郑州黄河湿地植物组成调查及保护对策研究
2018-01-14孙浩冉
孙浩冉,孙 淼
(1.郑州工程技术学院 化工食品学院, 郑州 450044;2.南阳农业职业技术学院 图书馆,河南 南阳 473000)
湿地作为一种重要的自然生态系统,长期以来在地球生态系统中占据重要的位置,它不仅为栖息的鸟类、鱼类、爬行类和其他野生动物提供赖以生存的食物、水和庇护场所,而且发挥着诸如净化水质、调节洪水、改善物质循环等生态功能。其中,湿地的生态净化功能尤为突出。郑州黄河湿地是郑州现存面积最大的湿地,栖息着多种珍贵的动植物,但近年来,郑州黄河湿地受到人为活动的影响,加之地表径流减少和旅游开发等影响,湿地内的天然植被退化明显。通过对郑州黄河湿地区域内湿地植被进行调查和统计分类,以期为郑州黄河湿地植被的保护、恢复和湿地生态修复提供科学依据。
一、材料与方法
1.研究区域概况
郑州黄河湿地位于黄河中下游,地处郑州巩义、荥阳、惠济区、金水区和中牟辖区内,湿地全长150km。此次选取荥阳桃花峪大桥和中牟东狼城岗之间区域为调查范围,该区域属北温带大陆性季风气候,四季分明,气候温和,年平均气温在14~14.3℃之间,年平均降雨量640.9mm。调查区域内河床平坦,河道宽阔,由于含沙量大,水流缓慢,泥沙淤积严重,形成著名的地上河奇观。
2.野外调查
该调查区域属典型的河流型湿地,主要由永久淹水区、江心洲、河漫滩、边滩、岸坡、河口等组成,本文对郑州黄河湿地野生植物进行了全面调查统计,选择典型的调查线路和调查样点,在典型代表性的地段每间隔1000~2000m设置调查样带,用GPS记录其坐标。采用调查样带和样方相结合的方法,每块样带根据生境条件、群落类型等差异,设置不同数量的调查样方。其中,草本样方尺寸为1m×1m,灌木样方尺寸为10m×10m,乔木样方尺寸为20m×20m,共设置样方210个。调查时采集植物的标本,同时记录其个体形态、高度、盖度、组成种类和数量等特征。以此为基础,对采集到的植物进行鉴别,确定其科属。
二、结果与分析
经前期调查和数据统计,郑州黄河湿地被子植物由308种植物组成,这些植物隶属于74科228属,分别占全国湿地植物种数的13.5%、科数的32.8%和属数的27.9%。[1]
在所有科中,超过10属的科有十字花科、豆科、菊科、禾本科等4科,占总科数的5.4%;介于2~9属的科有藜科、莎草科、伞形科、唇形科、锦葵科、毛莨科、蔷薇科、桑科、旋花科、百合科、大戟科、浮萍科、葫芦科、忍冬科、石竹科、苋科、玄参科、龙胆科、荨麻科、蓼科、柳叶菜科、萝藦科、牻牛儿苗科、葡萄科、千屈菜科、茜草科、茄科、卫矛科、杨柳科、紫草科、泽泻科、罂粟科、雨久花科等33科,占总科数的44.6%;只有1属的科有瑞香科、榆科、木犀科、夹竹桃科、紫茉莉科、桔梗科、白花丹科、鸭跖草科、苦木科、茨藻科、酢浆草科、灯芯草科、蒺藜科、堇菜科、败酱科、景天科、柽柳科、远志科、楝科、水鳖科、天南星科、无患子科、小二仙草科、眼子菜科、商陆科、鼠李科、柿树科、睡莲科、薯蓣科、山茱萸科、木贼科、漆树科、马鞭草科、马齿苋科、川续断科、车前科、鸢尾科等37科,占总科数的50%。
在所有属中,含有2种及以上的属有牵牛属、鸢尾属、慈姑属、卫矛属、南蛇藤属、苋属、莲子草属、牛膝属、香蒲属、婆婆纳属、忍冬属、木贼属、委陵菜属、蓼属、酸模属、鹅绒藤属、老鹳草属、毛莨属、唐松草属、藜属、大戟属、莎草属、藨草属、车前属、白酒草属、香青属、紫菀属、蒿属、苦苣菜属、黄鹌菜属、向日葵属、小苦荬属、菊属、鬼针草属、稗属、狗尾草属、孔颖草属、苜蓿属、槐属、胡枝子属、大豆属、野豌豆属、苦马豆属、黄耆属、田菁属、合欢属、木蓝属等47属,占总属数的20.6%;只有1种的属有菟丝子属、打碗花属、杨属、旋花属、秃疮花属、白屈菜属、紫堇属、雨久花属、梭鱼草属、凤眼莲属、鸭跖草属、紫茉莉属、远志属等181属,占总属数的79.4%。
在所有植物中,以草本植物为主,藤本、灌木和乔木为辅。草本植物占植物总种数的81.8%,常见植物有白茅、狗牙根、狗尾草、小花山桃花等;藤本、灌木和乔木植物合计占植物总种数的18.2%,常见植物有女贞、杨、榆、柽柳、扁杆藨草等。根据植物对土壤中水份的适应能力和需求度划分,该区域内植物以水生、湿生和半湿生为主,中生植物为辅,水生、湿生和半湿生植物合计占植物总数的80.2%,常见有芦苇、香蒲、菹草等,中生植物占植物总数的19.8%,常见有旱柳、柽柳等。
三、湿地植物的利用价值
1.医药
湿地植物中不乏常见的中药材,例如菟丝子在保肝补肾、调节免疫、改善亚健康、增强体质方面有很好的功效;[2]泽泻味甘、性寒,是一味天然的利尿良药,同时它还兼有预防脂肪肝、防动脉硬化、降“三高”、泻肾火等功效;[3]牛膝与地黄同属“四大怀药”,在《神农本草经》中被列为上品,前者具有强筋健骨、补肝固肾、消肿止疼、利尿通淋、引血下行之功效,[4]后者在增强免疫力、保护胃粘膜、抗肿瘤、养颜美容等方面有奇效,临床还可用于止血,辅助治疗糖尿病、心脑血管及高血压等疾病;[5]枸杞也是一种常见的保健品,其不仅用于抗氧化、抗衰老、增强免疫力、调节血脂,而且在治疗化学性肝损伤、预防酒精肝、视网膜病变、青光眼等疾病方面也具有一定的功效。[6]桑叶因有清肺、润燥、明目、清肝、疏散风热的作用,常用于治疗风热性感冒、头痛发热、胸闷咳嗽等疾病,兼具抗菌消炎、降血糖和降血压等功效。[7]益母草具有活血化瘀的作用,临床上用于妇科病的治疗,还可辅助治疗心脑血管疾病。艾全身皆是宝,《本草纲目》记载其有消炎、平喘、止咳、散寒、止血、温经、祛湿、抗过敏等功效,中医据此发明了艾灸疗法,可以消肿止痛、通经活络、祛除阴寒。现代医学研究发现艾中富含挥发油类、黄酮类、苯丙素类、三萜类等成分,其中挥发油具有镇咳、祛痰和抗过敏性休克的作用,还能对抗肾上腺素和组胺引起的心肌收缩,达到降低心脏收缩力、抑制中枢神经系统的作用,黄酮类物质具有抗菌、抗氧化、活血化瘀、消肿止痛和免疫抑制等作用。[8]蒲公英中含有的萜醇具有杀菌消炎、抗肿瘤、抗氧化、治疗糖尿病等药理作用,其水提取物对α-糖苷酶活性具有显著抑制作用,具有降低餐后血糖的功效。[9]
2.食用
湿地植物也给当地居民提供了丰富多样的食材,例如莲、胡萝卜、茭白。慈姑的球形根茎蒸熟似芋头、山药般绵软,富含蛋白、淀粉、膳食纤维和人体所需的多种微量元素和维生素,具有较高的营养价值;茭白的果实又称菰米,乃“六谷”之一,其肥大的纺锤形肉质茎口感爽滑又有嚼劲,一直以来都作为一种优质蔬菜受到人们的喜爱;荠菜、马齿苋、车前草均是餐桌上的“野菜”。
3.工业原料
酸模富含单宁,是制备鞣料的重要原料,泽泻富含萜类化合物,芦苇富含优良的纤维,可用来造纸,可也生产粘胶纤维,荆三棱的根茎中含有丰富的多缩糖、纤维素和木质素,是水解糠醛和人造树脂工业的优良原料。桑树皮可入药、造纸,桑木用来制造车辕、桑杈等农业工具,苎麻纤维质地强韧、拉力强、富弹力、耐潮湿,是制作夏布、飞机翼布、橡胶衬布、渔网、人造棉(丝)的首选,也是纺织、纤维、火药等行业的原材料。艾草是制作印泥的一种必不可少的原料。杨树是工业生产胶合板、纤维板、刨花板、造纸、火柴和家具等的重要原材料。
4.观赏
每种湿地植物都有其独特的形态,给人以美感,植物与植物间、植物与自然景观间科学合理的搭配设计往往更能达到景观美学的要求。例如一望无际的芦苇搭配曲折通幽的小径,与一望无际的天际线形成独特的景观效果;睡莲和水烛互相搭配后形成错落有致的比较;烟波浩渺的湖面、形态各异的挺水植物,与岸边高大的乔木相映成趣,其映射出的远山给人若隐若现的朦胧之美。
5.饲料
湿地植物往往也是动物的食物来源。例如菹草、苔草、浮萍既可作鱼饵,又是家畜、家禽的优良饲草,苔草同时也有牧草的功能。荨麻可做牛、羊、猪等家畜越冬度春的补饲用草或粗饲料,作为饲料使用的荨麻,既解决了冬春过渡季饲草的青黄不接,还充分利用了其药理和药效,起到防病治病,增强弱乏畜、病畜和产后母畜健康的目的。苜蓿粗蛋白含量高,易消化,氨基酸、维生素、微量元素含量丰富,是各种畜禽喜爱的优质牧草。
6.净化环境
湿地中的大部分植物根系发达,具有较强的繁殖能力,同时兼有一定的抗旱、抗水淹能力,在防风固沙、调节土壤水分、改善土壤酸碱性等方面具有突出作用,同时湿地中许多水生和湿生植物能够净化环境中的污染物。例如,凤眼莲可有效去除不同程度富营养化水体中的氮、磷物质,实验证明生长初期的凤眼莲通过新陈代谢可主动吸收快速、高效的净化水体中高浓度氮(TDN),同时还能够快速去除水体和底泥中的磷。[10]浮萍则是另一种净化含汞、镉、砷的水生植物,种植在被污染水体中的浮萍,与荆三棱、美人蕉、香根草组成的植物带可有效降解水体中的NH3-N,COD和TP,去除效果分别为78.7%,44.1%和71.4%。[11]杨、臭椿、榆则是工矿业和城市绿化的良好树种,对空气中的二氧化碳、二氧化硫、氯气、二氧化氮、粉尘等污染物有较好的净化能力,同时作为行道树防风降尘、消音减噪、美化环境起到重要的作用。
四、湿地植被保护中存在的问题与保护对策
为更好地保护好黄河湿地及生物资源,2004年经河南省人民政府批准,成立了郑州黄河湿地自然保护区,保护区西起巩义市康店镇东至中牟县狼城岗镇,跨越15个乡镇,是郑州市目前最大的湿地自然保护区。该保护区目前存在大规模围垦造田和滥采滥挖、违规开发、环境污染等诸多问题,严重破坏了湿地植物群落和湿地生态系统的稳定,导致原有的生态系统逐渐失衡,出现了湿地退化现象。
1.加快湿地保护区的建设
加快湿地自然保护区建设,是保护湿地和湿地生态系统的最直接、最有效的途径。依据《关于加强湿地保护管理的通知》和《湿地保护管理规定》加快湿地资源的抢救性保护,合理规划,实时调整和优化珍稀濒危物种分布区等重点区域保护,提高湿地自然保护区范围和区划的系统性和科学性。创新发展模式,通过开发特色产业、开展生态旅游、实施生态保护补偿等,吸引和吸纳当地居民参与到湿地的保护和管理中,建立反哺机制促进当地经济发展,妥善处理好湿地保护与当地经济社会发展和居民生产生活的关系,走出一条融合经济可持续发展、资源可持续利用、环境可持续改善的新路。
2.加强湿地的研究
相对于传统学科来说,湿地学是一门新兴学科,其研究范围交叉了地理学、测绘学、生态学、环境学、植物学、微生物学等诸学科,学科体系还在不断地探索、构建和发展中,由于研究时空界限的模糊性和湿地类型的复杂多样性,到目前为止人们对于湿地的确切定义还处在探讨中,但这毫不妨碍对湿地的探索,特别是对湿地的生态修复和生态保护前人已做出了大量的探索性工作,也取得了许多突出的成果。未来对湿地生态系统系统科学的研究为如何更加科学合理的管理和保护湿地打下坚实的基础,也为我们研究和保护其他类似的自然生态系统提供有益的思路和借鉴,因此,更多的科研项目应该向湿地研究倾斜,包括湿地生态系统修复和保护的关键技术、湿地生态监测、湿地的生态演化规律等,这些研究工作将为未来的湿地管理和保护决策提供科学依据。
3.完善湿地保护法规
湿地与海洋、森林并称世界三大生态系统。然而在我国,海洋和森林作为独立的环境要素立法保护早已有之,唯独湿地保护立法的系统性、完整性不足,就是在为数不多的涉及湿地保护的法律条文中也仅是突出对水土、动植物、矿产、河道等资源的管理和保护,对湿地的整体保护缺乏可操作性。因此,一部全面且系统保护湿地的法律的制定显得十分紧迫和必要。在湿地保护法下将所有湿地纳入保护范围,确定各类湿地的生态功能,建立湿地分级管理体系,明确湿地保护主体的责、权、利,划定湿地保护红线,建立健全湿地生态修复机制和生态效益补偿机制等。随着湿地保护的法律法规的健全和完善,湿地管理和保护必将更加科学化和规范化。
4.建立专门的湿地保护机构
湿地是水生生态系统到陆地生态系统演变的重要过渡带,这个独特的特征决定了湿地的管理往往受到来自农业、林业、渔业、环保、河道和地方政府等诸多部门的多重领导,多部门交叉管理的后果往往是部门职责不清、权限不明、管理效率下降,很大程度上影响了湿地保护工作的开展。因此,需要进一步理顺湿地保护工作的管理机制,明确湿地的主要管理部门和责任主体。同时,该管理部门的职能包含湿地内涉及的农、林、牧、渔、旅游、国土、环保等,其监管职责和权利应该涵盖湿地保护区域内的所有要素,包括水域、土地、动物、森林和污染物排放。为加强不同区域湿地的保护,多种保护和管理措施应协同实施,在维护好湿地生态系统的完整性和持续性这一首要目标基础上,开展生态旅游等多种形式的活动合理开发利用湿地资源,实行谁污染谁治理、谁保护谁受益的原则,调动湿地保护的积极性。
5.加强湿地保护的宣传和教育
湿地保护和高效管理与公众参与是分不开的。而调查显示60%的在校大学生对湿地的概念还较为抽象,对湿地的保护知识更是空白,因此,今后政府、高校和社会应通过多种渠道不断加强公众尤其是在校学生在湿地知识和保护技能方面的培训。同时为吸引公众都能积极投身于保护湿地的行动中来,还要不断扩大公众的参与渠道,应建立专门的网络平台,通过信息技术将有关湿地的信息更快、更准确的传达,使大众能第一时间了解到湿地保护的动态和知识,并不断通过网络自媒体扩大公众之间的宣传效果,引导公众树立积极的社会意识,激发他们参加保护湿地的热情。鼓励发展湿地保护相关的公益性非政府组织,维护其在湿地保护中的权益,提高公众参与湿地保护的层次。同时不断提高公众的参与意识,通过微博、微信、QQ群等互联网新兴媒介,以讲座、授课、演讲等方式宣传湿地保护的重要性,增强公众在湿地保护方面的思想认识,使被动参与逐渐转变为主动参与,从而实现更好的参与形式。