临沂湿地生物多样性研究及特征分析

温四民,张桂玲,类淑桐,戚家栋,王 良,季洪明

1.临沂大学资产管理处,山东 临沂 276000

2.临沂大学农林科学学院,山东 临沂 276000

3.临沂付庄办事处农业服务中心,山东 临沂 276018

临沂湿地面积73477.67 hm2，占临沂总面积的8.06%[1]，多年平均水资源总量55.4亿m3[2]，气候为暖温带季风大陆型气候，雨季和旱季湿地水位变化较大，湿地类型较为丰富，拥有较高的生物多样性。临沂湿地生物多样性的研究和保护起步较晚，目前临沂湿地生物多样性的研究多集中在维管束植物[3,4]、浮游植物[5-7]、鸟类[8]、浮游动物[9,10]，多数研究对象仅限于湿地部分河段或水库的动植物中的一类或两类，而对于临沂湿地生物多样性的整体研究少有报道。本研究目的是查明临沂湿地生物多样性现状，分析生物多样性特征，以期能为开展临沂湿地研究提供基础数据，为湿地生物多样性保护、恢复、管理和利用等提供实践依据。

1 材料与方法

1.1 调查时间及范围

于2014年4月至2016年4月，根据《全国湿地资源调查技术规程》，对临沂湿地浮游植物、维管束植物、浮游动物、底栖动物、鱼类、鸟类和昆虫的种类构成及其特征进行全面调查。将符合湿地定义范畴的临沂地区范围内的所有湿地作为调查范围，主要包括长度5 km、宽10 m以上的河流，面积8 hm2以上的水库、池塘、输水河等人工湿地。参照相关文献[11-13]对相关物种进行鉴别。

1.2 调查方法

1.2.1 湿地植物调查 主要采取样方调查的方法，以能客观反映样点内植物群落特征为原则，每个采样点设置一条垂直于水陆交界线的样线，样线内间隔1 m设置5～9个样方，草本样方设为1 m×1 m，灌木样方为2 m×2 m，乔木样方为10 m×10 m，乔木样方内沿对角设置2个灌木样方，在四角及中央设置5个草本样方。

1.2.2 湿地动物调查 鸟类调查采用直接计算法，通过望远镜实地观察、查阅图谱和文献资料、走访等方法进行鸟类物种鉴定。鱼类和底栖动物的调查主要采取访问调查法，对当地渔民走访，对渔民捕捞的水产品及市场上销售的水产品进行调查。两栖类调查选择典型环境，沿一定的方向、一定的速度行走，仔细观察两侧的两栖类，记录遇到的所有种类和数量。哺乳类调查方法：采用以下4种方法结合起来进行调查。①直接观察法。②样线法，布设不同的样线，尽可能穿越样线上的所有生境类型，对样线上所见的动物实体、足迹、食迹、粪便等进行详细记录，并根据痕迹特征和密度确定动物的种类、数量等。③访问调查法。④捕获器捕获法。湿地昆虫调查使用网捕法采集昆虫标本[14]。

1.2.3 浮游生物调查 样品采集参照金相灿等[15]方法进行。浮游植物使用25号浮游生物网采集进行定性分析，并取1 L水样加1.5%鲁哥试剂固定后进行定量分析；浮游动物的采集用25号浮游生物网过滤，加入2～3滴5%的福尔马林固定进行分析。

2 结果与分析

2.1 湿地植物组成

2.1.1 浮游植物组成 临沂湿地浮游植物共有195种，隶属于8门33科75属（见表1），其中绿藻门有80种，占检出总种数的41.03%，以小球藻为主要优势种群；其次为硅藻门有53种，占总种数的27.18%，再次为蓝藻门27种，占总种数的13.85%，而隐藻门和金藻门检出种数最少，分别为3种和1种（见表1）。夏季常见种为集星藻(Actinastrum hantzschii)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)和水生集胞藻(Synechocystis aquetilis)，冬季常见种为啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)和隐头舟形藻(Navicula cryptocephala)。

表1 临沂湿地浮游植物组成Table 1 Phytoplankton composition in Linyi Wetland

2.1.2 维管束植物组成 临沂湿地共有维管束植物64科166属272种（含变种和栽培种），其中被子植物56科158属262种，裸子植物1科1属1种，蕨类植物6科6属8种，苔藓植物1科1属1种。被子植物占全部湿地植物的96.32%。对科的组成统计发现，含4种以上的科有17个，共101属196种，占区系总科数的26.56%，总属数的60.84%和总种数的72.06%（见表2），其中禾本科、菊科和莎草科均含有20个种以上，3科共含有56属100种，占总种数的36.76%。主要优势物种为芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)、红蓼(Polygonum orientale)、菹草(Potamogeton crispus)、马唐(Digitaria sanguinalis)、狗尾草(Setaria viridis)。根据《中国湿地植被》[16]植物群落类型分类方法，临沂湿地植被主要群落类型有落叶阔叶林、草丛沼泽、沉水植物、浮叶植物和漂浮植物5种类型，共34个植物群系。

表2 临沂湿地维管束植物组成（种数4种及以上的科）Table 2 Composition of vascular plants in Linyi Wetland（4 species and above）

2.2 临沂湿地动物组成

2.2.1 浮游动物组成 临沂湿地浮游动物共有128种，隶属于3门36科60属，其中原生动物13科20属51种，占总种数的39.84%；轮虫16科32属61种，占总种数的47.66%；节肢动物7科8属16种，占总种数的12.50%，其中枝角类13种，桡足类3种。湿地浮游动物以轮虫为主要优势种群，针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、膜袋虫(Cyclidium)为主优势种。

2.2.2 野生动物组成 临沂湿地有鸟类46科101属195种，其中4种以上的有鹭科、鸭科、鹰科、鸠鸽科、伯劳科、鹟科、雀科，鸭科和鹟科种数较多，分别占总种数的14.58%和13.54%（见表3）。从居留情况看，夏候鸟65种，占总种数的67.70，如池鹭(Ardeola bacchus)、白鹭(Egretta gwzetta)、黑水鸡(Gallinula chloropus)等；留鸟31种，占总种数的32.29，如小鸊鷉(Tachybaptus ruficollis)、苍鹭(Ardea cinerea)、普通翠鸟(Alcedo atthis)等。

表3 临沂湿地鸟类组成（种数4种及以上的科）Table 3 Composition of birds in Linyi Wetland（4 species and above）

鱼类12科41属53种，其中鲤科35种，占总种数的66.03%，主要有鲤鱼(Cyprinus carpio)、鲫鱼(Carassius auratus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)等，鳅科3种，鲶科、鰕虎鱼科、鮨科和丽鱼科各2种，胎鳉科、刺鳅科、鳗鲡科、合鳃科、鳢科、攀鲈科和塘鳢科各1种。底栖动物有12科18属18种，优势种为日本沼虾(Macrobrachium nipponensis)、锯齿溪蟹(Potamon denticulatum)、圆顶珠蚌(Unio douglasiae)。两栖动物2科3属7种，优势种为花背蟾蜍(Bufo raddei)、金线蛙(Rana plancyi)、黑斑蛙(Rana nigromaculata)。爬行动物6科8属10种，优势种为丽斑麻蜥(Eremias argus)、中华鳖(Pelodiscus sinensis)。哺乳类5科10属10种，优势种为小家鼠(Mus musculus)、褐家鼠(Rattus norvegicus)。湿地昆虫有12目103科317属452种，其中水生昆虫8目28科81属114种（见表4），双翅目、鞘翅目和蜻蜓目为主要优势类群。

表4 临沂湿地水生昆虫群落结构Table 4 Community structure of aquatic insects in Linyi Wetland

2.3 临沂湿地生物多样性特征分析

2.3.1 临沂湿地生物多样性丰富 生境复杂性决定了物种的多样性[17]。临沂湿地具有湿地类型类比较丰富、湿地呈斑块分布的特点。临沂湿地类型主要有永久性河流湿地、洪泛平原湿地、草本沼泽湿地、运河和输水河湿地、库塘湿地等类型，同时湿地斑块地形复杂，旱季部分湿地斑块相对独立，使湿地植物，特别是水生植物分布区域化明显，不同的相对独立的湿地斑块与其共同栖息的所有生物构成了相对独立的生态系统，从而形成了生态系统的多样性。构成生态系统多样性的基本单元物种多样性同样较为丰富，湿地中生栖着多种多样的生物类群，具有不同的生活型，构成了湿地物种多样性，物种多样性常以物种的数量显示，临沂湿地与相邻的南四湖湿地物种[18-21]相比较，浮游植物和维管束植物分别比南四湖多66.67%和42.41%，昆虫比南四湖多8.92%（见图1），而其他动物种类与南四湖相比，浮游动物少21.47，鸟类少4.91%，鱼类少32.05%，底栖动物少66.04，爬行动物少9.09%，哺乳类少44.44，临沂湿地动物种类普遍少于南四湖动物种类，可能是由于两地的地理纬度和湿地类型差异造成的。

图1 临沂湿地与南四湖物种多样性的比较Fig.1 Comparison of species diversity between Linyi Wetland and Nansi Lake

2.3.2 生物的生态适应类型复杂多样 临沂境内有沂河、沭河、中运河、滨海四大水系，地势西北高东南低，以沂沭河流域为中心，北、西、东三面群山环抱，向南构成扇状冲积平原，地形复杂，差异明显。由于不同类型湿地的地理位置、地貌、气候、土壤等生境条件差别较大，易形成湿地生物的生态适应类型的复杂多样。

临沂湿地维管束植物有一年生草本植物、多年生草本植物、草质藤本、木质藤本、灌木、乔木6种生活型。在种类组成上草本植物占绝对优势，木本植物种类匮乏，仅有垂柳(Salix babylonica)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、柽柳(Tamarix chinensis)、银白杨(Populus alba)、小叶杨(Populus simonii)、构树(Broussonetia papyrifera)、筐柳(Salix linearistipularis)。根据湿地植物的生态习性，临沂湿地植物划分为湿生植物、沼生植物、水生植物3种生态型。3种生态型中以菊科、禾本科为主的湿生植物种类最多，有130种。40多种水生植物和湿生植物构成了湿地植被的建群种和优势种。

鸟类区系的季节型构成特点为：旅鸟种数最多，占总数的45%以上，候鸟种数其次，占总数的31%，留鸟种数所占比例最小，占总数的23%。按淡水鱼类生活史中各阶段栖息水域环境的差异，临沂湿地鱼类可分湖泊定居性鱼类、流水性鱼类和河湖洄游性鱼类3种生态类型，其中湖泊定居性鱼类种群较大，如鲤、鲫、黄颡鱼、鲇等，其次是河湖洄游性鱼类草鱼、鲢、鳙等。

2.3.3 生物区系分布有一定规律性 临沂湿地维管束植物区系中蕨类植物仅有8种，地理分布主要在永久性河流湿地；裸子植物水杉主要在蒙山溪流附近有零星分布。种子植物共58科160属，按照属的地理分布成分划分，属于热带分布区类型的有45属，占种子植物总属数的28.13%；属于温带分布区类型的有65属，占总属数的40.63%；属于世界分布类型的有44属，占总属数的27.50%。区系中种子植物在温带分布的属最多，表明湿地植被具有一定地带性特征。

鸟类区系中以古北界种最多、广布种其次，东洋种最少，但在临沂湿地繁殖的夏候鸟和留鸟，广布种和古北界种最多，东洋界成分次之，具有显著的两届过渡特征。兽类区系的地理分布成分以古北界为主。昆虫区系的地理分布成分以古北界种类最多，古北界和东洋界共有的广布种次之，东洋界种类最少。爬行动物广布种最多，古北界种次之，东洋界成分最少，爬行动物总体上具有古北界特征。淡水鱼类区系的地理成分主要是中国江河平原种类。

2.3.4 湿地资源性动植物物种多 临沂湿地拥有较高经济价值的动植物较丰富。维管束植物中有药用植物约30种，如井栏边草(Pteris multifidaPoir.ex Lam)、香附子(Cyperus rotundus)、节节草(Hippochaete ramosissima)、莲(Nelumbonucifera)、白茅(Imperatacylindrical)、荩草(Arthraxonhispidus)、百合(Liliumbrownii)等；纤维植物有苘麻(Abutilontheophrasti)、香蒲(Typhaangustifolia)、芦苇(Phragmitesaustralis)、小香蒲(Typha minima)等；鞣料植物有皱叶酸模(Rumexcrispus)、枫杨(Pterocaryasternoptera)等；饲料植物有浮萍(Lemna minor)、马来眼子菜(Potamogeton malainus)、菹草(Potamogeton crispus)、黑藻(Hydrilla verticillata)、水鳖(Hydrocharis dubia)、槐叶萍(Salvinia natans)等；园林绿化植物有红蓼(Polygonum orientale)、水葱(Scirpus tabernaemontani)、雨久花(Monochoriakorsakowii)、慈姑(Sagittariatrifolia)、黄菖蒲(Irispseudacorus)、睡莲(Nymphaea tetragona)等；蔬菜植物有水芹(Oenanthe javanica)、薄荷(Mentha haplocalyx)、车前(Plantago asiatica)等。水生动物资源有鳜鱼(Sinipercachuatsi)、黄鳝(Monopterusalbus)、鲤鱼(Cyprinuscarpio)、鲫鱼(Carassiusauratus)等。

2.3.5 国家重点保护物种较多 珍稀湿地植物有国家一级保护植物水杉(Metasequoiaglyptostroboides)，国家二级保护植物野菱(Trapa incisa)、中华结缕草(Zoysia sinica)、野大豆(Glycine soja)和莲(Nelumbo nucifera)；鸟类中国家一级保护鸟类白鹳(Ciconia boyciana)、白枕鹤(Grus vipio)、丹顶鹤(Grus japonensis）3种，二级保护鸟类鸿雁(Anser cygnoides)、白额雁(Anser albifrons)、大天鹅(Cygnus cygnus)等12种；

2.3.6 湿地入侵物种逐年增多 入侵湿地植物有芦竹（Arundo donax）、白车轴草(Trifolium repens)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、野塘蒿(Conyza bonariensis)、牵牛(Pharhiris nil qianniuhua)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)、鬼针草(Bidens pilosa)、小飞蓬(Conyza Canadensis)、斑地锦(Euphorbia maculate)、荸荠(Eleocharis dulcis)，牛筋草(Eleusine indica)、苘麻(Abutilon thoophrasti)，合计10科11属11种；外来入侵动物4科5属5种，2014年发现的入侵动物有食蚊鱼(Gambusia affinis)、巴西红耳龟(Trachemys scripta)、克氏原螯虾(Procambarus clarkia)、牛蛙(Rana catesbeiana)；2016年在祊河河段发现蛇鳄龟(Chelydra serpentine)。

3 讨 论

本次调查发现临沂湿地浮游植物8门33科75属195种，鸟类46科101属195种，浮游动物3门36科60属128种，浮游植物比高远等[7]研究结果多14种，鸟类比徐敬明[8]的调查结果多150种，浮游动物比刘妍[12]调查结果多82种，本次调查与其他研究结果差异较大，其他研究所选的调查地点仅是沂河和祊河、沂河支流、岸堤水库等临沂湿地的部分区域，而本次调查所选择地点的涵盖临沂湿地所有类型；同时，临沂湿地物种明显增多也与近年来临沂湿地生态系统逐步得到恢复密切相关，截至2015年2月，临沂市已建和获批的各类、各级别湿地公园共17处，总面积30968 hm2，湿地公园的对湿地生物多样性的保护初见成效。临沂湿地丰富的浮游植物和维管束植物是湿地生态系统的主要生产者，为湿地动物提供丰富的食物来源和多样的栖息环境，支持了湿地渔业资源的形成、同时实现了湿地的环境净化功能以及湿地动物多样性保护功能。

外来入侵物种对入侵地的生物多样性易造成严重的影响[22]。本次调查发现湿地入侵物种共14科16属16种，其中入侵动物4科5属5种，在沂河和祊河部分河段发现蛇鳄龟和牛蛙的野生个体。蛇鳄龟生性凶猛，由于养殖逃逸和人为放生，近年来在浙江[23]、江苏[24]、陕西[25]等多个地区发现蛇鳄龟野生个体，发现地域具有由东向西、由南向北蔓延的趋势，本次调查发现3只蛇鳄龟成年个体，由于蛇鳄龟除冬眠期外全年均有交配行为[26]，本次调查未发现幼体，无法确定其在野外是否已成功繁殖；牛蛙随着人工养殖场的逐渐增加，部分野化的种群已在自然环境中成功繁衍，在我国浙江、四川、云南等省区建立了自然种群[27]，本次在调查点发现的5只成体，未发现牛蛙卵、蝌蚪和亚成体，因此，牛蛙在临沂湿地是否形成可繁殖的种群尚需进一步调查和研究。