張 勇,顏 泓,苗雪鵬,張麗云,李萬成

(1.漢石橋濕地自然保護區(qū),北京 101309；2.國家林業(yè)和草原調查規(guī)劃設計院,北京 100714；3.北京市順義牛欄山第一中學,北京 101300)

漢石橋濕地位于北京市順義區(qū)蔡家河下游的楊鎮(zhèn)地區(qū),其擁有較為豐富的生物多樣性資源和良好的景觀資源。2005年4月漢石橋濕地正式被北京市政府批準為市級自然保護區(qū),成為北京平原地區(qū)唯一的市級濕地自然保護區(qū)。蔣政權等[1]在2002—2003年對漢石橋濕地進行植物種類、濕地植被類型、生物多樣性和優(yōu)勢種重要值進行調查,劉樹等[2]分析了2003—2006年保護區(qū)內植被格局變化。北京漢石橋濕地自然保護區(qū)科考組于2006年系統(tǒng)全面的分析了保護區(qū)的植物組成、植物區(qū)系、植物多樣性與植被類型。在近15年間,漢石橋濕地保護區(qū)陸續(xù)進行了恢復與改造工程,水文條件和地形環(huán)境變化較大。本文通過實地調查獲得最新植被數據,旨在為該濕地的保護和建設提供參考。

1 自然概況

北京漢石橋濕地保護區(qū)位于北京市順義區(qū)楊鎮(zhèn)鎮(zhèn)域西南(40°07′N,116°48′E),范圍以楊鎮(zhèn)葦塘濕地為核心,總面積為1 900hm2。濕地及周邊大部分地區(qū)位于潮白河沖積扇中部平原區(qū),處于燕山沉降帶,北京西山凹陷順義—松各莊沉陷帶。屬于溫帶半濕潤大陸性季風氣候,年平均氣溫11.9℃,全年日照時數2 745.1h,平均無霜期195d。年降水量603.1mm,降水時段主要集中在夏秋兩季,易形成地表徑流,這為濕地的形成創(chuàng)造了適宜的氣候條件。保護區(qū)內的土壤以沼澤土、潮土濕地 土壤類型為主,土質粘重,使水分不易下泄,易形成地表水。

2 調查方法

在漢石橋保護區(qū)核心區(qū)與周邊地區(qū)共設置121個調查點,于2020年4月至2021年4月進行實地調查采樣。依據各調查點的生境和地形共隨機設立喬木樣方85個,面積為10m×10m,草本樣方115個,面積為1m×1m。調查記錄植物群落分布、植物種類和數量、植被蓋度等信息。對重復樣方的數據取其平均值進行計算。按恩格勒植物自然分類系統(tǒng)對記錄到的植物分類編目,并根據吳征鎰[3]對中國種子植物屬的分布區(qū)劃分標準,分析漢石橋地區(qū)植物屬的地理分布。根據《中國濕地植被》[4]的分類標準,將濕地植被類型分析歸類,利用Simpson多樣性指數(D)和Shannon-Wiener多樣性指數(H)測定主要濕地植物群落多樣性,計算公式如下:

Pi=Ni/N

式中:S為物種數目,Pi為屬于種i的個體在全部個體中的比例,Ni為種i的個體數,N為群落中全部物種的個體數。

3 結果與分析

3.1 植物科屬與種類變化

如表1所示,本次調查在核心區(qū)與周邊區(qū)域共發(fā)現維管束植物(包含栽培與歸化植物)75科184屬280種(未包括變種、變型)。

表1 漢石橋濕地維管束植物科屬組成Tab.1 Composition of wetland vascular plants at Health Bridge Wetland in family and genus

(續(xù)表)

與2006年漢石橋濕地自然保護區(qū)總體規(guī)劃調查的69科、191屬、292種數據相比較,本次調查新發(fā)現的野生植物屬包括:糖芥屬(Erysimum)、鵝腸菜屬(Myosoton)、唐松草屬(Thalictrum)、米口袋屬(Gueldenstaedtia)、車軸草屬(Trifolium)、酢漿草屬(Oxalis)、牻牛兒苗屬(Erodium)、老鸛草屬(Geranium)、葉下珠屬(Phyllanthus)、檉柳屬(Tamarix)、杠柳屬(Periploca)、雞矢藤屬(Paederia)、半夏屬(Pinellia)等。新發(fā)現的野生植物種包括:小花糖芥(Erysimumcheiranthoides)、習見蓼(Polyganumplebeium)阿穆爾酸模(Rumexamurensis)、齒果酸模(R.dentatus)、羊蹄(R.japonicus)、長芒莧(Amaranthuspalmeri)、皺果莧(Am.viridis)、箭頭唐松草(Thalictrumsimplexvar.brevipes)、匍匐委陵菜(Potentillareptans)、狹葉米口袋(Gueldenstaedtiastenophylla)、白車軸草(Trifoliumrepens)、鼠掌老鸛草(Geraniumsibiricum)葉下珠(Phyllanthusurinaria)、檉柳(Tamarixchinensis)、杠柳(Periplocasepium)、雞矢藤(Paederiafoetida)、北山萵苣(Lagediumsibiricum)、蔞蒿(Artemisiaselengensis)、尖嘴薹草(Carexleiorhyncha)、掌葉半夏(Pinelliapedatisecta)等。栽培種類新增楸樹(Catalpabungei)、禾葉山麥冬(Liriopegraminifolia)、紫玉簪(Hostaalbo-marginata)等。其中匍匐委陵菜(P.reptans)是北京市新紀錄種[5],長芒莧(Am.palmeri)是惡性入侵雜草[6-7]。長芒莧于2016年12月12日被中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部列為第四批外來入侵物種,嚴重危害我國的生態(tài)壞境,需檢測其種群擴散并應即時清除。

相較2006年規(guī)劃調查減少種包括:卷心菜(Brassicaoleracea)、白菜(B.pekinensis)、蘿卜(Raphanussativus)、大豆(Glycinesoja)、落花生(Arachishypogaea)、蠶豆(Viciafaba)、西葫蘆(Cucurbitapepo)、苦瓜(Momordicacharantia)、西瓜(Citrulluslanatus)、高梁(Sorghumvulgare)、小麥(Triticumaestivum)等栽培作物,主要與保護區(qū)周邊退耕還林或栽培作物未在調查點內有關。此外,部分野生植物屬未調查到:繁縷屬(Stellaria)、蕁麻屬(Urtica)、柳葉菜屬(Epilobium)、丁香蓼屬(Ludwigia)、地筍屬(Lycopus)、雨久花屬(Minichiria)。

整體而言,漢石橋濕地保護區(qū)及其周邊植物種類出現中生植物顯著增多,濕生植物略有減少的變化。

3.2 維管束植物生活型分析

維管束植物按生活型劃分,有挺水植物19種,包括:蓮(Nelumbonucifera)、香蒲(Typhaorientalis)、達香蒲(T.davidiana)、短序香蒲(T.lugdunensis)、小香蒲(T.minima)、球序香蒲(T.pallida)、黑三棱(Sparganiumstoloniferum)、澤瀉(Alismaplantago-aquatica)、野慈菇(Sagittariatrifolia)、慈菇(S.trifoliavar.sinensis)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、茭白(Zizanialatifolia)、扁稈藨草(Scirpusplaniculmis)、藨草(S.triqueter)、水蔥(S.validus)、水毛花(S.triangulatus)、螢藺(S.juncoides)、菖蒲(Acoruscalamus)、黃花鳶尾(Iriswilsonii)。浮水植物11種,包括:滿江紅(Azollaimbricata)、槐葉萍(Salvinianatans)、兩棲蓼(Olygonumamphibium)、芡實(Euryaleferox)、睡蓮(Nymphaeatetragona)、紅睡蓮(N.albavar.rubra)、細果野菱(Trapamaximowiczii)、荇菜(Nymphoidespeltata)、水鱉(Hydrocharisdubia)、浮萍(Marsileaquadrifolia)、紫萍(Spirodelapolyrhiza)。沉水植物9種,包括:金魚藻(Ceratophyllumdemersum)、穗狀狐尾藻(Myriophyllumspicatum)、狐尾藻(M.verticillatum)、菹草(Potamogetoncrispus)、眼子菜(P.distinctus)、馬來眼子菜(P.malaianus)、篦齒眼子菜(P.pectinatus)、穿葉眼子菜(P.perfoliatus)、黑藻(Hydrillaverticillata)。濕生植物51種,包括:犬問荊(Equisetumpalustre)、水蓼(Polygonumhydropiper)、酸模葉蓼(Polygonumlapathifolium)、茴茴蒜(Ranunculuschinensis)、石龍芮(R.sceleratus)、球果蔊菜(Rorippaglobosa)、沼生蔊菜(R.palustris)、水芹(Oenanthejavanica)、豬殃殃(Galiumaparine)、狼杷草(Bidenstripartita)、鱧腸(Ecliptaprostrata)、牛鞭草(Hemarthriasibirica)、尖嘴薹草(Carexleiorhyncha)、褐穗莎草(Cyperusfuscus)、球穗莎草(C.glomeratus)、旋鱗莎草(C.michelianus)、白鱗莎草(C.nipponicus)、針藺(Heleocharisvalleculosaf.setosa)、卵穗針藺(E.ovata)、復序飄拂草(Fimbristylisbisumbellata)、燈心草(Juncuseffusus)等,共計90種濕地植物,占此次調查維管束植物總數的32.14%。

3.3 種子植物屬的分布區(qū)類型

采用吳征鎰對中國種子植物屬的分布區(qū)劃分標準,將調查到的種子植物歸入15個類型,6個變型。在181個屬中,世界分布類型有39屬、北溫帶分布類型有36屬、泛熱帶分布類型有28種,分別占總數的 21.55%,19.89%和15.47%(表2)。世界分布和北溫帶分布型包括較多的草本植物,也是漢石橋地區(qū)乃至北京地區(qū)濕地植物群落類型的主要建群種(眼子菜群落、狐尾藻群落、金魚藻群落、荇菜群落、蘆葦群落、香蒲群落、莎草群落和苔草群落等群落類型)或優(yōu)勢種(如蓼屬、藜屬、蒿屬、稗屬等)。

表2 漢石橋濕地種子植物的分布區(qū)類型Tab.2 Distribution types of seed plants in the Health Bridge Wetland

3.4 濕地植被類型及分布

根據《中國濕地植被 》的劃分標準。調查中的植物濕地類型主要為草叢沼澤植物型組和淺水濕地植物型組,下分4個植被型和29個群系類型(表3)。

表3 漢石橋主要濕地植被類型Tab.3 Types of vegtation in the Health Bridge Wetland

3.5 主要濕地植物群系多樣性分析

如表4所示,蘆葦群系中所包含的物種數最多,為11種。究其原因主要為:1)蘆葦在漢石橋濕地分布廣泛,生境較為多樣；2)由于群系高度優(yōu)勢、結構復雜,導致多種層間植物攀附,例如:圓葉牽牛、野大豆、葎草、蘿藦等。芡實群系物種數最低,其主要分布在核心區(qū)水塘,該區(qū)域芡實優(yōu)勢明顯、蓋度大,水較深、沉水植物不能存活。偶有細果野菱、浮萍、紫萍伴生。

菰-蘆葦群系和黑三棱群系的Simpson多樣性指數與Shannon-Wiener多樣性指數明顯高于其他群系,菰-蘆葦群系為菰和蘆葦的混生群落,并伴生有香蒲,故優(yōu)勢種優(yōu)勢并不明顯,物種間個體分布較為均勻,多樣性指數高。黑三棱群系由于群系蓋度較低,較低矮的濕生草本和浮水植物可以接受到良好的光照條件,植物種類較為豐富,故多樣性指數高。犬問荊群系和扁桿藨草群系的Simpson指數和Shannon-Wiener指數均明顯低于其它群系,其分布在溝渠、水塘等淺水區(qū)域,土壤水分條件好,具有匍匐根狀莖,其營養(yǎng)生長快,故常形成單優(yōu)勢種群落導致多樣性指數低。除此之外蘆葦群系、球穗莎草群系、褐鱗莎草群系、稗-假稻群系、細果野菱群系均有較高的多樣性指數,說明漢石橋濕地豐富的植物種類,濕地植被類型多樣、復雜,各個植被群系均具有較高的物種多樣性,使得漢石橋濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較高的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。但應注意核心區(qū)蓄水量和水質的檢測,水深且透明度低不利于沉水植物生存,故導致核心區(qū)沉水植物種類和生物量較少。

4 討論與建議

1)調查發(fā)現漢石橋保護區(qū)內栽培植物65種,占調查總數的23.2%。栽培引種等園藝生產活動往往會將土壤中植物種子、繁殖體帶入保護區(qū)。調查新發(fā)現的匍匐委陵菜(P.reptans),其種群主要分布在栽培樹種周邊的草地,推測可能隨栽培引入。此外,長芒莧(Am.palmeri)為惡性入侵雜草,主要分布在保護區(qū)周邊農田和荒地,推測可能隨農業(yè)活動,通過混入作物種子引入。外來植物在本地區(qū)能夠生存并繁衍種群的稱為規(guī)劃植物,這些植物可能對本地生態(tài)系統(tǒng)沒有明顯的影響,也可能會對生態(tài)環(huán)境、經濟和人類健康造成危害并被稱為入侵植物。故需建立外來植物的風險評估體系,加強對外來物種的野外檢測。每年定期普查,建立種群分布,種群密度等動態(tài)數據,隨時更新以便開展研究與治理。入侵植物往往適應能力強,一旦發(fā)現應該及時采取人工拔除等措施清理,對于已在保護區(qū)內建立種群的,應進行科學的管控和清除,防止擴散[8]。

2)漢石橋濕地周邊為居民居住區(qū)、農田區(qū)和人工林,在這些區(qū)域分布著藜(Chenopodiumalbum)、反枝莧(Am.retroflexus)、諸葛菜(Orychophragmusviolaceus)、打碗花(Calystegiahederacea)、圓葉牽牛(Ipomoeapurpurea)、小蓬草(Erigeroncanadensis)等眾多中生植物,中生植物適應力強,生態(tài)幅廣,往往會向濕地侵入。因此,要保持并進一步恢復濕地周邊的水文環(huán)境,減少人類活動的干擾,使周圍環(huán)境與濕地生態(tài)系統(tǒng)相協調。維持濕地植物的生存空間和物種多樣性,才能更好的發(fā)揮濕地生態(tài)系統(tǒng)的經濟與生態(tài)價值。