方紅豆杉Taxuswallichianavar.mairei(Lemée et H.Lévl.)L.K.Fu et Nan Li;屬國家二級保護植物的有野大豆GlycinesojaSicb.et Zucc.、花櫚木OrmosiahenryiPrain、香果樹EmmenopteryshenryiOliv.、七葉一枝花ParispolyphyllaSmith、白及Bletillastriata(Thunb. Ex A. Murray)Rchb.f.、春蘭Cymbidiumgoeringii(Rchb. f.)Rchb.f.、蕙蘭CymbidiumfaberiRolfe。

表1 貴州碧江國家濕地公園植物科、屬、種的組成

2.2 貴州碧江國家濕地公園維管植物生活型組成分析

植物生活型是植物對其生態環境長期適應而具有的相似的形態外貌、結構和習性。對其進行分析,可以揭示植物與環境間的關系。從植物生活型組成看(表2),貴州碧江國家濕地公園維管植物以草本為主,共有279種,占總數的43.6%,其中多年生草本207種,一年生或二年生草本有72種,草本主要代表種有珍珠菜LysimachiaclethroidesDuby、碎米薺CardaminehirsutaL.、杠板歸PolygonumperfoliatumL.等,其次是喬木133種和灌木128種,分別占總數的20.8%和20.0%。喬木主要代表種有山合歡AlbiziakalkoraRoxb.、剌槐RobiniapsendoacaciaLinn.、燈臺樹Bothrocaryumcontroversa(Hemsl.)Pojark.等,灌木代表種有朱砂根ArdisiacrenataSims、光葉海桐PittosporumglabratumLindl. 、木帚栒子ColoneasledielsianusPritz.等,藤本植物58種,占總數的9.0%,主要代表種有紫藤Wisteriasinensis(Sims.)Sweet、老虎刺PterolobiumpunctatumHemsl.、云實Caesalpiniadecapetala(Roth)Alston等。

表2 植物生活型統計

2.3 貴州碧江國家濕地公園維管植物科屬大小級別分析

2.3.1 科內種的組成

貴州碧江國家濕地公園維管植物152科640種中(表3),含有30種以上的科有菊科Compositae(39種)、豆科Leguminosae(36種)、薔薇科Rosaceae(32種),含20～29科的有禾本科Gramineae(26種)、百合科Liliaceae(21種),以上5科組成了貴州碧江國家濕地公園高等植物的優勢科,說明其在該區植物區系中起著明顯的支撐作用。含有10～19種的科有12個科,共計142種,分別占比9.0%和25.6%,代表科有茜草科Rubiaceae(14種)、唇形科Labiatae(13種)、?？芃oraceae(13種)等,含有2～9科的有77科,共計286種,代表科報春花科Primulaceae(8種)、馬鞭草科Verbenaceae(8種)、蕓香科Rutaceae(8種)、玄參科Scrophulariaceae(8種)、鳳尾蕨科Pteridaceae(7種)、莧科Amaranthaceae(7種)、葫蘆科Cucurbitaceae(7種)、傘形科Umbelliferae(7種)等。

表3 貴州碧江國家濕地公園維管植物科內種、科內屬、屬內種的組成

2.3.2 科內屬的組成

由表3可知,含20屬及以上的科有3個,主要有菊科(28屬)、豆科(25屬)、禾本科(22屬),含有10～19屬的科有3個,有薔薇科(15屬)、百合科(14屬)、茜草科(11屬),含有2～9屬的科有67個,主要有大戟科(9屬)、唇形科(9屬)、玄參科(8屬)、蕁麻科Urticaceae(8屬)、馬鞭草科(6屬)、傘形科(6屬)等,含有1屬的科有79個,主要有馬?？艭oriariaceae、清風藤科Sabiaceae、三白草科Saururaceae、五味子科Schisandraceae等。

2.3.3 屬內種的組成

由表3可知,含有10種及以上的屬的有懸鉤子屬Rubus(10種)、含有6～9種的屬有珍珠菜屬Lysimachia(8種)、榕屬Ficus(8種)、鳳尾蕨屬Pteris(7種)、忍冬屬Lonicera(6種)、薔薇屬Rosa(6種)、蓼屬Polygonum(6種),含有2～5種屬的有鐵線蓮屬Clematis(4種)、山胡椒屬Lindera(4種)、苧麻屬Boehmeria(3種)等,含有1種屬的有柘屬Maclura、栗屬Castanea、安息香屬Styrax等。

2.4 貴州碧江國家濕地公園維管植物區系分析

2.4.1 種子植物科的地理區系

結果見表4,貴州碧江國家濕地公園高等植物科有132科,分布區類型有9個分布型和9個變型,世界分布有42科,占總科數比31.8%,種數占總數比47.6%。其中熱帶性質分布科有61科,占非世界分布68.5%,溫帶性質分布的有28科,占非世界分布31.5%,中國特有科1科,該區熱帶性質科占優勢,說明該區在科級中呈現熱帶屬性氣候。

表4 貴州碧江國家濕地公園種子植物科的分布區類型

2.4.2 種子植物屬的地理區系

結果見表5,貴州碧江國家濕地公園種子植物屬有412屬,分布類型有12個分布型和17個變型,其中世界分布的有45屬,熱帶性質分布屬有181屬,占非世界分布的50.6%,溫帶性質分布177屬,占非世界分布的49.4%,中國特有屬9屬,該區中熱帶屬性略占優勢,反映了該區系在屬級中呈現熱帶性質向溫帶性質過渡的氣候特征。

表5 貴州碧江國家濕地公園種子植物屬的分布區類型

2.5 與鄰近濕地公園植物區系的比較分析

在植物區系中,植物屬的地理成分往往比植物科的地理成分更能反映出不同區域植物的親緣關系[15],為了更好地了解貴州碧江濕地種子植物區系的特點,選擇地理位置與之相鄰的8個濕地種子植物區系進行比較分析,貴州匯川喇叭河(106°51′39″～106°54′15″E,27°43′14″～27°46′16″N),湖南衡山萱洲(112°43′28″′～112°51′49″′E,26°58′33″～27°09′39″′N),湖南溆浦思蒙(110°22′38″～110°34′23″E,27°49′17″～27°54′08″N),湖南永順猛洞(109°40′8"～109°50′52″E、28°59′20″～29°15′3″N),湖南桂陽舂陵(112°36′40″～112°45′20″E,29°5′50″～29°49′59″N),廣西荔浦荔江(110°13′23″～110°22′32″E,24°22′44″～24°29′06″N),四川白玉拉龍措(99°42′19.3″～99°56′55.8″E,31°0′4.5″～31°12′56.4″N),云南滇池湖濱(102°36′～102°47′N,24°40′～25°02′E)。結果如表6所示[16-23],運用SPSS軟件以歐式距離對種子植物屬分布區類型所占的百分比進行聚類分析。

表6 碧江國家濕地公園與鄰近 8個濕地種子植物屬的分布型比較

根據聚類(圖1)所示,以閾值5為截取參考線時,可將9個濕地分為5組,湖南永順猛洞和湖南桂陽舂陵聚為一組,貴州碧江、湖南溆浦思蒙、湖南衡山萱洲和貴州匯川喇叭河聚為一組,其中貴州碧江與湖南溆浦思蒙聚在一小支,表明其種子植物區系關系最接近,貴州碧江與湖南溆浦思蒙濕地熱帶分布占優勢,R/T值分別為1.39、1.12,其余云南滇池湖濱、廣西荔浦荔江、四川白玉拉龍措單獨聚為一支。根據表6比較R/T值,湖南永順猛洞(0.89)、湖南桂陽舂陵(0.91)、四川白玉拉龍措(0.02),呈現溫帶屬性,這與它們所處的地理位置基本對應。廣西荔浦荔江(2.33)數值較大,表現出強烈的熱帶屬性。貴州碧江(1.39)、湖南溆浦思蒙(1.12)、湖南衡山萱洲(1.01)、貴州匯川喇叭河(1.1)以及云南滇池湖濱(1.37)表現出熱帶屬性向溫帶屬性過渡的特征。

圖1 貴州碧江與鄰近濕地種子植物區系分布類型成分聚類結果

3 討論

3.1 植物物種豐富多樣,地理成分復雜

貴州碧江國家濕地公園維管植物其種類具有多樣性,共有152科435屬640種(含變種),科級水平上以2～9種為主,占植物總數的44.7%,屬級水平以2～5種為主,占植物總數的42.3%,除此之外,單種屬含有318種,占比49.7%,體現了科級和屬級水平上的多樣性。種子植物132科412屬,從科的分布型分析,世界分布與泛熱帶分布最多,分別占總科數的31.8%和27.3%,R/T值約為2.18。從屬的分布類型分析,該區具有的種子植物屬分布類型有12個分布型和17個變型,其中世界分布的有45屬,熱帶性質分布屬有181屬,占非世界分布的50.6%,溫帶性質分布177屬,占非世界分布的49.4%,中國特有屬9屬,該區中R/T值約為1.39,在科、屬水平上均表明熱帶分布型占主導地位[14],體現了貴州碧江國家濕地公園溫暖的中亞熱帶氣候,同時溫帶成分也占較大比重,說明具有熱帶、亞熱帶向溫帶過渡的氣候特點[23-24]。

3.2 與鄰近濕地植物區系的親緣關系

與鄰近8個濕地進行比較,貴州碧江表現出熱帶屬性,呈現出熱帶、亞熱帶向溫帶過渡的氣候特點,貴州碧江與湖南溆浦思蒙種子植物區系關系最接近,熱帶分布占優勢,與其余云南滇池湖濱、廣西荔浦荔江、四川白玉拉龍措關系疏遠。

3.3 野生種子植物資源保護和恢復措施

此次調查發現濕地公園地帶性植被為中亞熱常綠闊葉林,由于當地農業社會經濟活動頻繁,長期處于干擾環境,現存植被多為次生性常綠落葉闊葉混交林、針闊混交林、針葉林和灌叢林,維管束植物共有640種(含變種),隸屬于152科435屬,其中人工種植維管植物有32科38屬42種,主要是當地居民從外地引入種植,豐富了濕地公園生物多樣性,在調查中未發現外來植物對現生態環境造成危害,國家一級保護植物有南方紅豆杉1種,國家二級保護植物有野大豆、花櫚木、香果樹、七葉一枝花、白及、春蘭、蕙蘭7種,保護植物的發現,也標志著濕地公園生態環境得到很好的保護。調查中發現周邊社區群眾家中有種植野生春蘭的現象,在濕地植物恢復過程中,應該采取必要的措施,以加強對野生種子植物種質資源的保護[25],針對國家2021年新國務院頒布的國家重點保護植物種類在社區開展宣傳普及教育。近年來,由于碧江國家濕地公園游客數量的不斷增加,已對生態環境、水質等造成一定的影響,建議該濕地公園管理部門積極倡導生態旅游,嚴禁訪客在生態保育區和恢復重建區中活動,進行濕地和生態知識宣傳教育,采取標識標牌形式介紹濕地的作用和價值,提高居民和游客保護濕地的意識,防止已經恢復的區域被二次破壞[26-27]。