江西共青城南湖湿地自然保护区维管植物区系分析

胡根秀，张伟清，葛刚，刘以珍，李恩香,2*

(1.南昌大学命科学学院，江西 南昌 330031；2.江西省流域生态演变与生物多样性重点实验室，南昌大学生命科学研究院，江西 南昌 330031)

鄱阳湖是我国第一大淡水湖，是长江重要的生态屏障和世界著名的天然湿地，具有调节长江径流、维持区域生态平衡、支撑经济社会发展等作用，在长江中下游地区生态保护中处于非常重要的地位，被誉为“长江之肾”和“鸟类天堂”[1-2]。

共青城南湖湿地自然保护区是鄱阳湖湿地的重要组成部分，位于江西省北部，庐山南麓，共青城东南部，总面积为3 333.0 hm2，主要保护对象为湿地资源和越冬候鸟，是白鹤、白头鹤、东方白鹳等多种国家级重点保护鸟类的越冬栖息地。该保护区毗邻鄱阳湖国家级自然保护区，地理坐标为北纬29°10′21″～29°13′10″、东经115°47′47″～115°51′27″之间，属亚热带湿润季风气候区，雨量丰沛，光照充裕，四季分明，冬季寒冷，雨水较少，春季进入春雨期，夏秋酷热少雨，无霜期较长，年平均气温16.5 ℃～17.8 ℃。共青南湖属吞吐型、季节性浅水湖泊。一般情况下，2～3月水位开始升高，4～9月为丰水期,9月之后水位回落，1月达最低值。区内湿地植被的分布高程一般为12～17 m(吴淞高程)，湿地植被及植物物种多样性与邻近湿地一致性很高[3-4]，但由于保护区与共青城市区距离近，受到人类活动的影响较大，与邻近的鄱阳湖主湖区湿地又有一定的差异，呈现一些独特性。本研究通过对共青城南湖湿地自然保护区的湿地维管植物进行较全面的调查，了解其植物类群和入侵植物的组成，分析植物区系的特征和性质，为生态环境和生物资源的保护和管理提供科学依据。

1 研究方法

1.1 野外调查

2010～2018年期间，多次对共青城南湖湿地自然保护区进行维管植物调查统计，调查采用样带法，记录沿途湿地植物的基本信息，采集标本、拍照并记录其经纬度等分布信息。

1.2 数据处理

通过查阅《Flora of China》[5]、《中国植物志》[6]等相关文献对采集的湿地维管植物标本进行鉴定和分类。采用Flora of China使用的系统分类方法，统计南湖湿地保护区植物科属组成和物种数目。参考吴征镒等对种子植物区系地理划分的原则[7-10]和李锡文的中国种子植物区系统计分析[11]，对保护区内植物区系进行分析。根据国家环境保护局公布的中国第一批，第二批外来入侵植物物种名录[12]和李振宇、解焱提供的中国外来物种名单[13]来统计保护区内的外来入侵物种。

2 结果与分析

2.1 维管植物多样性组成

调查显示，共青城南湖湿地自然保护区内的湿地维管植物共87科247属418种。其中蕨类植物(秦仁昌系统)相对较少，9科10属10种，被子植物78科237属408种(包括双子叶植物61科173属287种，单子叶植物17科64属121种)(见表1)。在科、属、种水平的组成比例上，均是双子叶植物(70.12%，70.04%，68.66%)>单子叶植物(19.54%，25.91%，28.95%)>蕨类植物(10.34%，4.05%，2.39%)。

表1 保护区内湿地维管植物类群统计结果

2.1.1 科的组成分析

根据各科所包含的物种数将南湖维管植物的科分为5个等级，分别是单种科(1种)、寡种科(2～4种)、小科(5～9种)、中科(10～19种)和大科(≥20种)。从表2可知，寡种科所占科比例最大为37.93%，随后是单种科为33.33%、然后是小科和中科，分别为18.39%，5.75%，最后是大科为4.60%。大科有4科140种，虽然其科数所占的比例不大，但其所含物种比较多，占总数的33.49%。4个大科分别是菊科(Compositae，44种)、禾本科(Gramineae，43种)、莎草科(Cyperaceae，28种)和蓼科(Polygonaceae，25种)，它们对于南湖湿地植物区系的建成有着重要的作用，如灰化薹草(CarexcinerascensKukenth.)、芦苇(Phragmitesaustralis(Cav.) Trin.ex Steud.)、南荻(MiscanthuslutarioripariusL.Liu ex Renvoize & S.L.Chen)、虉草(PhalarisarundinaceaL.)、蒌蒿(ArtemisiaselengensisTurcz.ex Bess.)、蚕茧草(PolygonumjaponicumMeisn.)等为保护区内湿地植被的主要优势种。这些大科在我国的植物区系中也同样是占据重要地位的[14]。

表2 保护区湿地维管植物科内种的数量分析

2.1.2 属的组成分析

根据各属包含种数的数量，将南湖湿地维管植物划分为4个等级，包括单种属(1种)、寡种属(2～4种)、中属(5～9种)与大属(≥10种)。由表3可知，大属有1属，蓼属(Polygonum)共计18种，占总种数的比例是4.31%；中属有11属，包括薹草属(Carex)、酸模属(Rumex)、毛茛属(Ranunculus)、委陵菜属(Potentilla)、大戟属(Euphorbia)、菱属(Trapa)、蒿属(Artemisia)、慈姑属(Sagittaria)、眼子菜属(Potamogeton)等共含60种，占总种数的比例是14.35%；寡种属有67属，包括柳属(Salix)、构属(Broussonetia)、桑属(Morus)、藜属(Chenopodium)、蔊菜属(Rorippa)、苋属(Amaranthus)、卷耳属(Cerastium)、繁缕属(Stellaria)、金鱼藻属(Ceratophyllum)等共含172种，占总种数的比例为41.15%；单种属有168属，包括蕺菜属(Houttuynia)、杨属(Populus)、枫杨属(Pterocarya)、榆属(Ulmus)、榕属(Ficus)、葎草属(Humulus)、苎麻属(Boehmeria)等，占总种数的40.19%。这表明在南湖区维管植物属的组成中以单种属为主，而种数则集中在寡种属和单种属。

表3 南湖湿地维管植物属内种的数量分析

2.3 维管植物区系分析

2.3.1 科的分布区类型

根据吴征镒先生对种子植物地理成分的划分标准和中国种子植物区系统计分析方法[7-11]，对南湖湿地维管植物区系科的地理成分进行统计分析。结果(表4)表明：区内湿地维管植物共有11种分布区类型，以世界广布和泛热带分布为主，其中世界广布型43科，占总科数的49.43%；热带广布型32科(2～7型)，占72.73%；温带属性12科(8～10)，占27.27%。热带性科与温带性科之比(R/T)约为2.67，可见，该区系在科的分布型上热带性质占优势。

表4 南湖湿地维管植物科的分布区类型

2.3.2 属的分布区类型

一个地区的植物区系特征习惯上常用属的地理成分来分析，是因为在植物系统分类学上，属内的种具有平行的进化趋势，所以属的分布区类型能够比较具体地反映植物界在进化过程中的分异情况和地理特征，从而比科更能反映植物区系的特征[7]。根据吴征镒等对中国种子植物属的分布区类型的划分方法和中国种子植物属的地理分布类型，将区内247属维管植物共划分为22个类型，共有13个正型9个变型(表5)，其中泛热带分布所占的比重最大(23.89%，占比中不包括世界广布属，下同)，其次是世界广布成分，北温带成分，旧世界热带分布，东亚及北美间断分布。其中热带分布属(2-7型)107属，占总属比的55.73%；温带分布属(8～15型)85属，占总属比的44.27%；热带属与温带属之比约为1.26，而我国特有属占总属比的0.4%。可见，热带分布型稍占优势，总体呈现由热带区系向温带区系过渡的特点。

表5 南湖湿地种子植物属的分布区类型

2.4 入侵植物分析

由于湿地生态系统的脆弱性和复杂性，植物外来种的入侵，会对湿地植被和水域造成危害，生态系统结构和功能发生改变，生态、物种和遗传多样性的破坏和丧失，甚至使生态系统退化，降低自身的生态功能[15]。在南湖湿地自然保护区内有入侵植物26种，分属14科23属(见表6)，其中野胡萝卜、野老鹳草、喜旱莲子草、裸柱菊的危害最为严重。在这些入侵植物中，凤眼莲为水生，其主要分布于湖区湖叉等边缘或附近的池塘。喜旱莲子草水边和陆地上均分布较广。除凤眼莲和喜旱莲子草外，其他入侵植物主要分布于地势相对较高，水分相对较少的区域。一年生植物北美车前的季节性特别明显。近年来，呈现明显扩张趋势的植物有假高粱、加拿大一枝黄花等。

3 讨论与结论

3.1 讨论

共青城南湖为季节性、吞吐型湖泊，保护区内湿地维管植物主要受水分、高程、季节等因素的调控，季节性变化明显。南湖属于鄱阳湖的一部分，南湖湿地维管植物主要物种组成与鄱阳湖一致。在物种数上，整个鄱阳湖湿地维管植物共有520余种，而共青城南湖湿地维管植物稍少于鄱阳湖。该保护区因接近人类密集活动区，也受到较大的人类活动影响，与邻近的鄱阳湖主湖区湿地又有一定的差异。与其他临近纬度地区湿地相比，湿地维管植物也具有较高的相似性[17-18]，如，浙江长兴湿地维管植物共95科277属464种，其中蕨类植物7科7属7种、裸子植物2科3属4种、被子植物86科267属453种[17]。两地都位于亚热带，物种组成有较高的相似度，主要分布植物为草本，禾本科、菊科、莎草科和蓼科均为两地的优势科。在科的组成上，区内寡种科和单种科占比高(71.26%)；在属水平上也是以寡种属和单种属占绝对优势(95.15%)，结果与其他湿地维管植物组成一致[17-19]。究其原因之一，可能是由于湿地生态系统中维管植物的种类相对较少，从而使得寡种科(属)和单种科(属)所占比例高。

外来入侵物种对入侵地的生物多样性易造成严重的影响[20]。葛刚等于2010年调查鄱阳湖国家级自然保护区有外来入侵植物19种，隶属12科，其中菊科最多，有4种[21]；张杰等调查显示，鄱阳湖南矾山湿地自然保护区，有外来入侵植物32种，隶属于18科28属，其中菊科最多，有8种6属[22]。在南湖湿地自然保护区内有外来入侵植物26种，分属14科23属，其中野胡萝卜、喜旱莲子草、野老鹳草、裸柱菊的危害最为严重，这一现象与葛刚等人的研究一致。共青城南湖与鄱阳湖国家级自然保护区和鄱阳湖南矾山湿地自然保护区，外来入侵植物种类和类型相近，这可能是由于生境类似或这些地理位置毗邻，有利于物种的传播造成。外来入侵植物会引起植物群落和多样性的波动，如加拿大一枝黄花成片生长后其他草本植物难以共存，大大降低了群落的物种多样性。外来入侵植物加拿大一枝黄花和假高粱近年来扩张迅速，大有后来居上的态势。入侵植物对保护区的影响日益增强，应加强区内外来植物的监测和管理。

3.2 结论

(1) 调查统计显示，保护区内湿地维管植物有418种，隶属87科、247属，其中蕨类植物9科10属10种，被子植物78科237属408种(包括双子叶植物61科173属287种，单子叶植物17科64属121种)。湿地植被的优势种植物主要来源于禾本科(芦苇、南荻、虉草等)，莎草科(灰化薹草等)，菊科(蒌蒿等)，蓼科(蚕茧草等)。

表6 南湖区域范围内外来入侵植物种类统计

(2) 区系分析显示，科水平上有11种分布区类型，以世界分布和泛热带分布为主，热带分布型科(72.73%)高于温带分布型科(27.27%)；属的分布型有22个种，包括13个正型9个变型，以泛热带分布型和世界广布型占优势。除世界广布型外，热带分布属占55.73%，温带分布属占44.27%，热带属与温带属之比约为1.26，表明该区系热带分布型占优势，呈现由热带向温带过渡的特点。

(3) 保护区内入侵植物较多，有26种，其中野胡萝卜、野老鹳草、喜旱莲子草、裸柱菊的危害最为严重，一定程度上影响了湿地植物的多样性。近年来，加拿大一枝黄花、假高粱等外来植物呈现明显扩张趋势，应加强监测和管理。