海口市郊外湿地公园植物调查与分析
2021-08-11王晓艳何彦巧
王晓艳,何彦巧
1.东方市自然资源和规划局,海南东方 572632;2.海南省珠峰林业生态研究所,海南海口570200
湿地生态系统由水生和陆生生物群落组成,其生境具有较高的生态多样性和生物生产力。湿地植物是湿地生态系统的重要组成部分,能够有效反映湿地生态环境的特性和功能,参与湿地生态系统各种物理过程及生物功能[1]。2018 年海口市被评为“国际湿地城市”以来,政府对湿地的管理和保护力度加大,对湿地的相关研究也持续加强。对于新划定的海口市郊外湿地公园的基本现状缺乏翔实的数据情况,该研究就海口市郊外4 处湿地公园进行实地调查,获得真实可靠的数据,为后期湿地公园的规划提供基础信息,对于湿地公园的保护和生态修复具有重要意义。
1 研究区概况
海口地处海南岛北部,位于19°31′N~20°04′N,110°07′E~110°42′E 之间。海口市湿地资源丰富,海南海口响水河省级湿地公园(以下简称响水河湿地公园)、海南海口新旧沟湿地乡村公园(以下简称新旧沟湿地公园)、海南海口三十六曲溪省级湿地公园(以下简称三十六曲溪湿地公园)、海南海口铁炉溪省级湿地公园(以下简称铁炉溪湿地公园)均位于海口市主城区以南,是琼山区4 处重要的湿地资源,是海口市城建区南部及南渡江水资源重要集水区,因其丰富的生物资源和重要的生态功能,在维系海口市及南渡江下游自然生态系统平衡、维护城市生态安全等方面发挥重要作用,是海口市建设“国际湿地城市”“宜居城市”“绿色城市”及“海绵城市”的重要生态安全屏障和自然资源依托。
图1 调查区位示意Fig.1 Surveyed location
2 研究方法
该研究采用样地法和线路调查的方法,前期以“3S”技术为基础获取相关的数据并进行整理和分析,获取数据之后结合GPS 技术进行定位并验证相关信息。根据公园的面积、湿地单元组成特点以及群落分布结构布置样地,共设置61 个样地。样地法中乔木样方设置为10m×10m,在乔木样方内设置3 个3m×3m 灌木样方,5 个1m×1m 草本样方。线路布局根据获取的信息数据进行外业实地调查,现场记录湿地植物种类,植被群落分布、保护与利用情况、周边环境、威胁因子等内容。
3 结果与分析
3.1 物种组成
通过野外实地调查与室内分类鉴定分析和统计(表1),最终记录得出响水河湿地公园有维管束植物99 科272 属328 种,其中蕨类植物11 科11 属13 种,占总科、属、种的11.1%、4.0%、4.0%;被子植物88 科261 属315 种,占总科、属、种的88.9%、96.0%、96.0%。新旧沟湿地公园有维管束植物105 科343 属449 种,其中蕨类植物8 科8 属10 种,占总科、属、种的7.6%、2.3%、2.2%;被子植物97 科335 属439种,占总科、属、种的92.4%、97.7%、97.8%。三十六曲溪湿地公园有维管束植物76 科199 属262 种,其中蕨类植物4 科4 属5 种,占总科、属、种的5.2%、2.0%、1.9%;被子植物72 科195 属257 种,占总科、属、种的94.8%、98.0%、98.1%。铁炉溪湿地公园有维管束植物80 科259 属370 种,其中蕨类植物9 科10 属14 种,占总科、属、种的11.3%、3.9%、3.8%;裸子植物1 科1 属1 种,占总科、属、种的1.3%、0.4%、0.3%;被子植物70 科248 属355 种,占总科、属、种的87.4%、95.7%、95.9%。统计得出4 处湿地公园被子植物所占比例最大。裸子植物稀少,仅在铁炉溪湿地公园记录到一种苏铁(Cycas revoluta),蕨类植物各湿地公园均占比较小。4 处湿地公园植物雷同性较高。
表1 4 处湿地公园植物物种统计分析Tab.1 Statistic and analysis of Plant Species in Four Wetland Parks
3.2 区系分析
3.2.1 科的分布区类型统计
根据《世界种子植物科的分布区类型系统》[2]将4 处湿地公园植物分为世界分布或广布、热带分布(第2~7 类)、温带分布(第8~17 类)三大类。其中响水河湿地公园世界分布35 科,占区系总科数的35.35%;新旧沟湿地公园世界分布38 科,占区系总科数的36.19%;三十六曲溪湿地公园世界分布24科,占区系总科数的31.58%;铁炉溪湿地公园世界分布27 科,占区系总科数的33.75%。4 个湿地公园占比均达到30%以上,响水河湿地公园在4 个湿地公园中分布最多,占比最大。世界分布代表科有禾本科、茜草科、菊科、桑科等。4 个湿地公园热带分布占比在三大类中最多,占比一半以上,均以热带、亚热带为主,其中响水河湿地公园热带分布59 科,占区系总科数的59.59%;新旧沟湿地公园热带分布62科,占区系总科数的59.03%;三十六曲溪湿地公园热带分布47 科,占区系总科数的61.84%;铁炉溪湿地公园热带分布49 科,占区系总科数的61.25%。在热带分布科中,主要是泛热带分布类型及其变型,其中三十六曲溪湿地公园占总科数比例最大,达到61.84%,优势科主要有大戟科、樟科等。在其变型中仅响水河湿地公园在亚马逊盆地分布一科玉蕊科,铁炉溪湿地公园在热带亚洲、非洲至热带大洋洲间断分布一科苏铁科。在温带分布科中,主要是北温带分布类型及其变型,其中响水河湿地公园温带分布5 科,占区系总科数的5.06%;新旧沟湿地公园温带分布5 科,占区系总科数的4.78%;三十六曲溪湿地公园温带分布5 科,占区系总科数的6.58%;铁炉溪湿地公园温带分布4 科,占区系总科数的5%。统计得出4 个湿地公园温带分布科均占比较少。从科的地理成分所占的比例可知,在科级水平上,4 处湿地公园均以热带性科占绝对优势,这与该地区处于热带的地理位置相符合。
3.2.2 属的分布区类型统计
根据《中国植物区系与植被地理》[3]和《中国种子植物属的分布区类型》[4],分别统计4 处湿地公园属的分布区类型。响水河湿地公园世界分布有18属,占其总属数的6.6%;新旧沟湿地公园26 属,占其总属数的7.6%;三十六曲溪湿地公园13 属,占其总属数的6.5%;铁炉溪湿地公园26 属,占其总属数的10%。相比较铁炉溪湿地公园占比最大,其中莎草属、马唐属较其他3 个湿地公园较多,均为一些一年生或多年生草本。4 个湿地公园的优势属有蓼属、茄属、苋属、莎草属、马唐属等,这些属多分布在林下、水边、田野等。
热带分布属响水河湿地公园有236 属,占其总属数的86.8%;新旧沟湿地公园有292 属,占其总属数的85.2%;三十六曲溪湿地公园有174 属,占其总属数的87.3%;铁炉溪湿地公园有208 属,占其总属数的80.3%。4 个湿地公园均以泛热带分布为主,泛热带分布在热带分布中占比最大,是热带分布属中的第一大类型,构成热带分布属的绝大部分,主要的属有榕属、耳草属、莲子草属、金合欢属、白花菜属等。东亚(热带、亚热带)及热带南美间断比例较小,有木姜子属、山蚂蝗属。旧世界热带及其变型均在15%以下,重要属有五月茶属、白饭树属。热带亚洲及其变型中属所含的种类在植物群落中起重要作用,有的是群落的优势类群,乔木层主要有滑桃树属、鹊肾树属,林下和林间常见的植物如芋属、海芋属。
温带分布在三大类中占比最小,均在10%以下,主要以北温带及其变型、东亚及北美间断分布属、旧世界温带为主,主要属有蛇葡萄属、大青属、稗属、轮环藤属、水芹属等。
中国特有属仅在新旧沟湿地公园和铁炉溪湿地公园分布,新旧沟湿地公园有四棱草属(假马鞭草Stachytarpheta jamaicensis (L.) Vahl.),铁炉溪湿地公园为鸡仔木属 (鸡仔木Sinoadina racemosa(Sieb.et Zucc.) Ridsd.)。
由以上分析看出,4 处湿地公园植物区系成分复杂多样,以热带成分为主,既包含一些典型的热带性属,也有少数系统发育上相对较为原始的科属。同时温带成分也有一定分布,但在植物群落中所占的比例较小(地处热带北部边缘)。中国特有属、种较少,主要原因是海南岛脱离大陆的时间较晚,地理位置靠大陆较近和山峰海拔不高。就科与属的分区类型相比较,属的分区类型更加细化,区系特征的体现更加明确,符合海南岛植物区系成分特点。
3.3 植被类型分析
海口市地处海南岛北部,热带北部边缘,以热带季雨林为主,该地区植被类型具有热带雨林植物区系的特征,热带雨林的典型性不强,次生植被分布广泛,很多植被失去了原有的原始植被特征,人为影响强烈。4 处湿地公园主要以河流、水库、水稻田、鱼塘等湿地单元组成。其中铁炉溪湿地公园、三十六曲溪湿地公园和响水河湿地公园以河岸边次生热带季雨林和河床浅滩次生灌丛、湿生草地为主,其中优势种有榕树(Ficus microcarpa)、滑桃树(Trewia nudiflora)、乌 桕 (Sapium sebiferum)、苦 楝(Melia azedarach)、厚皮树(Lannea coromandelica)等,以铁芒萁(Dicranopteris linearis)、海南山小橘(Glycosmis montana)、白背叶(Mallotus apelta)、越南悬钩子(Rubus cochinchinensis)、厚叶崖爬藤(Tetrastigma pachyphyllum)、羽脉山麻杆(Alchornea rugosa)等构成热性灌丛或草丛,在冲刷后的河流浅滩的湿生草地,该植被类型主要由莎草科、禾本科、蓼科和苋科等科属植物构成。此外,水库消落带以及泥质河岸季节性积水的低地上,分布有热带水生草丛,是该地区比较特殊的植被类型,但由于自身比较脆弱,且受人为干扰严重,该植被类型分布面积较小,有消失的趋势。新旧沟湿地公园主要由村边林和田边水生植物为主,村边林主要组成种类有榕树(Ficus microcarpa)、楝(Melia azedarach)、厚壳树(Ehretia thyrsiflora)、木麻黄 (Casuarina equisetifolia)、鹧鸪麻(Kleinhovia hospita)等,另外有刺篱木(Flacourtia indica)、露兜树(Pandanus tectorius)、酒饼簕(Atalantia buxifolia)、雀梅藤(Sageretia thea)等构成的刺灌丛。水田边和鱼塘中有大片空心菜(Ipomoea aquatica)、凤眼蓝(Eichhornia crassipes)构成优势种,呈入侵之势。
参考《中国植被》[5]分类系统,根据地带性典型植被类型的特点及其所反映的生境条件特点,4 处湿地公园可划分为4 个植被型、31 个群系。植被型分别为季雨林、灌丛、草丛和水生植被。季雨林典型的群系有榕树群系、厚皮树群系以及滑桃树群系,常见分布于丛林、溪边、河岸边。灌丛有海南山小橘群系、潺槁木姜子群系、马樱丹群系等,常见于荒废水田、丛林、溪旁杂木林中。草丛主要有含羞草群系、狼尾草群系、大刺茶藨子群系以及鬼针草群系等。水生植被有凤眼蓝群系、空心菜群系、大薸群系等,多分布于鱼塘中。
3.4 入侵植物
调查发现,海口市琼山区湿地公园物种入侵情况严峻,共记录到入侵植物40 种,隶属于19 科35属。入侵程度较高的有凤眼蓝、大薸(Pistia stratiotes)等。
对外来物种进行原产地分析,大部分来自美洲和非洲,主要因为热带美洲地处热带,物种丰富,种类繁多,有许多可构成入侵物种的生物,其次美洲气候与中国南方沿海气候相似,入侵物种对环境适应能力强。在40 种入侵植物中,菊科植物有10 种,占入侵总种数的25%。外来入侵物种以菊科为主,且种类较多,主要是因为菊科植物的生理和生存特性,加之人为原因。从生活型来看,草本植物所占比例最大,达到38 种,灌木仅有2 种,主要是草本植物比木本植物生长周期短,在短时间内,草本植物可以比木本植物的繁殖代数多,入侵能力较木本植物强。入侵植物给4 处湿地公园的生态安全带来较大威胁。响水河湿地公园、新旧沟湿地公园大面积分布凤眼蓝,加上人为活动频繁,干扰性强,为入侵植物的传播提供了条件。
4 结论与讨论
4.1 结论
对4 处湿地公园内物种组成、科属分析、区系分析、植被类型、入侵植物等进行调查统计分析。共调查记录到植物732 种,隶属于125 科471 属。被子植物占比最大,裸子植物稀少;通过科属统计分析,禾本科和大戟科在4 处湿地公园中所占比例较大,是其重要性科,其次有茜草科、桑科、旋花科等,是其重要组成部分;从科属区系分析来看,热带分布及其变型在4 处湿地公园中均比重最大,具绝对优势;从植被型划分来看,共划分为4 个植被型、31 个群系,群落结构丰富,一些典型的热带次生植被分布较为广泛;共记录到入侵植物40 种,隶属于19 科35 属,其中菊科占比最大。
4.2 讨论
4 处湿地公园湿地资源具有典型性,湿地类型多样,主要以库塘、沼泽、河流湖泊为主,水域最终汇入海南三大河流之一的南渡江,人为影响不明显,景观特征呈现无序性,水生植被同质化现象严重。在调查的入侵种中,代表种为大薸、凤眼蓝,入侵现象严重,在4 处湿地公园呈现不同程度的占比,其中在响水河湿地公园占比最大,凤眼蓝凭借其强大的繁殖能力和适应性霸占响水河湿地公园上游地区白水塘水面区域约20%,严重威胁其生态安全,破坏周边生物的生态系统多样性,建议在调查的基础上对白水塘区域的凤眼蓝制定清理措施,在不破坏周边生境的前提下清理凤眼蓝。