三门峡市天鹅湖国家城市湿地公园植被特征与天鹅食性研究

2022-11-24韩铁艳三门峡市天鹅湖国家城市湿地公园管理处河南三门峡472000

特种经济动植物 2022年8期

●韩铁艳（三门峡市天鹅湖国家城市湿地公园管理处河南三门峡 472000）

河南省三门峡市天鹅湖国家城市湿地公园，地理坐标为N 34°46'11"～34°47'21"， E 111°7'41"～111°9'20"。该区域地处黄土高原东部，属于豫西丘陵山区，南为秦岭支脉，西、北、东为中条山支脉。该区域属暖温带大陆性季风气候，1991—2000 年对三门峡市湖滨区的统计资料显示，该区域全年平均太阳辐射量为 497.06 kcal/cm2，年平均日照时数2132.1 h，年平均日照率是 51%；年平均气温14.1℃，全年平均无霜期201 d；年降水量为500～ 650.2 mm，蒸发量1709 mm[1]。三门峡天鹅湖国家城市湿地公园规划面积800 hm2，其中，陆地面积410 hm2，水面、滩涂面积390 hm2。研究区域地势相对平缓，海拔在320 m左右，西邻黄河，东部有青龙涧河汇入。由于大天鹅一般在水面活动，因此，主要研究区域为天鹅湖国家城市湿地公园内的水域及周围滩涂。研究区域分为两个水域，北部的青龙湖由青龙涧河注入形成，面积120 hm2，南部的苍龙湖由苍龙涧河注入形成，面积74 hm2。湖面水位终年控制在1 m以内。两湖每年夏季与黄河水交换，水质较好[2]。

根据2014年在研究区域开展的植物调查发现，研究区域内有植物247种，主要植被类型有19种，其中有16种草本群落，3种木本植物群落，草本群落包括旱生植物群落3种，湿生草本群落6种，水生草本群落5种。栽培群落6种。目前已在天鹅湖湿地发现各种鸟类达205种，被人们誉为鸟类的乐园[3]。

1 天鹅湖国家城市湿地公园植被特征

1.1 调查方法

为了掌握天鹅湖国家城市湿地公园的植物本底情况，对大天鹅承载力提供理论支持，2014 年7月，调查植物种类和群落特征。在天鹅湖国家城市湿地公园内，围绕青龙湖和苍龙湖设计两条样线，沿样线调查并结合样方法记录样方内的植物群落特征。样方设置在样线周围具有代表性的地带，乔木（高度 3 m以上）样方调查面积 10 m×10 m，灌木（高度为 1～3 m）样方调查面积2 m×2 m，草本植物样方调查面积1 m×1 m。对于草本植物，样方内的同种植物取数株，称量植物地上部分鲜重，再换算成样方内该植物的生物量。

1.2 主要群落类型

1.2.1 白蜡群落白蜡（Fraxinus chinensis）群落高度5.5 m，盖度85%，白蜡胸径平均6.4 cm，林下植被盖度 60%，包括草本植物：狗牙根（Cynodon dactylon）、圆叶牵牛（Ipomoea purpurea）、日本打碗花（Calystegia japonica）、齿果酸模（Rumex dentatusL）、罗布麻（Apocynum venetum）等。该群落位于苍龙湖木栈道处。

1.2.2 速生杨群落速生杨（Populus tomentosaCarr.）林群落高度22 m，盖度 95%，低矮植被盖度30%。该群落有多层垂直结构，高大乔木主要是速生杨和雪松，速生杨平均胸径19 cm，高度 22 m，盖度60%；雪松平均胸径11.5 cm，高度 8 m，盖度20%。灌丛是构树林，平均胸径11.5 cm，高度3 m，盖度30%。草本植物有三叶鬼针草（Bidens pilosa）、鹅绒藤（Cynanchum chinense）、蒙古蒿（Artemisia mongolica）等。该群落位于青龙湖南侧与苍龙湖交汇处。

1.2.3 旱柳群落旱柳（Salix matsudana）群落高度15 m，盖度80%，草本植被盖度60%。该群落具多层垂直结构，乔木层旱柳高度8～15 m，胸径平均17.6 cm，盖度60%。灌木层有紫穗槐（Amorpha fruticosa）、构树（Broussonetia papyrifera）、大叶黄杨（Buxus megistophylla），高度0.5～1.6 m，盖度63%。草本植物层：狗牙根、芦苇、斑地锦（Euphorbia maculata）、铁苋菜（Acalypha australis）等。该群落在青龙湖南与苍龙湖交汇处、苍龙湖南部均有分布。

1.2.4 狗牙根群落狗牙根群落高 75 cm，盖度 83%。伴生草本植物种类较多，如稗、芦苇、牵牛、狗尾草（Setaria viridis）、灰绿藜（Chenopodium glaucum）、马唐（Digitaria sanguinalis）、鹅绒藤等。狗牙根属于常见路边杂草，在三门峡天鹅湖湿地公园该群落见于青龙湖东观鸟屋周围、东观鸟屋对面土包等处。

1.2.5 喜旱莲子草—香蒲群落该群落由3种植物群丛组成：喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）群丛，高60 cm，盖度80%；香蒲群丛，高160 cm，盖度40%；水葱（Scirpus validus）群丛，高100 cm，盖度10%。此外，还包含少数酸模叶蓼。见于东观鸟屋附近浅水区域。

1.2.6 喜旱莲子草群落该群落以喜旱莲子草为主，伴生有假稻（Leersia japonica）、水葱。群落总盖度为73%。喜旱莲子草群丛，高55 cm，盖度50%；假稻群丛，高60 cm，盖度20%；水葱群丛，高100 cm，盖度3%。见于苍龙湖木栈道旁边浅水区域。

1.2.7 喜旱莲子草—长鬃蓼群落该群落以喜旱莲子草群丛和长鬃蓼（Polygonum longisetum）群丛为主。群落总盖度80%。喜旱莲子草群丛，高40 cm，盖度为50%；长鬃蓼群丛，高60 cm，盖度为30%。其他植物有扁秆藨草（Scirpus planiculmis）、苍耳、圆叶牵牛等。见于苍龙湖南部水边。

1.2.8 狗尾草群落该群落以狗尾草为主，总盖度80%。狗尾草群丛，高40 cm，盖度45%。伴生有多种草本植物，如铁苋菜、小蓬草（Conyza canadensis）、藜（Chenopodium album）、龙葵（Solanum nigrum）、茵陈蒿（Artemisia capillaris）、蒺藜（Tribulus terrestris）、地肤（Kochia scoparia）、斑地锦、牛筋草（Eleusine indica）、田旋花（Convolvulus arvensis）等。见于东观鸟屋附近路边野地。

1.2.9 假稻群落假稻群落总盖度45%。其中假稻群丛高50 cm，盖度43%。伴生有莎草科植物。见于苍龙湖木栈道。

1.2.10 芦苇群落该群落以芦苇群丛为主，伴有水葱群丛，群落总盖度85%。芦苇群丛，高175～200 cm，盖度30%～80%；水葱群丛，高 170 cm，盖度30%。其余植物有假稻、喜旱莲子草等。见于苍龙湖木栈道附近水域。

1.2.11 苍耳—扁秆藨草群落该群落以苍耳群丛、扁秆藨草群丛为主，总盖度85%。苍耳群丛，高40 cm，盖度45%；扁秆藨草群丛，高80 cm，盖度40%。其余植物有钻叶紫菀（Aster subulatus）、长芒稗（Echinochloa caudata）、马唐、黄花鸢尾（Iris wilsonii）、白茅（Imperata cylindrica）、桑（Morus alba）、裂叶牵牛（Pharbitis hederacea）等。见于苍龙湖木栈道附近洲滩。

1.2.12 红鳞扁莎群落该群落总盖度73%。其中，红鳞扁莎群丛，高90 cm，盖度为63%。其他植物包括稗、苍耳等。见于苍龙湖木栈道附近浅水区域。

1.2.13 苍耳群落该群落总盖度为75%～85%。主要包括3个群丛：苍耳群丛，高20～35 cm，盖度45%～60%；圆叶牵牛群丛，高10～20 cm，盖度 5%～35%；扁秆藨草群丛，高80 cm，0～30%。其他还有少数酸模叶蓼。见于苍龙湖南部水边洲滩。

1.2.14 莕菜群落该群落总盖度为98%。包括2个群丛：莕菜（Nymphoides peltatum）群丛，盖度70%；紫萍（Spirodela polyrrhiza）群丛，盖度 28%。见于苍龙湖南部水域。

1.2.15 酸模叶蓼群落该群落总盖度为80%。主要包括3个群丛：酸模叶蓼群丛，高100～ 120 cm，盖度60%；苍耳群丛，高10 cm，盖度 10%；圆叶牵牛群丛，高10 cm，盖度8%。其他伴生植物有：喜旱莲子草、香蒲、水葱、欧苍耳、芦苇等。见于苍龙湖南部水边洲滩、东观鸟屋对面土包周围浅滩。

1.2.16 白茅—芦苇群落该群落总盖度70%。白茅群丛，高100 cm，盖度50%；芦苇群丛，高120 cm，盖度30%。其他伴生植物有：罗布麻、苍耳、水莎草（Juncellus serotinus）、旱柳等。见于青龙湖南侧浅水区域。

1.2.17 圆叶牵牛—欧苍耳群落该群落总盖度 45%。圆叶牵牛群丛，高5 cm，盖度20%；欧苍耳群丛，高5 cm，盖度13%。伴生有其他莎草科植物。见于东观鸟屋对面土包周围野地。

1.2.18 长芒稗群落该群落总盖度85%。主要包括3个群丛：长芒稗群丛，高110 cm，盖度 60%；酸模叶蓼群丛，高80 cm，盖度 15%；扁秆藨草群丛，高80 cm，盖度10%。见于东观鸟屋对面土包南侧水域周围。

1.2.19 稗群落该群落总盖度为95%。稗群丛，高180 cm，盖度80%。其他植物有：苍耳、喜旱莲子草、圆叶牵牛、马齿苋（Portulaca oleracea）等。见于青龙湖北侧观鸟平台周围。

1.2.20 黄花鸢尾群落人工栽培，见于青龙湖南侧水边洲滩。

1.2.21 荷花群落人工栽培，见于青龙湖东侧、青龙湖至苍龙湖水道等处。

2014年夏季，在三门峡天鹅湖国家城市湿地公园开展植物资源调查，共记录到植物4门74科173属247种。其中，轮藻门1科1属1种，蕨类植物2科2属2种，裸子植物4科9属14种，被子植物68科161属230种[4]。

2 大天鹅在越冬期对不同植物的取食

通过2014年11～12月的调查取样，共获得66个样品，对16种植物进行分类统计，得到如下结果，小麦占大天鹅食物的比例是52.81%，玉米7.95%，芦苇4.12%，稗2.46%，苍耳1.62%，牵牛1.54%，莲（Nelumbo nucifera）0.87%，早熟禾0.75%，红鳞扁莎（Pycreus sanguinolentus）0.62%，其他未识别出的碎片占 25.43%。此外，占比在 0.5%以下的植物：香蒲（Typha orientalis）、苘麻（Abutilon theophrasti）、球穗扁莎（Pycreus globosus）、菵草（Beckmannia syzigachne）、睡莲（Nymphaea tetragona）、酸模叶蓼、早熟禾、长芒苋（Amaranthus palmeri）、沼生蔊菜（Rorippa palustris）等，小麦所占比例远大于玉米等其他食物，这说明大天鹅对小麦的取食有更大的偏好性。

通过对植物分科统计发现，取回的样品中出现频率最多的是禾本科植物，占68.41%，其他植物出现的频率较低。菊科1.62%，旋花科1.54%，莎草科1.04%，睡莲科0.92%，锦葵科0.42%，香蒲科0.29%，蓼科0.17%，十字花科0.12%，苋科0.04%。这说明大天鹅在11月至12月期间取食主要是禾本科植物，禾本科中小麦、玉米、芦苇、稗都是大天鹅取食较多的食物。

3 大天鹅在不同月份的取食变化

通过独立样本检验比较大天鹅在11～12月取食食物的变化，分析可知11月小麦茎的取食极显著大于12月，11月对芦苇茎的取食极显著小于12月，其他各类食物在两月中无显著差异。这说明大天鹅的取食偏爱小麦，尤其是小麦茎。小麦减少后，大天鹅又开始取食芦苇茎。对各植物及其器官的分类汇总分析可知，在11～12月，大天鹅主要取食小麦叶，占到食物比例的31.25%；其次是小麦茎，占20.06%；玉米果实占7.57%；芦苇茎占2.5%；稗根占2.21%。对于不同的植物，大天鹅取食的部位有所不同，小麦主要是食其叶和茎，玉米主要食其果实，芦苇主要食其茎，稗主要食其根。

4 讨论

4.1 大天鹅在越冬期间对不同植物的取食

根据11～12月现场取样的研究结果，大天鹅在这2个月主要取食禾本科110种植物，如小麦、玉米、芦苇、稗等。这可能是由于禾本科的植物在我国最常见，数量巨大，同时，很多粮食作物都属于禾本科，也是由于其较高的营养价值。对比其他地方天鹅越冬期间的食物，发现在山东荣成越冬的天鹅主要取食小麦、海带（Laminaria japonica）、大叶藻（Zostera marina）等植物，其中小麦的取食量达到 90%以上，远高于其他种类[5]。刘利等[6]在包头南海子调查大天鹅越冬及迁徙时的食性发现，在黄河开河前期主食酸模叶蓼，占99.4%，在黄河开河后期主食玉米（占 69.7%）、光果甘草（Glycyrrhiza glabra）（占18.3%）、香蒲（占 11.2%）等植物。这些研究表明，大天鹅对食物的选择广泛，很多时候选择在适宜环境条件下最多的可食植物，如荣成的小麦和海带、包头南海子的酸模叶蓼和玉米等。经过调查，本研究区域内沉水植物稀少，野生植物以禾本科植物为主，如芦苇、莲、香蒲、苍耳、稗、早熟禾、红鳞扁莎等植物为主。此外，人工种植或投喂的小麦、玉米为大天鹅提供了充足的食物。

从研究结果上来看，小麦、玉米保证了天鹅在越冬期间的食物来源。一方面小麦、玉米在本区域供应量最大；另一方面，可能是大天鹅对小麦和玉米的喜爱高于其他植物种类。

4.2 大天鹅在不同月份的取食变化

11～12月小麦茎出现的频度减少了，芦苇茎增多。根据现场观察，11月长出来的小麦麦苗几乎被大天鹅采食干净。因此，在大天鹅的食物中发现小麦茎和叶出现的频度减少。孙儒泳[7]认为，根据动物对食物的取食数量和频度，动物食物可分为四类：基本食物、次要食物、偶吃食物和替代性食物。基本食物是在食物资源丰富时，动物食物中占比例较大的食物，在本次研究中应当是小麦叶和小麦茎。次要食物是在食物资源丰富时，动物食物中占有相当比例的食物，本次研究中应该是玉米果实。偶吃食物是在食物资源丰富时，采食频次低的食物，如稗根、早熟禾种子、红鳞扁莎种子、芦苇茎、芦苇种子、牵牛种子、苍耳茎等。替代性食物是动物在食物丰富时不采食，只有在食物资源贫乏时才采食的食物。前面提到的南海子的大天鹅越冬取食的食物中，在黄河开河前，大天鹅的活动范围受到限制，取食的酸模叶蓼种子应该是大天鹅的替代性食物，待黄河开河后，大天鹅的取食范围扩大，取食的玉米种子应该是天鹅的基本食物，光果甘草和香蒲属于次要食物。对于大天鹅的研究，确定更完整的食物构成还需要深入和长期研究。根据孙儒泳提出的动物四类食物的分类，可以知道，为了保护动物更好的生活，应该在适宜的栖息地营造以基本食物为主、次要食物为辅的环境[7]。由于替代性食物只能维持个体的生存，对于整个种群的需要难以保证，因此，不提供大量替代性食物。对于采食植物的科和种类，从11～12月的统计数据来看，大天鹅取食的植物由7科10种增至13科17种。牛红星等[8]对河南新乡黄河湿地的大天鹅观察发现，大天鹅越冬期间取食香蒲、菹草（Potamogeton crispus）、马来眼子菜（Potamogeton malaianus）、穿叶眼子菜（Potamogeton perfoliatus）、黑藻（Hydrilla verticillata）、狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）以及杂草的种子。井长林等[9]在大天鹅的繁殖地巴音布鲁克发现可取食的食物有苔藓、水毛茛（Batrachium bungei）、水葫芦苗（Halerpestes cymbalaria）等。综上，大天鹅的食物包括3类：水生植物，包括沉水植物大叶藻、海带、菹草、马来眼子菜、穿叶眼子菜、黑藻、狐尾藻、轮藻、加拿大伊乐藻、篦齿眼子菜等，挺水植物芦苇、香蒲等；陆生禾本科植物，如小麦、玉米、稗、早熟禾等；其他陆生杂草，如光果甘草、酸模叶蓼、牵牛、苍耳、红鳞扁莎等。

天鹅湖湿地公园大天鹅的食物包括4类：水生植物，包括沉水植物大叶藻、海带、菹草、马来眼子菜、穿叶眼子菜、黑藻、狐尾藻、轮藻、篦齿眼子菜等，挺水植物芦苇、香蒲等；陆生禾本科植物，如小麦、玉米、菵草、早熟禾等；除禾本科以外的陆生草本植物，如风花菜、酸模叶蓼、光果甘草、牵牛、苍耳、红鳞扁莎等；部分动物性食物。

5 建议

5.1 恢复和补种湿地植物

大天鹅喜食水生植物，尤其沉水植物，但天鹅湖的沉水植物匮乏，因此，在青龙湖和苍龙湖中，可在夏季补种水生植物，如菹草、穿叶眼子菜、黑藻、狐尾藻、篦齿眼子菜等沉水植物，以及芦苇、香蒲、荷花等挺水植物。对于河岸的湿地，可以自然恢复，若自然恢复效果不佳，则采用土壤种子库移植的方法加速自然植被的恢复和生长。

在湿地公园水陆交替的浅水滩涂区域，利用土壤种子库技术恢复水生植物。土壤种子库技术是一种经济、高效、自我持续性高的湿地植被恢复方法。土壤种子库是土壤中仍具有繁殖力的种子、可再生的植物结构和无性繁殖体总称。种子库技术恢复湿地植被，是利用湿地植物种子具有休眠的特征。一旦周围的环境提供了其适宜繁殖的条件，具有繁殖力的土壤种子库，能够在地面形成植物物种和群落。在湿地公园周围土壤种子库丰富的地区取土，填充于水陆交替的浅水滩涂区域。即避免了外来物种的入侵，植被又能很好地适应自然环境。