云南永善县高山湿地竹种现状与发展建议

吴崇洋 李 贺 豆玉萍 刘 健 王 静 孙茂盛 高 健*

(1 国际竹藤中心 北京 100102； 2 永善县林业和草原局 云南永善 657300； 3 西南林业大学 昆明 650224)

湿地被誉为“地球之肾”， 是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一， 在调节全球气候、维持全球水文循环、 保护生态系统多样性、 保障人类福祉方面发挥着不可替代的作用。 湿地在全球各大洲的分布数量和面积占比差异较大。欧洲拥有1 004 块大小不一的湿地， 占全球湿地总量的44%， 但其湿地面积仅占全球的6%。 非洲和南美的湿地数量相对较少， 分别拥有397 块湿地(占17%) 和146 块湿地(占6%)， 但由于各自湿地面积较大， 因此占全球湿地面积的比例则分别达到48%和17%。 亚洲和北美的湿地数量和面积占比相对均衡， 分别拥有368 块(占16%) 和309 (占13%) 块湿地。 大洋洲只有79 块湿地， 数量和面积占比均最少， 数量占比为4%[1]。 湿地的生态服务功能包括净化水质、 调节水流、 提供生物栖息地和丰富生物多样性、 储存碳等[2]。 然而， 目前湿地面临着水质污染、 生物多样性降低和丧失、 湿地退化和消失等严重问题。 湿地植物具有重要的生态功能， 它们在维护水质、 防止侵蚀、 提供栖息地、储存碳等方面发挥着重要作用。 湿地植物种类丰富， 且其分布极具地域性。 根据植物生长环境的差异， 可以大致分为水生植物、 湿生植物、滩涂植物、 沼泽植物、 湖泊植物以及河流植物等。 竹类植物在湿地中自然分布极少， 但也有少数竹种可以在湿地环境中生长， 并且发挥着一定的生态功能。 本文简要介绍了湿地中的竹类植物及其作用， 分析了云南省永善县特有的高山湿地原生竹种资源现状、 面临的问题， 并提出了保护和发展建议。

1 湿地中的竹类植物

竹子是多年生一次性开花结实的克隆植物，主要分布在亚洲、 南美和非洲的热带和亚热带地区[3]。 尽管竹子分布广、 种类多且以其快速生长的特性闻名于世， 但其在湿地生态系统中几乎没有分布， 这主要是由竹子的生态、 生物学特性所决定的。 首先， 竹子偏好排水良好的环境， 过度湿润或水淹的土壤环境可能会导致竹子根部缺氧，阻碍其正常的呼吸作用， 甚至可能引发根部病害。能够在湿地生态系统中生存的植物， 如芦苇、 蒲草等， 通常都具有特殊的适应机制(例如气生根)， 能在缺氧条件下进行呼吸。 其次， 湿地的土壤类型和养分状况也影响着竹子的分布。 湿地土壤富含有机质， 碱度变化较大， 这与竹子偏好肥沃、 排水性好、 酸碱度适中的土壤条件相差较大。 湿地土壤的这些特性可能会影响竹子对营养的吸收， 进而影响其生长和发育。 再次， 湿地环境的波动性会对竹子的生存产生巨大影响。 湿地的水位和湿度会随季节和天气的变化而变化， 这对偏好稳定环境的竹子来说， 可能会由于生长条件的波动， 影响其生命周期的正常进行。 尽管如此， 这并不意味着竹子完全不能在湿地中生长，有些竹种在较湿的环境或湿地附近也能较好地生长。 比如水竹(Phyllostachys heteroclada) 就是一种极耐淹的散生竹， 多生于沟港河边[4]。 硬头黄竹(Bambusa rigida)、 慈竹(Bambusa emeiensis)、梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus) 等丛生竹也有喜湿特征， 可分布在水源附近。 目前竹子在湿地中的利用主要是依赖人工手段， 一是作为景观元素栽植在公共绿化区域的湿地中[5-6]， 二是由于竹类植物对重金属元素等污染物具有高吸附性，在一些研究中尝试性地使用竹子处理湿地中的污染物[7-8]。

虽然大多数竹类植物不适宜在湿地环境中生长， 但由于气候复杂多变、 人类活动或竹类植物本身的环境适应性等多种因素， 一些竹种适应了在湿地中生存并扩张。 全球气候变暖使得许多湿地变得越来越干燥[9-11]， 这对大多数湿地植物来说无疑是一场灾难， 却给扩张力强的竹种提供了入侵的机会。 正是这种环境变迁， 创造了适合竹类植物生存繁衍的湿地生态空间， 在日本湿地中生长的赤竹属的Sasa palmata(矮竹) 就是一个典型的例子[12-15]。S.palmata在湿地中的生存策略可能与球茎鸢尾、 黑莓、 杨柳和蓼等湿地植物有所不同， 但该竹种在湿地环境中成功地扩张无疑给人们提供了研究湿地生态系统变迁的又一个视角。 由于人类活动的影响， 尤其是农业排水沟的建设， 湿地周围的地下水位明显下降。 当湿地为正常湿度时， 矮竹的生长会受到限制； 而当湿地略微干燥时， 则会促进矮竹的生长， 从而大面积扩张， 对湿地生态环境产生较大影响。 更为复杂的是， 由于气候的剧变， 日本湿地正在转化为泥炭地， 这一变化进一步促进了矮竹的扩张。 日本矮竹资源丰富， 所以目前这类研究主要在日本进行[12-15]。 其他地区的湿地也可能面临类似的竹种入侵问题， 因此需要通过更多的研究和实践，找出有效的管理策略， 以确保湿地的生态健康和生物多样性。

2 湿地中竹子应用现状

自然条件下湿地环境中几乎无竹子分布， 但通过人为引种和设计， 竹子能够在湿地保护区、湿地公园等自然或人工湿地中生长， 成为美化景观、 丰富生态多样性的重要元素[16-17]。 在湿地公园或保护区的规划和设计过程中， 通常会依据湿地的特殊环境因素， 例如水位、 土壤性质以及养分状况， 挑选合适的竹种因地制宜进行栽植。 在后续的管理过程中， 通过改善土壤的排水条件、调整土壤酸碱度和营养成分， 为竹子生长提供优良条件。 一方面， 通过人为控制的方式， 不仅可以赋予湿地环境更高的景观价值， 还可以增强湿地生态系统的稳定性和韧性， 从而对湿地生态环境产生积极的保护作用。 另一方面， 竹子在湿地中也可以充当环境治理的角色， 竹子对环境污染物， 如重金属元素， 具有较高的吸附性， 因此在某些情况下， 竹子对湿地具有环境修复的潜力[18-19]。 例如， 利用竹子的吸附能力降低湿地中重金属元素的含量， 从而减少它们对湿地生态系统及其周边环境的潜在威胁[20-23]。 此外， 竹子的快速生长和高产量特性使其在环境修复过程中成为重要的生物质来源， 通过微生物降解生物质，有助于竹子将吸附的重金属元素转化为无害或低害的形式， 进一步降低环境污染。 这样的环境修复工作需要根据湿地的具体污染程度来选择合适的竹种和最佳的种植管理方式， 以便实现最大的环境修复效果。 与此同时， 更需要科研人员对竹子生物学特性和生理生态特征有深入的认识， 并通过科学的实验研究来探寻竹子在湿地环境中的最佳应用策略。

3 永善湿地竹种及面临的问题

《中国竹类图志》 中记载的玉山竹属(YushaniaKeng) 竹种， 主要分布在云南省昭通市永善县的高海拔地区， 包括水竹乡双旋村蒿枝坝(2 098 m)、 茂林乡冷米村都家海子(2 575 m)、茂林乡永安村大海子(2 465 m)、 莲峰乡六井村小黑山(2 249 m)、 莲峰乡六井村天麻厂(2 208 m)、莲峰乡六井村白皮树(2 183 m) 等地， 分别是海竹(Yushania qiaojiaensisHsueh et Yi)、 裸箨海竹(Yushania qiaojiaensisHsueh et Yi f.nudaYi)、 粉竹(Yushania uliginosaYi et J.Y.Shi) 等[24]。 由于特殊的湿地环境， 各竹种以纯林居多。 高山地区气候多变， 常出现突然的降雨。 昭通市永善县的年平均气温为12.38 ℃， 年平均降水量为1 300.11 mm (2013—2023 年)。 当地的高山小径竹属于原生的湿地竹种， 与草地入侵到湿地或由人工栽植到湿地的竹种不同。 据当地的村民描述这种生长在湿地中的海竹可追溯到晚清， 而真实的存在时间可能更早。 图1 为生长在永善湿地中的玉山竹属竹种群落和部分形态特征。 这类生长在高原湿地的小径竹种是云南省昭通市永善县的特色竹资源， 在国内的其他地区暂时未见记录。竹子生长虽然需要大量的水， 但竹根又忌水淹，因此湿地原生竹种在国内外都相当罕见。 通过在Web of Science、 Google 学术、 中国知网等数据库中搜索， 发现关于湿地原生竹种的研究几乎为空白。

图1 湿地竹种群落(玉山竹属) 及其部分形态特征Fig.1 Bamboo community (Yushania Keng) in wetland and its partial morphological features

高山湿地小径竹种的潜在应用方向包括: 1)作为修复高海拔湿地的有力工具； 2) 湿地竹种秆直， 秆直径为0.4～1.5 cm， 茎秆均为空心、 节间无横隔[24]， 在国家提出“以竹代塑” 的背景下， 可作为竹吸管的原材料； 3) 作为湿地公园或湿地保护区的观赏和绿化植物。

永善县高山湿地小径竹具有巨大的应用前景，但当前也面临着一些挑战。 首先， 湿地竹种尚未引起人们的重视， 缺乏有效的保护措施。 实地考察发现， 永善县的湿地竹种面积约为83.4 hm2，呈点状分布[25]， 目前大部分分布点没有实施任何有效的保护措施。 考察得知， 2023 年永善地区的降水较往年偏少， 如果年降水量持续下降， 湿地将面临退化， 湿地退化将危机湿地竹种的生存，因此对湿地竹种的种质资源进行保护至关重要。其次， 当地牛、 羊、 马等牲畜常以湿地竹种为食，过度放牧严重抑制了湿地竹种的自然扩张(图2)。 再次， 目前有关湿地竹的相关科学研究极为匮乏， 对湿地竹种的生物学特性所知甚少， 仅有易同培、 夏念和、 孙茂盛等个别学者对其进行了分类学研究， 迫切需要开展湿地竹种生理、 生物学特性等相关的基础研究。

图2 湿地竹种群落(玉山竹属) 面临过度放牧的威胁Fig.2 The threat of overgrazing faced by bamboo community (Yushania Keng) in wetland

4 永善湿地竹种保护和发展建议

对于湿地原生竹种的保护和发展， 首要任务是深入了解它们的生物学特性。 目前， 无论在国内还是国外， 对湿地竹种的研究都处于初始阶段，相关研究资料和信息极为匮乏。 因此， 对湿地竹种的生长规律、 环境适应性， 甚至在湿地生态系统中的作用几乎一无所知。 因此， 强烈建议尽快启动对湿地竹种的基础研究， 通过科学的实验方法和技术， 揭示湿地竹种的生物学特性， 以便为其保护和发展提供科学依据。 此类研究不仅可以更好地理解湿地竹种在生态系统中的作用， 也为其在环境保护和环境改善方面的应用提供可能。其次， 加强湿地竹种种质资源以及现有湿地竹种分布区的保护。 当地政府应加大湿地保护力度，划定湿地竹种保护区， 同时建立高山小径竹种质资源圃。 目前永善县林业局已经开始筹备建立高山小径竹种质资源圃， 永善县科技特派团竹产业组也开始进行湿地竹种生物学特性的基础研究。但为了更好地利用永善县的高山湿地小径竹资源，还需要更多的科研机构、 企业和政府部门积极参与， 共同推动这一前景资源的研究与保护， 实现其可持续发展和利用。

总之， 无论是竹子自然入侵湿地， 还是由人工引种到湿地， 或者是湿地的原生竹种， 竹子在湿地环境中都有巨大的应用潜力。 通过科学的研究和管理， 可以优化竹子在湿地中的应用， 提高其在环境保护和改善方面的效能， 同时也可以发挥其在湿地景观美化方面的作用。 在这个过程中，保护湿地的原生竹种， 进一步挖掘湿地竹种的潜力， 以及如何更好地利用这类资源， 都是值得关注和深入研究的重要课题。