郑州黄河湿地自然保护区种子植物区系类型研究

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)

湿地作为自然界中一种独特的生态系统，因其在保持水土、调节径流、净化水质、调节气候、保持生物多样性和珍稀物种资源等方面具有独特的功能而成为国内外研究的热点之一。[1]

郑州黄河湿地自然保护区地处黄河中下游过渡带，保护区内蕴含丰富的野生动植物资源，是我国中部湿地生物多样性分布的重要地区和河流湿地中最具代表性的地区之一，也是郑州市重要的水源地和区域气候调节区，在为人类提供生产生活资源等方面发挥着重要作用。[2-3]当前对生物多样性的研究是恢复生态经济学的前沿命题之一，采用生物技术对退化的湿地进行生态恢复也是当今的热门研究之一。[4]目前对郑州黄河湿地自然保护区湿地植物的研究主要集中在湿地生物多样性[5]、鸟类区系和多样性[6]、河南省湿地植被特征种植物区系[7]、湿地植被演变[8]等方面，但在湿地植物区系成分和特点等方面缺乏系统性研究。近年来，郑州黄河湿地自然保护区日益面临着过度开发、破坏严重、水资源紧缺、水体污染等诸多问题，[9]湿地植被也遭受不同程度的破坏，出现了湿地功能衰减、生物生产力下降等湿地退化现象，[10]亟待保护和修复。对保护区内植物的区系组成进行调查是保证生态恢复顺利实施、长期有效防止外来物种入侵的前提。通过对郑州黄河湿地自然保护区种子植物区系类型的分析，丰富该区域生物多样性和湿地生态系统的研究，为生物多样性保护和生态系统的恢复提供基础性资料，为生态环境保护和生态建设中的物种选择和植被组成结构提供参考依据。

1 研究区域概况

郑州黄河湿地自然保护区(地理坐标34°48′～35°00′N，112°48′～114°41′E)位于郑州市北部的黄河南岸，西起巩义市康店镇井沟村，东至中牟县狼城岗镇东狼城岗村，东西长158.5km，面积3800.7km2。保护区内地势平坦，河床宽阔，年平均径流量2.53×1010m3，平均水位91.53m,由于水流缓慢，泥沙淤积严重，使得河床平均高出两岸地面4～5m,形成著名的“地上河”。该区域主要地形有主河槽、河沟、滩地、背河洼地、河堤等，[2]属北温带大陆性季风型气候，冷暖适中，四季分明，年平均气温在14～14.3℃，年平均降雨量499.1mm，无霜期227d，全年日照时间约2366h。[11]

2 研究方法

郑州黄河湿地属于河流型湿地和沼泽型湿地，主要由边滩、河漫滩、岸坡、支流河口、江心洲、永久淹水区等生境组成。在充分踏青的基础上，以桃花峪大桥为起点，以东狼城岗为终点，每隔约12km设置一个调查样地，对自然保护区内野生植物进行了全面调查统计。共设置13块调查样地，每块样地根据群落类型、生境条件等差异，设置调查样方。其中，草本群落样方尺寸为1m×1m，灌木群落样方尺寸为10m×10m，乔木群落样方尺寸为20m×20m。调查时采集植物的根、茎、叶、花和果实，进行编号并记录其高度、盖度、组成种类、个体数量和形态特征，以此为基础，根据文献[12]至[15]，对标本植物进行鉴定、分类和统计，根据吴征镒[16-17]的科、属分布区类型划分标准，分别分析湿地植物中种子植物的区系类型。

3 结果与分析

3．1 植物的组成

根据野外调查和统计，郑州黄河湿地自然保护区植物由75科229属309种组成。其中蕨类植物1科1属1种，分别占对应总数的1.33%，0.44%和0.32%；被子植物74科228属308种，分别占对应总数的98.67%，99.56%和99.68%。湿地植物中种子植物占绝对优势。

表1列出了郑州黄河湿地自然保护区种子植物科的属种组成情况，由表1可以看出，种子植物中位于前十名的科依次为菊科(53种/34属)、豆科(30种/19属)、禾本科(29种/23属)、莎草科(13种/4属)、十字花科(10种/10属)、唇形科(9种/9属)、毛莨科(9种/7属)、蔷薇科(8种/6属)、苋科(8种/3属)、蓼科(7种/2属)。经统计，所含种数超过4种的属依次有莎草属(Cyperus，7种)、蒿属(Artemisia，7种)、苋属(Amaranthus，5种)、鹅绒藤属(Cynanchum，5种)、藨草属(Scirpus，4种)、鬼针草属(Bidens，4种)、蓼属(Polygonum，4种)、狗尾草属(Setaria，4种)、胡枝子属(Lespedeza，4种)、藜属(Chenopodium，4种)、黄耆属(Astragalus，4种)，这些科属均为郑州黄河湿地自然保护区湿地植物的优势类群。

表1 郑州黄河湿地自然保护区种子植物科的属、种组成

3.2 植物种类的生活型

组成黄河湿地自然保护区植被植物种类的生活型可以分为乔木、藤本、草本和灌木4种。其中一年生草本植物106种，占总种数的34.30%；一年生缠绕草本植物2种，占总种数的0.65%；二年生草本植物5种，占总种数的1.62%；多年生草本植物139种，占总种数的44.98%；藤本植物13种，占总种数的4.21%；灌木植物26种，占总种数的8.42%，常见有紫穗槐(Amorphafruticosa)、柽柳(Tamarixchinensis)、杠柳(Periplocasepium)等；藤本灌木1种，占总种数的0.32%；乔木17种，占总种数的5.50%，常见有栾树(Koelreuteriapaniculata)、山槐(Albiziakalkora)和杨树(Populushopeiensis)等。

3.3 科属的分布区类型

根据种子植物科的分布区类型划分方法，[16]种子植物在科的层面可划分为世界分布、泛热带分布、东亚(热带、亚热带)及热带南美间断分布、北温带分布、旧世界温带分布等5个类型和热带亚洲—热带非洲—热带美洲分布、以南半球为主的泛热带分布、北温带和南温带间断分布、欧亚和南非(有时也在澳大利亚)分布等4个亚型(见表2)。世界分布科有鼠李科、睡莲科、茄科、瑞香科、伞形科、桑科、榆科、木犀科、旋花科、远志科、紫草科、泽泻科、水鳖科、香蒲科、玄参科、眼子菜科、石竹科等44科，占总科数的58.67%；热带分布科有天南星科、卫矛科、雨久花科、鸭跖草科、楝科等22科，占总科数的29.33%(其中又以泛热带分布为主，占总科数的24.00%)；温带分布科有忍冬科、山茱萸科、杨柳科、罂粟科等9科，占总科数的12.00%(其中以北温带和南温带间断分布为主，占总科数的6.67%)。

表2 郑州黄河湿地自然保护区种子植物科的地理分布区类型

根据种子植物属的分布区类型划分方法，[17]在属的层面可以划分为世界分布、泛热带分布、热带亚洲和热带美洲间断分布、旧世界热带分布、热带亚洲至热带大洋洲分布、热带亚洲至热带非洲分布、热带亚洲(印度—马来西亚)分布、北温带分布、东亚和北美洲间断分布、旧世界温带分布、温带亚洲分布、地中海区—西亚至中亚分布、中亚分布、东亚(东西马拉雅—日本)分布、中国特有分布等15个类型和北极—高山分布、北温带和南温带(全温带)间断分布、东亚和墨西哥间断分布、地中海区—西亚和东亚间断分布、地中海区和喜马拉雅间断分布、欧亚和南非洲(有时也在大洋洲)间断分布、地中海区至温带—热带亚洲—大洋洲和南美洲间断分布、中国—日本分布、中国—喜马拉雅分布9个亚型(见表3)。其中，世界分布属有苋属、香蒲属、旋花属、远志属等48属，占总属数的20.96%；热带分布属有牵牛属、凤眼莲属、菟丝子属、打碗花属等66属，占总属数的28.81%(其中又以泛热带分布最多，占总属数的17.90%)；温带分布属有杨属、柳属、泽泻属等102属，占总属数的44.56%(其中又以北温带分布最多，占总属数的18.78%)；其他分布型有13属，占总属数的5.67%。

表3 郑州黄河湿地自然保护区种子植物属的地理分布区类型

4 结论

植物是湿地生态系统的“工程师”，[18]也是生态恢复的重要组成部分，生态恢复技术手段多样，以通过湿地土壤种子库进行天然恢复为主，即考虑到区域地形、地质、水文和土壤结构等因素，在湿地退化区域内的植被恢复中可根据原有植物群落的组成，选择性种植草本植物、灌木或乔木。摸清自然保护区内本土植物物种的组成和区系分布是进行湿地生态恢复的基础性工作。郑州黄河湿地自然保护区湿地植物由75科229属309种组成，以种子植物占绝对优势，蕨类植物仅1种。湿地植物以草本为主，藤本植物和灌木较少。生态类群以半湿生植物为主，兼有水生、中生和湿生植物，典型的水生植物均为草本植物，以大薸属、狐尾藻属、眼子菜属、凤眼莲属等较为常见。由于枯水期较长，河漫滩、边滩、岸坡长期裸露，在湿地植被中经常混杂一些耐水、湿的中生植物。在区系组成上，科的水平上有5个类型和4个亚型，以世界分布为主，占总科数的58.67%；属的水平上有15个类型和9个亚型，以温带分布为主，占总属数的44.56%。

郑州黄河湿地自然保护区在郑州市乃至河南省的生态环境保护中占据重要位置，近年来保护区内人工活动逐渐增加，生态旅游和生态开发也增多，同时，上游来水量减少和水污染都对湿地原有的生态系统带来负面影响。湿地植物组成和区系类型分布直接影响生态系统的稳定和水土保持功能，进而影响到整个湿地自然保护区内的生态系统安全和生物多样性。因此，开展郑州黄河湿地自然保护区内植物保护工作十分必要，植物区系类型调查为明确植物保护工作的重点和难点提供了参考。

参考文献：

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[14]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，2004.

[15]郑州黄河湿地自然保护区管理中心.郑州黄河湿地野生植物图谱[M].郑州：河南科学技术出版社，2015.

[16]吴征镒.《世界种子植物科的分布区类型系统 》的修订[J].云南植物研究，2003,25(5):535-538.

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[18]SONG C C．Advance in research on carbon cycling in wetlands[J].Scientia Geographica Sinica，2003，23(5):622-628．