梁 玉 ,范小莉 ,王 強 ,房 用 *,王衛(wèi)東 ,葛忠強
(1.山東省林業(yè)科學(xué)研究院,山東 濟南 250014;2.山東省濕地生態(tài)恢復(fù)工程技術(shù)研究中心,山東 濟南 250014;3.山東省林業(yè)外資與工程項目管理站,山東 濟南 250014)
濕地指天然的或人工的,永久性的或間歇性的沼澤地、泥炭地、水域地帶,帶有靜止或流動、淡水或半咸水水體,包括在低潮時水深不超過6m的水域。濕地與森林、海洋并稱全球三大生態(tài)系統(tǒng),在世界各地分布廣泛。根據(jù)《濕地公約》濕地可以分為海洋/海岸濕地、內(nèi)陸濕地和人工濕地3類,計42型;我國濕地管理部門和專家學(xué)者在《濕地公約》基礎(chǔ)上,結(jié)合我國濕地實際,將我國濕地分為近海與海岸濕地、河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地和人工濕地5類,共34型。影響濕地類型的因素很多,包括水文、氣候、溫度、地質(zhì)等,濕地植被作為濕地發(fā)育階段的敏感性指示指標(biāo),對濕地類型具有較好的指示作用[1]。
山東省第二次濕地資源調(diào)查結(jié)果顯示,南四湖的濕地可以分為4類[2]:河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地和人工濕地。本研究通過對不同類型的濕地植被種類和生活型的研究分析,探討不同濕地類型植被分布情況及差異性,對于了解不同濕地類型的植被特征具有重要意義。
南四湖自然保護(hù)區(qū)位于山東省濟寧市所轄微山縣、任城區(qū)、魚臺縣境內(nèi)(北緯 34°27'-35°20',東經(jīng) 116°34'-117°24′),是由湖泊濕地、島嶼、相鄰水田及集水面山林組成的自然綜合體及其生態(tài)系統(tǒng)。
該區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)大陸性氣候,四季分明。年均降雨量為750mm,年平均日照2515.5h,陸地年平均氣溫為13.8℃,湖內(nèi)年平均氣溫為14.3℃,全湖年平均氣溫為14.2℃。主要地貌類型:湖積平原,土壤類型為潮土、褐土,年降水750mm,變化范圍為467.3~1411.2;年蒸發(fā)量 898.7mm,變化范圍為490.2~1815mm;年均氣溫 14.2℃,變化范圍為 12.7~14.6℃;≥0℃年均積溫 5158.6℃;≥10℃年均積溫4703.7℃。
濕地水文狀況以及地表水和地下水水質(zhì)水源補給為綜合補給,季節(jié)性流出,永久性積水。平均水深1.46m,歷史最高水位36.48m,最大蓄水面積12.66hm2,最大蓄水量為53億m3,流域跨越山東、江蘇、河南、安徽4個省32個縣 (市),總流域面積317萬hm2,入湖河道共有53條,出湖水道主要有3條。地表水pH值8.2,礦化度0.76,透明度0.22~2.85m,總氮1.9mg/L,總磷小于 0.01mg/L,營養(yǎng)狀況為中營養(yǎng),化學(xué)需氧量18mg/L,主要污染因子為氨氮、高錳酸鹽。水質(zhì)級別Ⅲ。地下水水質(zhì)pH值8,礦化度0.5g/L,水質(zhì)級別Ⅱ。
本次植被調(diào)查采用樣方法,隨機設(shè)置樣方,其中喬木樣方面積為20m×20m,灌木樣方面積為2m×2m,草本樣方為1m×1m,共調(diào)查樣方1240個,樣方位置見圖1。每個樣方調(diào)查記錄植物名稱、海拔、經(jīng)緯度、小生境、植物群系、樣方面積、以及喬木和灌木的冠幅、高度、胸徑、株數(shù),草本植物的蓋度、高度和株數(shù)。
圖1 樣方設(shè)置位置示意圖
調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,統(tǒng)計調(diào)查植物科、屬、種的種類和數(shù)量。計算各種的相對高度(relative height)、相對密度(relative density)、相對蓋度(rela-tive cover)、重要值(important value)等[3],以對南四湖地區(qū)植被的分布等進(jìn)行分析。
相對高度 (Rh)=(某種的高度/所有種的高度之和)*100%;
相對密度 (Rd)=(某種的株數(shù)/所有種的株數(shù)之和)*100%;
相對蓋度 (Rc)=(某種的蓋度/所有種的蓋度之和)*100%;
重要值(Iv)=(相對蓋度+相對高度+相對密度)/3。
湖泊濕地選擇永久性淡水湖泊濕地型為研究對象。該類型濕地共調(diào)查植物48種,分屬于23科,36屬。該區(qū)域植物生活型主要為多年生草本,占總量的71%左右。這些多年生草主要為水生植物,如眼子菜屬(Potamogeton)、金魚藻屬(Ceratophyllum)、黑藻屬(Hydrilla)、狐尾藻屬(Myriophyllum)的一些沉水草本植物,以及水鱉屬、浮萍屬和槐葉萍屬的一些浮水草本等等。該濕地類型所包含的微山湖面和獨山湖兩處調(diào)查地點的植物中多年生草本植物均占植被總數(shù)的70%以上。
圖2 湖泊濕地植物生活型比例
圖3 湖泊濕地幾種主要草本植物重要值
湖泊濕地的生境條件主要為永久性積水或季節(jié)性積水,該地區(qū)以水域為主,在所調(diào)查的植物中,蘆葦和蓮是該濕地類型主要優(yōu)勢植物,其次水花生、浮萍、香蒲、水蓼、竹葉眼子菜等植物重要值相對較高,這幾種植物均為水生植物,與地理環(huán)境條件相一致。
研究結(jié)果顯示,在所有調(diào)查區(qū)域中水蓼僅分布于該類型濕地中,大狼杷草僅分布于永久性淡水湖和和永久性河流中。
河流濕地選擇永久性河流濕地型為研究對象。該濕地型共調(diào)查植物66種,分屬于27科,57屬。該區(qū)域植物生活型類型相對較多,但仍以多年生草本和1年生草本為主。多年生草本占所有植物總數(shù)的47%左右,1年生草本占總數(shù)的38%。此外還有少數(shù)木本植物,木本植物主要為構(gòu)樹、柳樹、楊樹3類,另有少量紫穗槐。該類型濕地調(diào)查植被中在數(shù)量上比例較大的為浮萍、假稻和槐葉萍。
圖4 河流濕地植物不同生活型比例
圖5 河流濕地幾種主要草本植物重要值
河流濕地植物種相對較多,共有66種,但是有大約43種植物在所調(diào)查的樣方中僅出現(xiàn)1次,占全部植物種類的65.15%。這些植物包括魁薊、白茅、具剛毛荸薺、慈姑、地黃、纖毛鵝觀草、蔞蒿、野艾蒿、茵陳蒿、雞矢藤、刺兒菜、假稻、牛鞭草、牛膝等。
河流濕地中,浮萍的重要值與其他植物的相比較為顯著。浮萍為浮生植物,體積較小,漂浮于水面,調(diào)查數(shù)量相對較大。除浮萍外,蘆葦、槐葉萍、假稻、蓮、水花生在本區(qū)域占有重要的地位。該區(qū)域的積水情況多為季節(jié)性積水或間歇性積水,也有部分為永久性積水,因此調(diào)查結(jié)果中除了槐葉萍、蓮、蘆葦這種水生植物外,水花生和假稻兩種水陸兩棲植物也在從眾多植物中凸顯出來,成為該區(qū)域重要的物種之一。
沼澤濕地共有42種植物,分屬于24科,35屬。該區(qū)域植物的生活型仍以多年生草本和1年生草本為主,分別占總量的60%和38%左右。該濕地類型調(diào)查全部為草本植物,無喬木和灌木樹種。
圖6 沼澤濕地植物不同生活型比例
圖7 沼澤濕地幾種主要草本植物重要值
該濕地型的積水類型主要為永久性積水、季節(jié)性積水或間歇性積水,植物生長的小環(huán)境主要為水域或沼澤,多數(shù)樣方均調(diào)查有兩種及以上植物,豐富度相對較高,但以蘆葦和蓮的重要值較為顯著,在該濕地中具有重要的意義。其中蓮的相對密度較小,但是其相對蓋度最大,綜合計算重要值結(jié)果高于該區(qū)域除蘆葦以外的所有植物,排在第2位。該濕地中重要值高于1%的草本植物共有20種,占總數(shù)的47.62%。而重要值低于1%的植物有24種,占總數(shù)的52.38%。蘆葦與蓮作為該濕地的主要優(yōu)勢植物,常伴生有香蒲、茨藻、菰、金魚藻、水蓼、鱧腸、眼子菜等水生植物或耐水濕植物。
人工濕地選擇水產(chǎn)養(yǎng)殖場類型為研究對象。該濕地類型區(qū)域共調(diào)查有植物98種,分屬38科,78屬。植物生活型主要為一年生草本和多年生草本,占所有生活型比例分別為38.78%和37.76%。該濕地的喬木和灌木樹種所占比例顯著高于其他濕地,除了多個濕地均有分布的楊樹、柳樹外,該濕地調(diào)查有紫葉李、檉柳、合歡、水杉、懸鈴木等多種木本植物。
圖8 人工濕地生活型比例
圖9 人工濕地主要草本物種的重要值
根據(jù)圖9,人工濕地重要值最高的草本物種為蘆葦,蓮、槐葉萍等物種的重要值也相對較高,與人工濕地靜水、淺水的環(huán)境相符。
同時,在人工濕地內(nèi),出現(xiàn)了紫葉李、檉柳、合歡、水杉、懸鈴木等多種木本植物以及原產(chǎn)美洲熱帶的再力花、八寶景天等觀賞植物,這些均為,為人工引進(jìn)栽種,一定程度上表明在人工濕地型內(nèi)人類活動最為頻繁,區(qū)域內(nèi)的自然濕地環(huán)境受干擾嚴(yán)重。
不同濕地類型的形成有自然因素,也有人為因素[1]。在自然和人工等的多項因素影響下,植被作為環(huán)境變化的最直接體現(xiàn),不管是在物種組成還是結(jié)構(gòu)方面都會發(fā)生相應(yīng)的變化。南四湖的4個濕地型中,植被構(gòu)成有相同,也有差異。
在植物種類的數(shù)量方面,人工濕地>河流濕地>湖泊濕地>沼澤濕地。在人工濕地型出現(xiàn)的植物中,有部分觀賞物種;在河流濕地和或濕地型中,出現(xiàn)了中生植物;沼澤濕地的物種則保留了濕地物種的特點,大部分為水生-濕生植物。植被分布的差異性體現(xiàn)了濕地動態(tài)變化的趨勢,為南四湖濕地保護(hù)可提供直接的參考和借鑒。
同一種植物在各個濕地型的表現(xiàn)也不相同。以蘆葦為例,蘆葦作為南四湖濕地中生態(tài)位寬度最大的物種[4],在4個濕地型中都有出現(xiàn),但重要值不一。在湖泊濕地中,蘆葦?shù)闹匾凳菐追N濕地型中最高的,達(dá)到37.61%;沼澤濕地中,蘆葦?shù)闹匾凳撬兄参镏凶罡叩?,?2.19%;在河流濕地中,蘆葦?shù)闹匾翟谒兄参镏信诺?位,為9.07%;在人工濕地中,蘆葦?shù)闹匾蹬诺?位,為14.82%。重要值的不同,反映出蘆葦在不同濕地型中生長、分布及參與植物群落的構(gòu)成中都是有差異的。
[1]國家林業(yè)局.中國濕地資源 總卷[M].北京:中國林業(yè)出版社,2015.
[2]國家林業(yè)局.中國濕地資源 山東卷[M].北京:中國林業(yè)出版社,2015.
[3]胡正華,于明堅,丁炳揚,等.2003.古田山國家級自然保護(hù)區(qū)黃山松群落特征及物種多樣性研究[J].生態(tài)環(huán)境,12(4):436—439.
[4]梁玉,范小莉,等.南四湖濕地主要維管束植物生態(tài)位特征[J].山東林業(yè)科技, 2016,46(2):17-21.