钟祥市莫愁湖国家湿地公园植物多样性与植物群系研究

2023-05-30陈薇韩建萍李金成舒启龙李鹏李承荣

湖北林业科技 2023年2期

陈薇　韩建萍　李金成　舒启龙　李鹏　李承荣

摘要：湿地公园是中国自然保护地体系的重要组成部分，其植物多样性及主要群系组成可以为湿地公园的建设与管理提供重要理论依据。本研究通过样方调查法，研究了湖北省钟祥市莫愁湖国家湿地公园的植物多样性与主要植物群系类型。结果表明：钟祥市莫愁湖国家湿地公园内共计调查到维管束植物139科357属510种；可被分为2个植被型组3个植被型10个群系。湿地公园内主要分布10种植物群系，分别为：菱群系、芦苇群系、莲群系、菰群系、喜旱莲子草群系、美人蕉群系、香蒲群系、金鸡菊群系、意大利214杨群系、狗尾草群系。湿地公园内分布有外来入侵种凤眼蓝和喜旱莲子草。该研究结果可为莫愁湖国家湿地公园的建设与管理提供科学依据。

关键词：莫愁湖国家湿地公园；植物多样性；植物群系

中图分类号：Q948.15+8 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2023）02-0027-06

Plant Diversity and Formationin Mochou Lake National Wetland Park in Zhongxiang

Chen Wei（1） Han Jianping（2） Li Jincheng（3） Shu Qilong（4） Li Peng（5） Li Chengrong（6）

（1. Management Center of Hubei Yangxin Lianhua Lake National Wetland ParkHuangshi 435200;

2. Jingmen Forest Science and Technology Extension Center Jingmen 448000;

3. Jingmen Wildlife and Forest Plant Protection Station Jingmen 448000;

4.Conservation Center of Hubei Zhongxiang Mochou Lake National Wetland Park Zhongxiang 431900;

5.Wuhan Wetland Conservation Center Wuhan 430023;

6. Hubei Zhongsen Ecological Forestry Co.， Ltd.Wuhan 443000）

Abstract： Wetland parks are an important part of national nature reserve system， and its diversity and main formation composition of National Wetland Park can provide an important theoretical basis for construction and management of wetland parks. In this paper， the plant diversity and main plant community types of Mochou Lake National Wetland Park in Zhongxiang City， Hubei Province were studied by the method of quadratic survey. The results showed that 510 species of vascular plants belonging to 357 genera and 139 families were investigated in Mochu Lake National Wetland Park in Zhongxiang City， which were divided into 2 vegetation types， 3 vegetation types and 10 floras. There were 10 main floras distributed in the wetland park， which were Form. Trapa bispinosa， Form. Phragmites australis， Form. Nymphaea nucifera， Form. Zizania latifolia， Form. Alternanthera philoxeroides， Form. Canna indica， Form. Typha orientalis， Form. Coreopsis drummondii， Form. Populus×canadensis ‘I-214， Form. Setaria viridis. Two invasive species in the wetland park including Eichhornia crassipes and Alternanthera philoxeroides. The research results can provide a scientific basis for the construction and management of Mochou Lake National Wetland Park.

Key words： Mochou Lake National Wetland Park; plant diversity; plant formation

濕地是一种介于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡性地带，具有独特的生境特点[1]。《湿地公约》中将湿地定义为：常年或者季节性积水地带、水域和低潮时水深不超过6 m的海域，包括沼泽湿地、湖泊湿地、河流湿地、滨海湿地等自然湿地，以及重点保护野生动物栖息地或者重点保护野生植物原生地等人工湿地[2]。作为基本湿地类型之一的湖泊湿地是全球湿地生态系统的重要组成部分，具有良好的调蓄洪水、净化水质、调节气候、维持生物多样性等生态系统服务功能[3-4]。近些年来，湿地的生态服务功能与社会经济价值引起人们的广泛重视，湿地建设项目广泛开展[5]，湿地公园作为国家自然保护地体系的重要组成部分，可以集中体现湿地的生态、经济与社会效益[1]。

根据《全国湿地资源调查与监测技术规程》中的分类标准，湖北省钟祥市莫愁湖国家湿地公园属于湖泊型湿地，多种野生动植物在此生存栖息，并共同构成了较为完整的湿地生态系统。自2011年经原国家林业局批准建设以来，莫愁湖国家湿地公园合理利用区域内自然资源进行保护性开发建设，逐渐被打造成为湖北省乃至全国湿地生态保护与恢复的示范性公园[6]，在保护与维持当地湿地生态系统、发挥湿地生态服务功能与社会经济价值方面具有重大意义。本研究通过调查莫愁湖国家湿地公园的植物群系组成，研究了莫愁湖国家湿地公园内的植物物种多样性与群系类型，以期为莫愁湖国家湿地公园的建设与管理提供重要的理论依据。

1 研究方法

1.1 研究区概况

湖北省钟祥市莫愁湖国家湿地公园（N 30°42′～31°36′，E 112°07′～130°00′）地处湖北省中部，江汉平原北端，位于大洪山与荆山东南麓之间。莫愁湖国家湿地公园总面积为1 948.67 hm2，湿地面积为1 609.24 hm2，湿地率高达80%以上。亚热带季风性气候，具有雨热同期，热量充足，降水适中，四季分明的气候特点。年平均气温为16.4 ℃，年平均降水量为987.6 mm。最冷月为1月，平均气温3.7 ℃；最热月为7月，平均气温27.8 ℃。年平均无霜期260 d。

1.2 调查方法

通过样方调查的方式，对分布在湿地公园内的维管束植物进行了调查。根据莫愁湖国家湿地公园的植物分布特点，将调查区域分为3个部分：以沉水植物、浮叶植物分布为主的水生植物区域，以挺水植物、湿生植物为主的湿生植物区域和以陆生植物为主的陆生植物区域[7]。在各个取样区域内设置一定数量的植物群落样地，根据植被组成情况设置样方［8］：其中草本及水生植物群落样方大小设置为1 m×1 m，灌木群落样方大小设置为2 m×2 m；乔木群落样方大小设置为5 m×5 m 或10 m×10 m。调查并记录样方内全部维管束植物物种名、多度、密度、盖度等，同时利用手持GPS（e Trex 10）读取样方地理坐标（经纬度与海拔）并进行记录。

1.3 数据处理

对莫愁湖国家湿地公园范围内的植物群落进行实地调查并现场识别鉴定，记录下所调查的植物物种名称，对存疑或现场无法识别的样品拍照记录或采集标本带回实验室进行专业鉴定。并根据《中国植物志》和《湖北植物志》等资料[9-10]，统计分析所记录的植物科属情况。

植物群落命名方法采用优势度原则，优势种的确定采用重要值方法[11]。重要值作为一项综合指标，可以相对客观地体现各物种在群落中的相对重要性。重要值的计算方法可根据实际情况进行调整，本研究根据莫愁湖国家湿地公园的情况，采取以下公式计算物种重要值[12]：

物种重要值=（相对盖度+相对频度+相对多度）/3;

相对盖度=（某物种的盖度/群落中各物种盖度总和）×100%;

相对多度=（某物种的多度/群落中各物种多度总和）×100%;

相对频度=（某物种的频度/群落中各物种频度总和）×100%。

2 结果与分析

2.1 钟祥市莫愁湖国家湿地公园植物多样性[BT）]

野外调查结果显示，在钟祥市莫愁湖国家湿地公园范围内调查到的维管束植物共有510种（含种下水平），隶属于139科357属。其中蕨类植物18科20属23种，占莫愁湖国家湿地公园内维管束植物科属种总数的12.9%、5.6%、4.5%；种子植物121科337属487种，其中被子植物117科330属479种，分别占莫愁湖国家湿地公园内维管束植物科属种总数的84.2%、92.4%和93.9%，裸子植物4科7属8种，分别占莫愁湖国家湿地公园内维管束植物科属种总数的2.9%、2.0%和1.6%。

2.1.1 科的组成分析

莫愁湖国家湿地公园内所调查的139科维管束植物中，含10个属以上的大型科有4个，占总科数的2.88%，分别为禾本科Gramineae 36属、豆科Leguminosae 22属、菊科Compositae 19属和唇形科Labiatae 17属，这4个科共含94属和134种，分别占总属数与总种数的26.33%与26.27%；含5～9属的中型科有10个，占总科数的7.19%，共有69属和98种，分别占总属数与总种数的19.33%与19.22%；含2～5属的小型科有45个，占总科数的32.37%，共含114属158种，分别占总属数与物种数的31.93%与30.98%；仅1个属的单型科数量最多，为80科，占总科数的57.55%（表1）。

莫愁湖国家湿地公园含种数20以上的優势科科共有4科，分别为禾本科、豆科、菊科和唇形科。其中禾本科包含物种数最多，含36属54种；豆科22属29种；菊科19属29物种；唇形科17属22种（图1，图2）。

2.1.2 属的组成分析

在莫愁湖国家湿地公园内调查到的357属维管束植物中，无10种及以上的大型属。5种及以上物种的中型属有4属，占莫愁湖国家湿地公园维管束植物总属数的1.12%，分别为蓼属Polygonum、金丝桃属Hypericum、景天属Sedum和鬼针草属Bidens，其中蓼属7种，金丝桃属、景天属、鬼针草属各5种；含2～4种植物的小型属有98个，占总属数的27.45%，共含233种；仅1种单种属255属，其属和种数量分别占总属数与总种数的71.43%和50.00%（表2）。

2.1.3 种的组成分析

莫愁湖国家湿地公园内分布较为广泛的植物有狭叶香蒲Typha angustifolia、芦苇Phragmites australis和狗牙根Cynodon dactylon等。湖内深水区域分布的植物主要有菱Trapa bispinosa和浮萍Lemna minor等；近岸浅水湿地分布菰Zizania latifolia、美人蕉Canna indica、芦苇、莲Nelumbo nucifera和狭叶香蒲等。湿生植物及陆生植物区域内，岸边及靠近湖岸的平地多分布狗牙根、金鸡菊Coreopsis drummondii等；堤边外侧有意大利214杨Populus×opulusicaeo'I-214' 和桑Morus alba 等植物分布。

2.2 莫愁湖国家湿地公园主要植被类型与群系组成[BT）]

根据实地调查结果，参照《中国湿地植被》中的分类原则[13]，可将莫愁湖国家湿地公园植被划分为沼泽型组和浅水植物湿地组2种植被型组，3个植被型以及10个群系（表3）。

2.3 莫愁湖国家湿地公园主要植物群系与物种组成[BT）]

野外调查结果表明莫愁湖国家湿地公园主要的植物群落有以下10种：

（1）菱群系。菱群系主要分布于湖区内部，该群系是以菱单优势群系。伴生种主要有浮萍、穗状狐尾藻Myriophyllum spicatum 和凤眼蓝Eichhornia crassipes等。

（2）芦苇群系。芦苇群系多分布于人类活动的岛屿岸边，为芦苇单优势群系。主要伴生种为狗牙根、田字萍Marsilea quadrifolia、野老鹳草Geranium carolinianum和披碱草Elymus dahuricus等。

（3）莲群系。莲群系是栽培群落类型，分布于近岸区。该群系是以莲为建群种的单优势群系。主要伴生种为狭叶香蒲、芦苇、喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides、酸模Rumex acetosa、狗牙根和石龙芮Ranunculus sceleratus等。

（4）菰群系。菰群系广泛分布于浅滩及湖边，以菰为单优建群种。主要伴生种为喜旱莲子草、慈菇Sagittaria trifolia、石龙芮和狗牙根等。

（5）喜旱莲子草群系。喜旱莲子草群系多生长在岸边及靠近湖岸的平地，是以喜旱莲子草为建群种。主要伴生种为菰、狭叶香蒲、葎草Humulus scandens、盒子草Actinostemma tenerum和狗牙根等。

（6）美人蕉群系。美人蕉群系主要分布于岸边浅滩，为人工栽培群系，以美人蕉单优种。主要伴生种有芦苇、喜旱莲子草、狭叶香蒲、红花檵木Loropetalum chinense、牡荆Vitex negundo、黄海棠Hypericum ascyron、凤尾竹Bambusa multiplex和大叶黄杨Buxus megistophylla等。

（7）香蒲群系。香蒲群系分布于近岸浅水区，为单种优势群系。主要伴生种喜旱莲子草、一年蓬Erigeron annuus、牡荊、披碱草、浮萍、盒子草、天葵Semiaquilegia adoxoides、狗牙根、茜草Rubia cordifolia、鸡矢藤Paederia foetida、苦苣菜Sonchus oleraceus、马蹄金Dichondra micrantha和早熟禾Poa annua等。

（8）金鸡菊群系。金鸡菊群系主要分布在岸边及靠近湖岸的平地，为人工种植单优群系。主要伴生种野老鹳草、石竹Dianthus chinensis、大戟Euphorbia pekinensis、滨菊Leucanthemum vulgare、月见草Oenothera biennis、荠Capsella bursa-pastoris、菵草Beckmannia syzigachne、燕麦Avena sativa、火棘Pyracantha fortuneana和虞美人Papaver rhoeas等。

（9）意大利214杨群系。意大利214杨群系主要分布堤边外侧，为人工种植单优群系，主要伴生种有桑、乌桕Triadica sebifera、杠板归Polygonum perfoliatum、苍耳Xanthium strumarium、葎草和喜旱莲子草等。

（10）狗尾草群系。狗尾草群系主要生长在湖边浅滩，为单优群落。常伴生有水蓼、通泉草Mazus pumilus、蔊菜Rorippa indica、鬼针草和喜旱莲子草等。

2.4 外来入侵植物

野外资源调查发现莫愁湖国家湿地公园内存在2种外来入侵植物：喜旱莲子草和凤眼蓝Eichhornia crassipes。二者都是原产南美洲的水生入侵物种，喜旱莲子草主要以匍匐枝进行无性繁殖，凤眼蓝依靠匍匐枝与母株分离方式繁殖。这两种植物繁殖扩散速度极快。

3 结论与建议

3.1 结论

物种多样性是生物多样性的重要指标之一，莫愁湖国家湿地公园主要植物类型及其多样性研究可以通过数据直观反应湿地公园环境情况与生态系统现状。莫愁湖国家湿地公园内植物物种丰富，本研究共计调查到维管束植物139科357属510种。其中蕨类植物共计18科20属23种，裸子植物4科7属8种，被子植物117科330属479种。数据表明，被子植物是莫愁湖国家湿地公园内的主要植物类型。

（1）从科的组成来看，湿地公园范围内禾本科、豆科、菊科、唇形科物种较多且分布较为广泛。从属的组成来看，莫愁湖国家湿地公园内植物以单种属与包含2～4个物种的小型属为主，且无大型属（包含10个及以上物种的属）出现。从种的组成来看，不同区域分布的物种种类有所不同，水生植物区域内以菱、浮萍等漂浮植物为主；湿生植物区域内的近岸浅水湿地多分布美人蕉、芦苇、狗牙根等挺水或湿生植物；陆生植物区域内的堤岸外侧有乔木分布。浅水湿地或岸边的植物种类多于湖区与堤岸外侧，这表明水陆交界地带具有更丰富的物种多样性。

（2）调查结果显示莫愁湖国家湿地公园内维管束植物可分为2个植被型组，3个植被型以及10个植被群系。研究区内主要的植被类型均为草本植物群系，且多为漂浮或挺水植物，如：菱群系、芦苇群系、莲群系、菰群系、喜旱莲子草群系、香蒲群系等，狗尾草群系、美人蕉群系、金鸡菊群系为湿生群系。这表明莫愁湖湿地公园内湿地范围广且条件较好，利于湿地植物生存。

（3）调查发现莫愁湖国家湿地公园内分布有入侵物种喜旱莲子草和凤眼蓝，喜旱莲子草多生存在岸边以及近岸平地，在部分样方内已成为优势种。凤眼蓝主要分布在湖区内部，还未形成优势种群。植物入侵会破坏水生生态系统，威胁本地生物多样性；还会堵塞河道，影响航运、排灌和水产养殖；入侵后大面积繁殖也会恶化水质，滋生蚊蝇，传播疾病，危害健康。

3.2 建议

（1）减少人类对生态的干预。生态环境有一定的自净与循环能力，但是当人类过分开发利用超过了生态环境所能承载的范围时，生态系统功能和稳定性会受到不利影响。因而在对莫愁湖国家湿地公园进行开发时应遵循适度原则，尽量在不破坏原生态环境的基础上进行建设性开发。

（2）加强外来物种防治。入侵物种的存在会影响本地物种生存，破坏当地生态平衡，造成巨大的生态灾难与经济损失[14]。相关部门需加强对莫愁湖国家湿地公园内外来物种的管理，要查明并及时切断外来物种入侵途径，对于已经受到入侵的区域，应采取适当的生物或人工措施进行生态修复[15]。

（3）加强水质监测与治理。莫愁湖国家湿地公园湿地率高达80%以上，湖区范围大，在一定程度上增加了管理难度。水体质量是湿地建设的重中之重，水体质量直接影响湿地公园内动植物的生存与繁殖，还会影响人类健康。研究区内入侵种喜旱莲子草和凤眼蓝分布集中的区域水质相对较差，因而应加强水质监测与治理力度，保证水体质量[16]，重点治理此类区域。

（4）加强湿地相关的科教宣传教育。莫愁湖国家湿地公园建设有宣教示范区，相关管理人员应充分利用区域功能进行科普宣教。通过科普宣教向游客展示湿地重要性与湿地保护的基本方向与原则，从而带动游客共同参与环境保护，维护湿地生态。

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