广西大新黑水河国家湿地公园维管植物多样性及区系特征分析

李龙梅，孟 涛，覃兆海，王海京，刘 健，农梅英，覃 婷

（1.广西壮族自治区林业勘测设计院，广西南宁 530011；2.广西大新黑水河国家湿地公园管理中心，广西崇左 532300）

湿地与森林、海洋并称为全球3大生态系统；其中，湿地是陆生生态系统向水生生态系统过渡的一种特殊生态系统，其生境特殊且重要，是多种珍稀动植物的栖息地[1-2]。根据《中华人民共和国湿地保护法》，湿地是指具有显著生态功能的自然或者人工的、常年或者季节性积水地带、水域，包括低潮时水深不超过6 m 的海域。根据《湿地公约》《湿地分类》（GB/T 24708—2009）[3]和《全国湿地资源调查与监测技术规程》（林湿发〔2008〕265 号），自然湿地的类型共有4 种，分别为沼泽湿地、河流湿地、湖泊湿地和滨海湿地。广西大新黑水河国家湿地公园（以下简称黑水河湿地公园）的湿地类型主要有2种，为河流湿地和沼泽湿地[1，4-6]。黑水河湿地由典型的桂西南喀斯特地貌区域河流和沼泽组成，西北起广西下雷自治区级自然保护区边界，东北紧邻广西恩城国家级自然保护区，周边生境自然度高，喀斯特自然森林资源保存完好，生态系统稳定，植物典型性突出；自2014 年国家林业局批准成立以来，区域生态系统和动植物得到更有效的保护。黑水河湿地公园成立至今，尚未对区域内的植物多样性及区系进行过系统研究。根据《广西大新黑水河国家湿地公园总体规划（2015— 2019）》，湿地公园内的野生植物有274科148属253种，与实际相差较大。乐永宣等[7]2022 年对广西黑水河的生物多样性和保护现状进行分析，其参考黑水河湿地公园和广西靖西龙潭湖湿地公园管理局提供的生物资源本底数据、《大新县志》《靖西县志》和当地近3 年的统计年鉴，获取湿地生物资源数据，结果显示广西黑水河流域有维管植物525 种（包含栽培植物），未对植物种类组成和区系成分进行分析。本研究以2017—2018年黑水河湿地公园本底和监测调查数据为基础，分析公园维管植物物种组成、区系成分及湿地植物群落类型和分布，可为公园以后的建设与管理和生物多样性方面的研究提供理论依据，为资源保护提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

黑水河湿地公园地处桂西南石灰岩地区（106°55′ ～107°09′E，22°36 ～22°46′N），包括黑水河河道、岸线、岛屿及两岸部分石灰岩山峰，河道长39.9 km（黑水河全长192 km），总面积为692.50 hm²；其中，湿地面积为449.60 hm²，湿地率为64.9%。湿地公园属南亚热带季风气候，雨热同季，最冷月1月平均气温12.9 ℃，最热月7 月平均气温27 ℃，年均无霜期341天；年均降水量1 362 mm，年均降水日161 天，春季易发生干旱。土壤类型有水稻土、赤红壤、石灰土、潮土、新积土和紫色土6类，植被类型较丰富。

1.2 研究方法

植物资源调查采用样线和样方调查方法。设置样线6条，沿样线记录各植物种类；如遇不能识别的物种，采集标本和图片，待鉴定。样线长度分别为3.25、2.17、2.68、2.48、1.84 和2.29 km。针对不同植被类型、植物群落分别设置样方，调查样方中乔木层、灌木层和草本层等物种组成。在以乔木为优势种的群落中，样方面积设置为20 m × 20 m（400 m2）；在以灌木为优势种的群落中，样方面积设置为4 m × 4 m（16 m2）；在以草本植物为优势种的群落中，样方面积设置为2 m×2 m（4 m2）。记录乔木树种名称、胸径、树高、生长状况和林分郁闭度等信息，记录灌木和草本植物种类、盖度、平均高度和多度等信息。植物群系分布图采用手持GPS 实地调查与遥感影像调查结合的方法进行区划，采用GIS软件生成矢量图层。

根据《中国植物志（FRPS）》(http://www.iplant.cn/frps）和《广西植物志》[8-10]对植物分类进行鉴定，确定植物科、属和种名。主要参照吴征镒等[11]植物科、属分布区类型划分方法，对植物区系特征进行研究。

1.3 数据处理

采用Excel 2010 软件进行数据统计分析。对植物物种和群系进行统计，整理形成黑水河湿地公园维管植物名录；根据植物科、属情况，采用优势度法命名植物群落名称；采用重要值法确定优势种。重要值综合相对盖度（%）、相对多度（%）和相对频度（%）进行计算，计算公式为[12]：

2 结果与分析

2.1 植物种类组成

在黑水河湿地公园共发现维管植物122 科375属492种；其中，野生湿地维管植物有43科83属101种。野生维管植物有119 科365 属477 种；其中，蕨类植物有22 科32 属40 种，种子植物有97 科333 属437 种（表1）。种子植物中，裸子植物有2 科2 属2种，被子植物有95科331属435种。被子植物中，双子叶植物有72 科243 属328 种，单子叶植物有23 科88属107种。

表1 野生维管植物统计Tab.1 Statistics on wild vascular plants

2.2 植物科、属数量和组成

2.2.1 科的数量和组成

科是常用的分类单位，作为较高级分类单位，反映物种间较广泛的亲缘关系，可为区域区系特征总概念、与其他区系的联系和区系起源等研究提供线索[11]。根据各科所含种数及其所占比例，将黑水河湿地公园野生种子植物分为5 个等级，分别为特大科（含20 种以上）、较大科（含10 ～19 种）、中等科（含5 ～9 种）、少种科（含2 ～4 种）和单种科（表2）。黑水河湿地公园野生种子植物以少种科和单种科为主，两者占野生种子植物总科数的72.17%；特大科有茜草科（Rubiaceae）、菊科（Asteraceae）和禾本科（Poaceae）3 科；较大科有大戟科（Euphorbiaceae）、蔷薇科（Rosaceae）、蝶形花科（Papilionaceae）、桑科（Moraceae）、芸香科（Rutaceae）、马鞭草科（Verbenaceae）、天南星科（Araceae）和莎草科（Cyperaceae）8科。

表2 野生种子植物科的数量统计Tab.2 Quantity statistics on families of wild seed plants

2.2.2 属的数量和组成

属由种构成，大多数属是真正的自然群；在系统分类学上，同一属的种具有共同的起源和相似的进化趋势。因此，属比科能更具体地反映植物进化和变异情况，在区系分析上也能更具体地反映某一地区区系特征[11]。根据属所含种数，将黑水河湿地公园野生种子植物分为4个等级，分别为多种属（含10 种以上）、中等属（含5 ～9 种）、寡种属（含2 ～4种）和单种属（含1种）（表3）。黑水河湿地公园野生种子植物以单种属和寡种属为主；单种属有263属，占野生种子植物总属数的78.98%；寡种属有67 属，占野生种子植物总属数的20.12%。中等属和多种属分别为2 和1 属，分别占野生种子植物总属数的0.60%和0.30%。

表3 野生种子植物属的数量统计Tab.3 Quantity statistics on genera of wild seed plants

2.3 湿地植物群落组成和优势种

黑水河湿地公园涵盖部分农田和石灰岩山地，本研究主要调查湿地植物群落。参考《广西天然植被类型分类系统》[13]《广西岩溶植被类型及其分类系统》[14]和《广西壮族自治区第二次湿地资源调查实施细则》，黑水河湿地公园有36个湿地植物群落，可分为湿生、漂浮、沉水和挺水植物群落，其面积分别占湿地植被总面积的67.37%、3.82%、0.36%和28.45%（表4）。

表4 湿地植物群落组成Tab.4 Compositions of wetland plant communities

优势植物物种重要值最高的为野芋（Colocasia antiquorum）、喜旱莲子草（Alternantheraphiloxeroides）和狗牙根（Cynodondactylon），分别为0.39、0.27和0.23；这3 个物种分布最广，在群落中长势较好，出现频次较多（表5）。其次为李氏禾（Leersiahexandra）、水蓼（Polygonumhydropiper）、过江藤（Phyla nodiflora）、星毛蕨（Ampelopterisprolifera）、白饭树（Flueggeavirosa）、火炭母（Persicariachinensis）和短叶水蜈蚣（Kyllingabrevifolia），其重要值为0.10 ～0.20。

表5 湿地优势植物重要值Tab.5 Important values of wetland dominant plans

2.4 植物区系特征分析

2.4.1 科的区系特征

根据《种子植物分布区类型及其起源和分化》[11]《世界种子植物科的分布区类型系统》[15]和《世界种子植物科的分布区类型系统的修订》[16]科分布型划分原则，将黑水河湿地公园野生种子植物科划分为8个分布型和3个变型（表6）。世界广布有37科，包含物种较多的科有十字花科（Cruciferae）、堇菜科（Violaceae）、蓼科（Polygonaceae）、蔷薇科、蝶形花科、桑科、伞形科（Umbeliferae）、茜草科、菊科、茄科（Solanaceae）、旋花科（Convolvulaceae）、玄参科（Scrophulariaceae）、唇形科（Lamiaceae）、莎草科和禾本科。泛热带分布有37科，包含物种较多的科有樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、芸香科、夹竹桃科（Apocynaceae）、野牡丹科（Melastomataceae）和漆树科（Anacardiaceae）。东亚（热带、亚热带）及热带南美间断分布有4 科，即五加科（Araliaceae）、苦苣苔科（Gesneriaceae）、马鞭草科和龙舌兰科（Agavaceae）。旧世界热带分布有2 科，即芭蕉科（Musaceae）和露兜树科（Pandanaceae）。热带亚洲至热带大洋洲分布仅姜科（Zingiberaceae）。北温带分布有2 科，即百合科（Liliaceae）和延龄草科（Trilliaceae）。东亚和北美间断分布仅三白草科（Saururaceae）。东亚分布仅猕猴桃科（Actinidiaceae）。

表6 野生种子植物科的分布区类型Tab.6 Distribution types in families of wild seed plants

泛热带、热带分布的科占野生种子植物总科数（不含世界广布）的81.67%，黑水河湿地公园植物有明显的热带特征。

2.4.2 属的区系特征分析

根据《种子植物分布区类型与其起源和分化》[11]划分原则，将黑水河湿地公园野生种子植物属划分为13个分布型和9个变型（表7）。

表7 野生种子植物属的分布区类型Tab.7 Distribution types in genera of wild seed plants

泛热带、热带所含属数占野生种子植物总属数（不含世界广布）的79.79%，黑水河湿地公园植物有明显的热带特征。中国特有属有4 种，分别为箬竹属（Indocalamus）、马铃苣苔属（Oreocharis）、单枝竹属（Monocladus）和蚬木属（Excentrodendron），说明该区域有明显的区域特性。

3 讨论与结论

研究结果显示，黑水河湿地公园有野生维管植物119科365属477种，其中野生湿地维管植物有43科83 属101 种，物种较丰富；野生种子植物中，以少种科和单种科为主，两者共占野生种子植物总科数的72.17%；以单种属为主，占野生种子植物总属数的78.98%。

黑水河湿地公园地处我国17 个生物多样性保护关键地区之一的桂西南石灰岩地区，为热带北缘，属亚热带季风气候。该地也是亚洲大陆和中南半岛的结合部，是生物交流的重要通道，因此汇集的生物种类较多，并孕育了交错地带特有的生物类群，呈现出生态系统多样的特点；形成以河流湿地特征为主、兼具沼泽湿地特征的湿地类型，水质良好，生境类型多样，异质性高，并蕴含特殊生境。中越边境生物区是生物多样性非常丰富的地区；近年来，中越边境日趋成为国际生物多样性研究的热点区域，尤其在黑冠长臂猿（Nomascusconcolor）被重新发现和白头叶猴（Trachypithecusleucocephalus）的关注度提升后。根据科和属的组成分析，黑水河湿地公园野生种子植物以少种科、单种科和单种属为主；可见，其野生种子植物种类丰富但分化程度较低。

黑水河湿地公园的植被种类和分布均以湿生类型为主；36 个湿地植物群落中，以湿生植物为优势种的群落有20 个，其面积占湿地植被总面积的67.37%。水生植物中，沉水植物面积占比最小（0.36%），主要是由于黑水河湿地公园河段的河岸坡度较陡，垂直落差较大，河水较深（＞6 m），仅在设有拦水坝的坝下有少数水深低于2 m 的河床，但该区域水流湍急，河床堆积粗大石砾，适宜沉水植物生长的区域较少，仅在部分水质较好的支流或浅滩有分布[17-19]。

黑水河湿地公园湿生植物群落包含乔木、灌丛和草丛；以禾本科为优势种的群落数量最多，面积最大，占湿地植被总面积的22.56%；以枫杨（Pterocaryastenoptera）为优势种的群落面积最大，占湿地植被总面积的8.93%。水生植物群落中，芦竹（Arundodonax）群落面积最大，占湿地植被总面积的10.17%。

从科的分布型分析，世界广布有37 科，占野生种子植物总科数的38.15%；热带分布有49 科，占50.51%；温带分布有11科，占11.34%。科级水平上，热带成分与温带成分的比例为4.45∶1，R/T 值为4.45，表明研究区域种子植物区系在科级水平上有明显热带性质特征。从属的分布型分析，世界广布有41 属，占野生种子植物总属数的12.31%；热带分布有233 属，占69.98%；温带分布有55 属，占16.51%。属级水平上，热带成分与温带成分的比例为4.24∶1，R/T 值为4.24，表明研究区域种子植物区系在属级水平上有明显热带性质特征。属级R/T 值与越南和香港特别行政区植物属级R/T 值（4.07，4.63）[20]较接近，比广西南宁植物属级R/T值（3.08）[20]高，热带性质特征更明显。黑水河湿地公园地理位置特殊，形成的植物具有地理成分丰富、区系复杂和联系广泛等特点，种子植物属的组成以泛热带为主，占野生种子植物总属数的24.93%，热带性质鲜明，同时含有一定比例的温带成分，说明该区域的植物区系存在向温带过渡的趋势，呈现热带北缘的特点。中国特有属有4 属，占野生种子植物总属数的1.20%，说明研究区域野生种子植物有一定的特有性；全国的中国特有属有251属，占总属数（3 200）的7.84%[21]；对比来看，研究区域的中国特有属较少。

黑水河湿地公园生态系统完整且连贯，为典型的石灰岩河流湿地类型，湿地资源独特，已开展资源本底调查和少数年度的监测调查。建议加大力度，持续对湿地资源进行监测研究，进一步了解湿地公园的资源情况，系统分析植物、动物和微生物的多样性特征。黑水河湿地公园连接广西下雷自治区级自然保护区和广西恩城国家级自然保护区，且地处中越边境，建议将3 个区域作为整体进行监测研究，掌握生态系统的动态变化情况。

根据实地调查，黑水河湿地公园周边密集分布农田和居民点，中、下游有制糖厂，同时分布有锰矿公司、化工厂[8]；湿地资源保护受农林生产、居民生活和工业生产的影响较大。农业生产主要为甘蔗（Saccharumofficinarum）种植和采收，污染源为杀虫剂、除草剂和化肥；居民生活的污染源为生活垃圾和生活废水；工业生产的污染源为污水、固体废弃物和大气污染物。建议黑水河湿地公园管理中心联合社区，加大湿地资源保护宣传，并通过专题宣讲、研学等方式，提高周边居民的垃圾处理意识，规范生活垃圾排放；联合生态环境主管部门，依据《广西大新黑水河国家湿地公园管理办法》，对周边化工厂超标污染物堆放和排放进行就地监管；结合乡村振兴工作，引导周边社区更科学地开展农业生产，在污染物聚集的区域开展定期清理，减少农林生产污染物的影响，营造健康的森林-农田-河流复合生态系统。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突。

作者贡献声明：李龙梅负责研究计划制定、试验调查、数据收集与分析、论文撰写与修改和文献检索；孟涛、王海京和覃兆海负责论文修改；刘健、农梅英和覃婷参与试验调查。