黎明;刘琼
【摘 要】采用样方法与样线法对湖南临澧道水河国家湿地公园的植物资源概况进行调查.结果显示:湖南临澧道水河国家湿地公园共记录湿地维管束植物81科、202属、293种,其物种多样性非常丰富,并分布有许多像萍蓬草、微齿眼子菜等资源较稀少的种类.这些湿地植物组成的群落可划分为4个植被型组,9个植被型,56个群系,均为典型的湿地植被类型.根据资源现状,分析了资源丰富性的成因,提出了湿地植物资源及水质的保护措施和建议,旨在为湿地公园今后的管护与科研工作提供参考价值.
【期刊名称】《湖南林业科技》
【年(卷),期】2017(044)006
【总页数】7页(P51-57)
【关键词】湿地植物;净化;监测;保护;道水河湿地公园;湖南
【作 者】黎明;刘琼
【作者单位】湖南省农林工业勘察设计研究总院,湖南 长沙 410007;湖南省农林工业勘察设计研究总院,湖南 长沙 410007
【正文语种】中 文
【中图分类】Q948
湖南省处于云贵高原向江南丘陵和南岭山地向江汉平原的过渡地带,山丘平湖齐备、地形地貌复杂多样。全省东、南、西三面山地环绕,中部丘岗起伏,北部湖泊平原展布,形成向北开口的马蹄形地貌。全省山地丘陵占国土面积 82.1%,平原占 12.6%,水域占 5.3%。根据第二次全国湿地资源调查结果显示,湖南省湿地资源总面积 101.97 万 hm2,约占全省国土总面积 4.8%。其中湘北洞庭湖平原,一般海拔在 45 m 以下,地表平坦,水道纵横,湖泊众多,湿地资源丰富,是全省最平坦和地势最低的地区。常德市属洞庭湖区域,其湿地资源非常丰富,湿地总面积为 19.00 万 hm2,位居全省第二[1]。常德市为国家湿地城市,境内的西洞庭湖国家级自然保护区是国际重要湿地,另有国家湿地公园 8 处(含试点)——津市毛里湖、安乡书院洲、桃源沅水、澧县涔槐、石门仙阳湖、鼎城鸟儿洲、汉寿息风湖、临澧道水河国家湿地公园,还建立了珊珀湖等多个湿地保护小区,形成了覆盖全市各县(区、市)的湿地保护网络体系,将更加有利于提升常德市的湿地保护管理水平。
1 研究区概况
湖南临澧道水河国家湿地公园(以下简称“道水河湿地公园”或“湿地公园”),位于湖南省常德市临澧县境内,临澧县位于湖南省西北部,澧水中下游,处于武陵山余脉与洞庭湖盆地过渡地带。于 2016 年 12 月经国家林业局批复成为国家湿地公园试点,道水河湿地公园的建设将有利于完善常德市的湿地保护网络体系。道水河湿地公园规划总面积
953.3 hm2,其中湿地面积918.9 hm2,占比 96.4%。湿地公园为呈西东走向的狭长型廊道,共涉及临澧县的佘市桥镇、安福镇、烽火乡 3 个乡(镇),范围包括临澧县佘市桥镇洲浒溪至烽火乡六方洲之间的道水河段的水域、洲滩及其周边部分山地、稻田。湿地类型分为河流湿地和人工湿地 2 个湿地类,包括永久性河流、洪泛平原湿地、稻田 3 个湿地型。
道水河是临澧“母亲河”,属于澧水一级支流,全长约 102 km,其中临澧境内流长 44.3 km,流经佘市桥、安福、烽火等乡镇。该区域属岗丘平原区,以平原为主,岗丘兼有,平岗交错分布,地势较平缓开阔、海拔高度在 40~100 m 之间。道水流域属中亚热带北缘季风湿润气候区,年均气温 16.5~16.7 ℃,日平均气温>10 ℃ 的积温为 5 166.8 ℃;年均降水量 1 218 mm,年均降水日 137 天;日照小时数 1 720 h;无霜期较长,年均 267 天。
2 研究方法
调查与研究对象为整个湿地公园及周边区域范围内的维管束植物,为突出湿地公园的特征及湿地植物在湿地公园中的重要性,有针对性地对湿地植物生活型、湿地植物构成及湿地植被群系等进行了分析。
根据湿地公园境内的不同资源状况和地形环境,调查线路结合样方法和样线法进行,典型特殊地段设置并调查植物群落样方。湿地植物群落样方设置为(以草本为主):平均高度≥2 m 的样方面积 2 m×2 m,平均高度在 1~2 m 范围的样方面积 1 m×1 m,平均高度 1 m 的样方面积0.5 m×0.5 m。调查时记录样线或样方中的植物种类、株数(或
多度)、胸径(或地径)、高度及其生境等情况。
3 结果与分析
3.1 维管束植物多样性
根据野外调查的结果统计,湿地公园范围内及周边区域共有维管束植物 153 科、433 属、657种,其中蕨类植物 15 科、19 属、23 种,裸子植物 5 科、8 属、8 种,被子植物 133 科、406 属、626 种。除去栽培植物、外来入侵或逸生植物后,湿地公园内及周边区域的野生维管束植物共有136 科、374 属、571 种,其中蕨类植物 15 科、19 属、23 种,裸子植物 2 科、2 属、2 种,被子植物 119 科、353 属、546 种。
根据《中国植物志》、《湖南植物志》、《湖南树木志》等资料[2-5],以及多年野外调查工作积累的数据统计了湖南及中国的维管束植物的科、属、种,并分析了湿地公园内维管束植物的占比情况(见表 1)。
表1 道水河国家湿地公园维管束植物数量Tab.1 The number of vascular plants in Daoshuihe Natural Wetland Park类群 蕨类植物被子植物裸子植物科数 属数 种数 科数 属数 种数 科数 属数 种数湿地公园湖南中国占湖南比例(%)占中国比例(%)15 46 63 32 .6 23.8 19 106 231 17.9 8.2 23 351 2 600 6.6 0.9 5 8 8 10 11 50.0 45.5 35 41 22.9 19.5 79 237 10.1 3.4 133 202 333 65.8 39.9 406 1 344 3 143 30.2 12.9 626 5 263 28 356 11.9 2.2
3.2 湿地植物多样性
3.2.1 种类数量 除去旱生、中生植物种类,湿地公园内及周边区域较典型的湿地维管束植物共有 81 科、202 属、293 种,其中蕨类植物 7 科、7 属、9 种,裸子植物 1 科、2 属、2 种,被子植物 73 科、193 属、282 种。除去栽培种、外来入侵或逸生植物后,湿地公园及周边区域共有野生湿地维管束植物 76 科、182 属、267 种,其中蕨类植物 7 科、7 属、9 种,被子植物 69 科、175 属、258 种。
根据《湖南省湿地资源调查报告》(第二次全国湿地资源调查)中的统计,湖南省共有湿地维管束植物 92 科、275 属、486 种,道水河湿地公园的湿地植物分别占湖南省湿地维管束植物总科数、总属数、总种数的 88.0%、73.5%、60.3%(见表 2)。
表2 道水河国家湿地公园湿地维管束植物数量Tab.2 The number of wetland vascular plants in Daoshuihe Natural Wetland Park类别 科数 属数 种数蕨类植物裸子植物被子植物合计湖南占湖南比例(%)7 7 9 1 2 2 73 81 92 88.0 193 202 275 73.5 282 293 486 60.3
3.2.2 生活型 湿地公园的野生湿地植物的生活型比较丰富,涵盖了沉水、浮叶、漂浮、挺水和湿生五种类型。湿地公园中洲滩、河漫滩、河心洲及静水生境多,且分布面积大,这五种生活型的湿地植物都较为丰富,其中湿生植物 249 种,占湿地植物的 85.0%;其次为挺水植物 17 种,占5.8% (见表 3)。
表3 道水河国家湿地公园湿地维管束植物生活型Tab.3 The life type statistic of
wetland vascular plants in Daoshuihe Natural Wetland Park注:科、属合计中已剔除重复值。生活型 科数 属数 种数 占湿地植物比例(%)湿生植物挺水植物浮叶植物沉水植物漂浮植物合计85.0 5.8 3.4 3.4 2.4 100 65 12 172 13 6 6 5 8 1 8 7 6 202 249 17 10 10 7 293
3.3 湿地植被类型多样性
3.3.1 湿地植被类型 湿地公园的植被包括陆生植被和湿地植被两大类。湿地公园地处洞庭湖区域,为丘陵平原区,海拔在 40~100 m 之间,且公园湿地面积达 96.4%,因而陆生植被较少,主要分布有杉木林和樟树林。
湿地植被主要是由堤岸防护林、水生草本及部分季节性草本群系组成。根据《中国植被》、《中国湿地植被》等的划分系统[6-9],并结合《湖南省第二次湿地资源调查实施细则》中对湖南湿地植被的分类规定,将该地的湿地植被划分为 4 个植被型组,9 个植被型,56 个群系(见表4)。在四个植被型组中,属浅水植物类型的群系最多,共有 24 类,占总数的 42.9%。
表4 道水河国家湿地公园湿地植被类型Tab.4 Classification of wetland vegetation type in Daoshuihe Natural Wetland Park植被型组 植被型 植物群系阔叶林 Ⅰ落叶阔叶林灌丛 Ⅱ常绿阔叶灌丛Ⅲ莎草型(1)枫杨群系Pterocarya stenoptera form(2)加杨群系Populus × canadensis form(3)构树群系Broussonetia papyrifera form(4)细叶水团花群系Adina rubella form(5)香附子群系Cyperus rotundus form(6)缘毛薹草群系Carex craspedotricha form(7)条穗薹草Carex nemostachys form(8)
水毛花Schoenoplectus mucronatus subsp.Robustus form(9)三棱水葱(藨草)群系Schoenoplectus triqueter form(10)菰群系Zizania latifolia form(11)狗牙根群系Cynodon dactylon form
续表4 道水河国家湿地公园湿地植被类型Continued Tab.4 Classification of wetland vegetation type in Daoshuihe Natural Wetland Park植被型组 植被型 植物群系(12)大白茅群系Imperata cylindrica var.major form(13)虉草群系Phalaris arundinacea form(14)假稻群系Leersia japonica form(15)节节草群系Equisetum ramosissimum form(16)毛茛群系Ranunculus japonicus form(17)水田碎米荠群系Cardamine lyrata form(18)羊蹄群系Rumex japonicus form(19)水蓼群系Polygonum hydropiper form(20)喜旱莲子草群系Alternanthera philoxeroides form(21)草木犀群系Melilotus officinalis form(22)天蓝苜蓿群系Medicago lupulina form(23)紫云英群系Astragalus sinicus form(24)天胡荽群系Hydrocotyle sibthorpioides form(25)水芹群系Oenanthe javanica form(26)线叶水芹群系Oenanthe linearis form(27)野胡萝卜群系Daucus carota form(28)柳叶白前群系Cynanchum stauntonii form(29)益母草群系Leonurus japonicus form(30)活血丹群系Glechoma longituba form(31)薄荷群系Mentha canadensis form(32)水竹叶群系Murdannia triquetra form(33)苹群系Marsilea quadrifolia form(34)槐叶苹群系Salvinia natans form(35)满江红群系Azolla imbricata form(36)浮萍群系Lemna minor form(37)水鳖群系Hydrocharis dubia form(38)凤眼莲群系Eichhornia crassipes form(39)萍蓬草群系Nuphar pumila form(40)细果野菱群系Trapa incisa form(41)荇菜群系Nymphoides peltata form(42)茶菱群系Trapella sinensis form(43)黄花水龙群系Ludwigia
peploides subsp.stipulacea form(44)莲群系Nelumbo nucifera form(45)野慈姑群系Sagittaria trifolia form(46)菖蒲群系Acorus calamus form(47)水烛(狭叶香蒲)群系Typha angustifolia formⅦ浮叶植物型Ⅷ挺水植物型(48)金鱼藻群系Ceratophyllum demersum form(49)菹草群系Potamogeton crispus form(50)苦草群系Vallisneria natans form(51)小茨藻群系Najas minor form(52)黑藻群系Hydrilla verticillata form(53)穗状狐尾藻群系Myriophyllum spicatum form(54)竹叶眼子菜群系Potamogeton wrightii form(55)微齿眼子菜群系Potamogeton maackianus form(56)小眼子菜(线叶眼子菜)群系Potamogeton pusillus formⅣ禾草型草丛Ⅴ杂类草型Ⅵ漂浮植物型浅水植物Ⅸ沉水植物型
3.3.2 主要草本湿地植被群系 道水河具有滩多、水浅,河道弯曲、蜿蜒的特点,众多的滩、洲、浅水环境造就了独特的湿地生境,并依着自身的地形、生境而发育着相应的植物群落,形成了具有特色的洲滩湿地植被类群。湿地公园范围内呈大面积群落分布的代表性草本湿地植物有菖蒲、水烛、三棱水葱、细果野菱、黄花水龙、苹、菹草、微齿眼子菜等。
(1)菖蒲群系:该群系在湿地公园内分布范围很广,多呈块状分布,或为带状分布,为天南星科挺水植物,多见于河道边的浅水区域或农田边的浅水塘中。群落盖度约 70%,高度约 1.2 m。伴生种类有三棱水葱、喜旱莲子草、浮萍、穗状狐尾藻等。
(2)水烛(狭叶香蒲)群系:该群系在湿地公园内分布范围广,多呈小面积的块状或带状分布,为香蒲科挺水植物,多见于河道边的浅水区域或农田边的浅水塘中。群落盖度约 75%,高度约 1.5 m。伴生种类有三棱水葱、菖蒲、喜旱莲子草等。
(3)三棱水葱(藨草)群系:该群系常分布于河道两岸的洲滩及浅水塘中,为莎草科挺水植物,呈块状或片状分布。群落盖度 65%,高度约0.8 m。伴生种主要有羊蹄、酸模叶蓼、喜旱莲子草、水竹叶等。
(4)细果野菱群系:该群系主要分布于洲滩的静水塘及河岸边水流较慢的区域,成大面积的片状分布。细果野菱为菱科浮叶植物,群落盖度约 65%,伴生种有欧菱、菹草等。
(5)黄花水龙群系:该群系主要分布于河流两岸洲滩的静水塘中,呈片状分布,为柳叶菜科挺水植物,群落盖度约 85%,植株浮水茎节上常簇生圆柱状或纺锤状白色海绵状贮气的根状浮器,具多数须状根,浮水茎长可达 3 m,直立茎高约 0.3 m,伴生种有细果野菱等。
(6)苹群系:该群系主要分布于河岸洲滩的浅水塘或水沟中,为浮叶植物,根状茎匍匐泥中,细长而柔软。群落盖度约 60%,伴生种有菹草、穗状狐尾藻、竹叶眼子菜。
(7)菹草群系:为眼子菜科沉水植物,有时亦为季节性植被,在夏季的静水环境中,水温高,菹草形成石芽休眠,于秋季萌发。该群系在湿地公园周边浅水塘中极为常见,分布较广。伴生种类有穗状狐尾藻、细果野菱、竹叶眼子菜、苹等。
(8)微齿眼子菜群系:为眼子菜科沉水植物,无根茎,茎细长。在湿地公园内主要分布于朱家咀、放舟湖等洲滩上的静水塘中,形成单优势种群落,密集成团状,伴生种类很少。
4 结论与讨论
4.1 湿地植物资源的特点
4.1.1 湿地植物多且有特色 湿地公园范围内包括河流湿地(永久性河流、洪泛平原湿地)、人工湿地(库塘、水产养殖场、稻田)等 5 类型,湿地面积 918.9 hm2,湿地率 96.4%,其中以草滩型、乔木型洲滩为主的洪泛平原湿地类型分布面积达 512.1 hm2,占湿地总面积的比例达 55.7%。该地的湿地维管束植物共有 81 科、202 属、293种,占湖南省湿地维管束植物总科数、总属数、总种数的 88.0%、73.5%、60.3%,可见多样性程度非常高。其中还有不少有特色、野生资源较为稀少珍贵的湿地植物,如萍蓬草、荇菜、黄花水龙、柳叶白前、微齿眼子菜、小眼子菜等。正是湿地公园内保存的大面积洲滩、积水洼地等静水水体为之提供了有利的生长环境,使得这些湿地植物都形成了一定面积的群落,不仅提高了湿地公园内湿地植物种类的多样性,更使得湿地公园的植物资源独具特色。
4.1.2 湿地植被类型丰富 洞庭湖地区是生物多样性十分丰富的国际重要湿地,繁育了众多湿地植物及湿地植被,也是数以万计鸟类的理想越冬地和停歇地。根据本次实地考察结果,调查到由优势种类组成的湿地植被可划分为 4 个植被型组,9 个植被型,56 个群系,包括了落叶阔叶林、莎草型草丛、禾草型草丛、漂浮植物、浮叶植物、挺水植物、沉水植物等多个类型。其中由漂浮、浮叶、挺水、沉水植物四个类型组成的浅水植物就有 24 类,因此湿地植被群系的种类非常丰富。根据《湖南省湿地资源调查报告》(第二次全国湿地资源调查),袁正科等人[10-13]对洞庭湖区域湿地植被的研究,以及我们多年的湿地公园调查积累的资料显示,与洞庭湖区域的其他湿地公园或自然保护区相比,从湿地植被群系的数量上来看,道水河湿地公园的多样性程度相对更高。湿地公园囊括了该区
域大多数的湿地植被群系,因而其湿地植被多样性在整个洞庭湖区域有一定的典型性和代表性。
4.2 湿地植物及植被类型丰富性的成因
4.2.1 道水流域综合治理的成果 道水河在临澧县境内全长 44.3 km,该流域不仅是国家地理标志产品—临澧黄花鱼(细鳞鲴 Xenocyprismicrolepis)的天然繁育场,也是重要的生活饮用水源地,是临澧县人民赖以生存的“母亲河”。为治理道水面源污染问题,近年来临澧县政府组织多个部门对道水进行了综合治理,开展了农业面源污染、白色污染、畜禽养殖污染、工业污染等多项整治活动。采取了从源头上控制、从末端上治理等措施,不断加强面源污染治理,取得了非常明显的成效。
该区域农作物病虫害绿色防控覆盖率达到80% 以上,农药、化肥实现零增长,完成了大面积的无公害农产品产地认定;河道两岸可视范围内无白色垃圾、医疗废弃污染物、建筑垃圾等,养殖生产及工业生产污染排放得到了有效的控制。这才使得湿地公园内保存了大面积的滩涂、河滩、河心洲等洪泛平原湿地类型。由于大多数挺水植物、漂浮植物、浮叶植物、沉水植物等需要水质干净、水流速较慢或者静水的生长环境,而湿地公园内优良的生境则正好满足这一要求,因此极大地丰富了该地的湿地植物多样性。由于生境好,两岸枫杨、樟树等,成片分布,岸线优美,且有很多古树及古树群。
4.2.2 洪泛平原湿地的净化功能 湿地有助于减缓水流的速度,当含有毒物和杂质(生活污水、农药、工业排放物等)的水体流经湿地时,流速减慢,有利于杂质和有毒物质的沉淀、转化和清除,湿地植物则通过吸收利用、吸附和富集作用有效地吸收这些有毒物质,
可从污水中吸收大量的无机氮、磷等元素,供其生长发育。湿地还能有效地保留水体中的营养物质,当水流经过湿地时,水中的营养物质被湿地植物吸收,或者积累在湿地淤泥层中,净化下游水源,湿地中的营养物质还养育了鱼虾、野生动物和周边的湿地农作物等[14-19]。湿地公园大面积的洪泛平原湿地(面积达 512.1 hm2,占湿地总面积的 55.7%)为众多湿地植物提供了良好的生长环境,尤其是道水河两岸大面积的洲滩及静水环境中生长着丰富的漂浮型、浮叶型、挺水型、沉水型等水生植物,这些植物对水体净化作用非常明显,使得道水河的水体清澈、水质良好。
流域面源污染综合治理工作使得河流水体变得更干净,为湿地植物的自然生长提供有利环境,而反过来湿地植物又可以净化水体,这两者之间形成了一个相互促进的良性循环,也体现了湿地环境保护工作的必要性和重要性。
4.3 资源保护建议
4.3.1 持续动态监测湿地植物 在湿地公园的今后建设中,应将湿地植物监测作为重点内容,按季度或年度在固定样地中持续进行监测,观察植物种类、种群数量、物候期、保护级别、受威胁因素等指标的变化情况,并可结合利用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)的“3S”技术,监测各湿地类型、湿地植被的面积及分布等宏观数据方面的动态变化。
加强对凤眼莲(水葫芦)、喜旱莲子草等外来入侵植物的防控力度,在湿地公园范围内广泛地开展巡逻监测,监测指标可包括物种入侵方式、入侵面积、危害程度等。尤其是凤眼莲(水葫芦)为漂浮植物,易在短时间内爆发成灾,如一旦发现有小面积的分布,应
立即采取措施打捞,以免大范围的扩散繁殖。条件允许的情况下可实行跨行政区域的联合管理,加强流域综合治理,尤其是对湿地公园上游区域的治理与保护,可从源头上减少水葫芦等有害入侵植物的传播。
4.3.2 禁止放牧等人为干扰活动 由于河流型湿地的特殊性,很多区域离村民的居住地较近,在管理上有一定的难度。湿地公园范围内的部分洲滩偶见有放养牛、羊,捕鱼的现象,对该处的湿地植物、水质等都有很大的影响。建议湿地公园管理局工作人员加强巡护管理,禁止周边村民在湿地公园的范围内随意放牧、捕鱼等破坏生态环境的行为。湿地公园可制定相应的保护管理条例,采用警告、罚款等手段有效制止村民的破坏行为。此外,还可以定期举办科普宣传活动,挨家挨户宣传湿地保护知识,有效利用湿地公园的科普宣教设施,通过多种渠道提高人们的环境保护意识。
4.3.3 有效利用湿地植物资源恢复受损的河岸及洲滩 湿地公园的湿地植物种类丰富多样,在湿地植被恢复中应充分有效地利用现有资源,尽量不选用外来观赏栽培的非乡土植物。选择恢复重建区的受损河岸、洲滩作为湿地植被恢复区域,通过恢复建立起植物群落多种、生境多样的湿地环境,为湿地公园各类水禽营造更多的觅食和栖息场所。河岸植被恢复可选择种植枫杨、细叶水团花、水麻等木本湿地植物,打造兼具观赏与生态功能的近自然河岸景观。洲滩即洪泛平原湿地,其水位会随季节发生明显变化,因此湿地植被恢复宜以自然恢复为主,可辅以栽培湿生、挺水植物,这两类湿地植物对水湿条件适应性较强,如苔草类、灯心草、菖蒲、水烛、三棱水葱等。
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