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云南省观赏湿地植物资源现状与多样性研究

2020-10-22张新军曾昭朝吴富勤

林业调查规划 2020年5期
关键词:种数云南省云南

张新军,董 磊,曾昭朝,刘 瑶,吴富勤

(1.昭通学院农学与生命科学学院,云南 昭通 657000;2.云南省林业调查规划院,云南 昆明 650051)

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,被誉为“地球之肾”,具有调节气候、缓洪防旱、净化水质、保育生物多样性、碳储存等重要生态功能,是自然界生物多样性富集,具较高生产力的生态系统。云南湿地分布有4个湿地类14个湿地型,湿地总面积56.35万 hm2[1],是内陆湿地型最多省份,主要以六大水系(金沙江、澜沧江、怒江、伊洛瓦底江、红河、珠江)和九大高原湖泊(滇池、洱海、抚仙湖、程海、泸沽湖、杞麓湖、异龙湖、星云湖、阳宗海)为主。云南复杂多样的地质地貌及气候特点孕育了垂直性显著的湿地资源,湿地生物多样性极为丰富,是生物多样性的重要载体,为众多生物提供了栖息环境和食物来源,是我国生物多样性最为富集的区域之一,属国家重要的战略遗传种质资源和物种基因库。

湿地植物是指生长在水陆交汇处,土壤潮湿或者有浅层积水环境中的植物。云南省相对于全国其他省区,整体海拔较高,生境复杂多样,其中比较有特色的是高原湖泊和沼泽草甸,因此其湿地植物也具有明显的地域特色。云南省湿地植物资源十分丰富,湿地植被共记录有6个植被型组12个植被型189个群系;记录有湿地植物 2 274 种,分属204科876属[1-2]。可见云南湿地植物种类繁多,主要包括水生、沼生以及一些中生的草本植物,在自然界具有特殊的生态价值,同时也是园林、庭院水景园观赏植物的重要组成部分。

观赏植物是指具有一定观赏价值,一般拥有鲜艳的花或奇特的果或优美的植株,主要用于城市园林绿地、公路、风景名胜区、湿地公园、森林公园、室内装饰用的植物[3-4]。中国作为“世界园林之母”,具有观赏价值的园林植物达 6 000 种以上[5]。目前,我国野生观赏植物的资源调查研究主要集中在区域陆生植物的调查与园林应用方面[6-10],而缺乏湿地观赏植物资源调查研究。云南省湿地植物资源虽然十分丰富,种类在全国遥遥领先,且大多数具有观赏价值,但是仅少数湿地观赏植物被用于湿地公园建设、湿地生态修复及园林绿化,多数具有观赏价值的湿地植物缺乏统计研究,很大程度上限制了云南省观赏植物资源的合理开发与利用。本研究拟对云南省湿地植物进行统计分析,研究其种类及观赏特征,以期为进一步研究湿地植物资源提供基础资料,同时针对云南省湿地植物资源利用现状提出相应的建议,旨在为湿地植物资源的持续开发利用提供科学依据。

1 研究区概况与方法

1.1 研究区概况

云南省位于97°31′39″~106°11′47″E,21°08′32″~29°15′08″N,属于亚热带高原季风型气候。全省最热月(7月)均温为19~22℃,最冷月(1月)均温为6~8℃,年温差10~12℃,日温差可达12~20℃。全省大部分地区年降水量在 1 000 mm以上,85%的雨量集中在5—10月的雨季,11月至次年4月为旱季,其降水量只占全年的15%;全省无霜期长,南部边境全年无霜,偏南地区无霜期为300~330 d,中部约为250 d,比较寒冷的滇西北和滇东北也达210~220 d[11]。

云南省湿地分4类14型,总面积56.35万 hm2,占国土面积的1.47%,共有湿地斑块 15 158 个,其中,自然湿地(包括湖泊湿地、河流湿地、沼泽湿地)39.25万 hm2,湿地斑块 12 208 个,占湿地总面积69.67%,人工湿地17.10万 hm2,湿地斑块 2 950 个,占湿地总面积30.33%[1]。

1.2 研究方法

采用野外实地调查、室内资料整理相结合的方法。野外调查主要通过对云南地区湿地植物资源进行实地考察、拍摄照片和标本采集等野外工作。室内资料整理主要通过《中国湿地资源(云南卷)》[1]、《云南湿地植物名录 》[2]、《云南高原湿地植物的分类与地理生态特征汇编》[12]和中国云南高等植物电子词典(http://db.kib.ac.cn/ynflora/)提取云南省湿地植物资源分布的本底资料,并结合室内有关论著特别是《中国植物志》和《云南植物志》以及其他文献分析,整理并获得云南湿地植物名录,并进行云南湿地植物资源编目与数据库构建。在此基础上,从湿地植物数据库中整理和提取观赏植物资源种类,获得云南省观赏湿地植物名录,对多样性进行分析。

2 结果与分析

2.1 观赏湿地植物种类组成多样

根据统计,云南省观赏湿地植物共156科619属 1 525 种(含变种),其中种子植物106科520属1341种,占比最多,占总科数的67.95%,总属数的84.01%,总种数的87.93%;其次是蕨类植物29科59属112种,占总科数的18.60%,总属数的9.53%,总种数的7.34%;占比最少的苔藓植物21科40属72种,其科、属、种所占比例均最少,占总科数的13.46%,总属数的6.46%,总种数的4.72%(表1)。

2.2 观赏湿地植物科、属、种构成

云南省观赏湿地植物不同科所含种数统计见表2。

表1 云南省观赏湿地植物资源类群统计

表2 云南省观赏湿地植物不同科所含种数统计

含1个种的单种观赏植物的科有35科,占总科数的22.44%,但单种科的观赏植物种数最少,只占云南省观赏湿地植物资源的2.30%;含2~9种观赏植物的科最多,达88科,占总科数的56.41%,其含种类数也较多,有343种,占观赏植物资源总数的22.49%;含10~20种的有15科211种,分别占总科数和总种数的9.62%和13.84%;含21~50种和50种以上观赏植物的科所占比例较少,均为9科,但其各自所含的种数较丰富,尤其是50种以上观赏植物的科所含的总数达655种,占云南省观赏湿地植物资源种数的42.95%。其中禾本科所含种数最多,有113种,占总种数的7.41%。其次是菊科和莎草科,均含90种。玄参科(Scrophulariaceae)、虎耳草科、毛茛科、龙胆科等均在60种以上。由此可知,云南省湿地植物资源大科和单种科较少,小科较多,尤其是含2~9种的科,表明云南省湿地植物种在各科内分布相对分散,这种分散分布反映了云南省观赏植物种组成的多样性。

对云南省观赏湿地植物资源以属所含的种数进行统计,结果见表3。

在云南省湿地观赏植物资源619属中,只有1种的属有351属,占总属数的56.70%,其所含种数达351种,占总种数的23.02%;含2~9种的属有246属773种,分别占总属数和总种数的39.74%和50.69%;含10~20种的属有16属208种,分别占总属数和总种数的2.58%和13.64%;含21种以上的属有6属193种,属数和种数所占比例均最小,分别为0.97%和12.66%,其中蓼属所含种数最多,达45种,是云南观赏湿地植物的第一大属,其余5属依次是报春花属(37种)、虎耳草属(34种)、龙胆属(29种)、凤仙花属(25种)、毛莨属(23种)。

2.3 湿地观赏植物生活型多样性

由于苔藓类植物没有真根和维管组织,个体通常较小,因此,本研究在统计时把苔藓类归入草本类。按生活型将云南省湿地植物分为3类:草本类、灌木类、乔木类。草本类植物最多,有 1 447 种,占总种数的94.89%;其次为灌木类植物,有72种,占4.72%;乔木类植物最少,有6种,占0.39%(表4)。

表3 云南省观赏湿地植物不同属所含种数统计

表4 云南省观赏湿地植物生活型统计

2.3.1草本

云南省湿地草本类观赏植物有 1 447 种,占全省观赏植物总种数的94.89%,可知草本类观赏植物占明显优势。主要分布科有泥炭藓科、百合科、报春花科(Primulaceae)、禾本科、凤仙花科(Balsaminaceae)、玄参科、龙胆科、菊科等,常见的草本类观赏植物有卵叶泥炭藓(Sphagnumovatum)、海仙报春(Primulapoissonii)、豹子花(Nomocharispardanthina)、黄金凤(Impatienssiculifer)、西藏杓兰(Cypripediumtibeticum)、鸢尾(Iristectorum)、海菜花(Otteliaacuminata)、大王马先蒿(Pedicularisrex)等。

2.3.2灌木

云南省湿地灌木类观赏植物有72种,占总种数的4.72%。主要分布在蔷薇科(Rosaceae)、杨柳科(Salicaceae)、水东哥科(Saurauiaceae)、茄科、杜鹃花科(Ericaceae)、蝶形花科等,常见种有高山柏(Juniperussquamata)、清香桂(Sarcococcaruscifolia)、青刺尖(Prinsepiautilis)、密枝杜鹃(Rhododendronfastigiatum)、黄花倒水莲(Polygalafallax)等。

2.3.3乔木

云南省湿地乔木类观赏植物仅有6种,占比为0.39%。分布科有松科(Pinaceae)、杉科(Taxiodiaceae)和水东哥科,常见的有长苞冷杉(Abiesgeorgei)、丽江云杉(Picealikiangensis)、大果红杉(Larixpotaninii)、水松(Glyptostrobuspensilis)、水杉(Metasequoiaglyptostroboides)、尼泊尔水东哥(Saurauianapaulensis)。

2.4 湿地观赏植物观赏类型多样性

按观赏类型分类可将云南省湿地植物分为观花类、观叶类、观果类、观植株类、复合型观赏类以及苔藓观赏植物类。观花类植物556种,占总种数的36.46%;观叶类植物220种,占14.43%;观果类植物15种,占0.98%;观植株类植物414种,占27.15%;复合观赏类植物248种,占16.26%;苔藓类植物72种,占4.72%(表5)。

表5 云南省湿地观赏植物观赏类型统计

2.4.1观花类植物

观花植物一般花色艳丽,花朵硕大,花形奇异,具有香气[7]。云南省观赏湿地植物主要以观花类为主,有556种,占总种数的36.46%。其主要分布科有百合科、唇形科、兰科、报春花科、玄参科、龙胆科等,常见的有海菜花、荇菜(Nymphoidespeltata)、海仙报春、着色龙胆(Gentianapicta)、湿地银莲花(Anemonerupestris)、川滇凤仙花(Impatiensernstii)等。

2.4.2观叶类植物

观叶类植物以叶片作为主要的观赏对象,其叶片形状、颜色、细纹具有极大的观赏性和美化功能。此外,观叶植物具空气净化器的功能,能净化空气、吸收有害气体、增加空气湿度[13]。云南省湿地观叶类植物有220种,占总种数的14.43%。其主要分布科有鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)、虎耳草科、蔷薇科、天南星科(Araceae)、荨麻科(Urticaceae)等,常见的有贯众(Cyrtoniumfortunei)、芦竹(Arundodonax)、蛇含委陵菜(Potentillakleiniana)、野芭蕉(Ensetewilsonii)、一把伞南星(Arisaemaerubescens)、小叶楼梯草(Elatostemaparvum)等。

2.4.3观果类植物

观果类植物以果实为观赏对象,其主要具有果实形状奇特、色彩鲜艳、结果丰富、果实数量多等特点[14]。云南省湿地观果类植物资源较少,仅有15种,占总种数的0.98%。主要分布科为茄科、禾本科、紫堇科(Fumariaceae),常见的有尼泊尔早熟禾(Poanepalensis)、薏苡(Coixaquatica)、珊瑚豆(Solanumpseudocapsicum)、挂金灯(Physalisalkekengi)等。

2.4.4观植株类植物

观植株类植物主要以观赏植物全株或四季常青,常作为行道树、绿荫树或孤植树的乔木类为主[7]。云南省湿地观植株类植物有414种,占总种数的27.15%。其主要分布科为虎耳草科、眼子菜科(Potamogetonaceae)、莎草科、蔷薇科等,常见的有长苞冷杉(Abiesgeorgei)、高山柏(Juniperussquamata)、水柳(Homonoiariparia)、小叶栒(Cotoneastermicrophyllus)、弱须羊茅(Festucaleptopogon)、马来眼子菜(Potamogetonnodosus)等。

2.4.5复合观赏型植物

云南省复合观赏型湿地植物有248种,占总种数的16.26%。主要分布科为毛茛科、苦苣苔科、蔷薇科、兰科、禾本科、鸭跖草科(Commelinaceae),常见的有滇川翠雀花(Delphiniumdelavayi)、睡莲(Nymphaeatetragona)、八角莲(Dysosmaversipellis)、粉叶玉凤花(Habenariaglaucifolia)等。

2.4.6苔藓类观赏植物

湿地观赏植物还包括可用作微景观及垂直绿化资源的苔藓类观赏植物,一般用于地被(与草坪类似)、垂直绿化(如生态植物墙)、微景观[15-16]。云南省苔藓类观赏湿地植物有72种,占总种数的4.72%。其分布科为泥炭藓科、丛藓科(Pottiaceae)、提灯藓科(Mniaceae)等,常见的有长叶提灯藓(Mniumlycopodioides)、卵叶泥炭藓、花地钱(Corsiniacoriandrina)等。

3 云南省观赏湿地植物应用现状及开发利用建议

3.1 观赏湿地植物资源应用现状与问题

云南省具有观赏价值的湿地植物有156科619属 1 525 种,其中,种子植物106科520属1341种,蕨类植物29科59属112种,苔藓植物21科40属72种。表明云南省湿地观赏植物资源丰富、多种多样。虽然云南省境内湿地类型多样,分布广泛,但对湿地资源的综合科学考察深度依然不够,迄今仍未认真全面地调查,对湿地资源的本底资料尚不明确,如云南较有特色的高山草甸和高山冰蚀湖的调查十分不足[1];有部分湿地植物虽已经用于园林观赏,如睡莲、荇菜、水葱(Schoenoplectustabernaemontani)、鸢尾等,但植物资源的引种、驯化及园林绿化应用等方面仍然处于起步阶段,大部分可供观赏的植物未被开发利用,尤其是亚高山草甸植物,如毛茛科、报春花科、龙胆科等。

通过野外调查发现,云南重要湿地、湿地公园、湿地类保护地在湿地景观修复及湿地生态修复实施过程中,景观湿地植物应用种类较少,主要是莲(Nelumbonucifera)、睡莲、芦苇(Phragmitesaustralis)、水葱、再力花(Thaliadealbata)、梭鱼草(Pontederiacordata)、白车轴草(Trifoliumrepens)等,其中美人蕉、再力花、梭鱼草、白车轴草为外来栽培物种,而很多乡土湿地植物未见有应用,这与云南省丰富的湿地植物资源很不相匹配。同时,湿地公园在对观赏植物的利用过程中,过分强调其观赏价值,而未充分考虑其适应性,导致存活率低,造成资源的浪费。因此,如何开展不同类型观赏湿地植物在云南的适应性研究仍然是今后云南地区观赏湿地植物资源合理与可持续开发利用的关键。

许多地区受外来物种入侵的影响仍然很大。如20世纪作为家畜饲料和观赏植物而引进的凤眼莲(Eichhorniacrassipes)后来疯狂生长,严重破坏了当时的生态水生系统,造成了水体的恶变,水生生物多样性锐减,并造成河道淤积、水体富营养化等一系列生态问题。因此,湿地生态修复过程中,应主要以栽培乡土植物为主,而引种栽培的外来植物资源对乡土观赏种子植物资源的生态安全威胁仍然需要进一步评估。

3.2 观赏湿地植物开发利用建议

1)加强观赏湿地植物资源的调查与研究

在现有湿地植物资源调查的基础上,进一步加强对观赏湿地植物资源的清查工作,同时加强对全省观赏湿地植物资源的空间分布、蕴藏量、濒危状况与利用价值等方面的调查与评估,尤其是亚高山草甸、高原湖泊湿地植物的调查,在此基础上建立湿地植物资源信息数据库。并对具有重要开发利用价值的资源进行保护和开发的可行性论证,建立种质基因收集库,从而为观赏湿地植物资源可持续开发利用和保护提供科学依据。

2)加大乡土植物在湿地生态修复与湿地公园中的应用

乡土观赏植物资源在湿地公园建设、园林绿化中具有明显的适应性优势,同时通过乡土湿地植物进行园林景观配置,可以展现地方独具特色的园林景观类型,体现云南生物多样性特色。在湿地生态修复规划中应多考虑采用本地湿地植物造景,相比外来湿地植物,本地湿地植物具有成本低廉、引种成活率高、适应性强及能更好地展现当地自然风光和园林风格等优势。此外,水生湿地植物种植后必须加强管理,特别是在天气寒冷的冬季,部分湿地观赏植物枯死后必须进行打捞或清割,否则其残体腐烂后会污染水域水质,如水葱、芦苇、荇菜等。

3)加强乡土湿地植物的培育与保护

开发和利用观赏湿地植物首先要弄清其分布、生长习性以及观赏价值,再对其有组织有计划地分类应用,对分类出的植物资源进行人工引种栽培、驯化[17]。引种过程中,还应重视品种创新,通过应用未驯化品种与栽培种的杂交[18]或未驯化品种属间种间杂交[19],培育出高质量的观赏植物品种。加大湿地观赏植物栽种的宣传力度,在园林观赏植物建设方面更多地应用观赏湿地植物资源,助力园林观赏植物的多样化发展。同时,正确处理开发利用与保护的关系,建立各项湿地植物保护制度,严格制度与宣传并行[20],实现云南观赏湿地植物的保护和可持续利用。

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