劉烈旺 張 苗 古佳瑋 區(qū)卓賢朱鏵楠 陳紅躍

(1.東莞市城市管理和綜合執(zhí)法局松山湖分局，廣東 東莞 523808；2.華南農業(yè)大學 林學與風景園林學院，廣東 廣州510642)

植物群落是指在特定時間內一定的地段中共同生活在一起的植物長期彼此作用而形成的一種有規(guī)律的多種植物集合。植物群落基本特征有物種組成、物種數量及相應的結構，其中物種組成是區(qū)別不同群落、研究群落與環(huán)境相互關系的首要特征[1]。作為濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，濕地植物群落能反映濕地的凈化功能和生態(tài)效益[2]。已有的一些研究，從不同角度分析了濕地的植物群落特征[2-3]。濕地植物群落的水源涵養(yǎng)功能主要由植被層、枯落物層、土壤層等對水分的調蓄和再分配上，以土壤和枯落物起主導作用。土壤作為一個重要的生態(tài)環(huán)境因子，是支持植物生長的重要自然資源。土壤物理性質通過其溫度、通氣、內部化學反應的作用，影響植物的生長，決定植物群落結構的組成[4-5]?？萋湮飳泳哂薪档屯寥廊葜?、維持土壤水分平衡、截持降雨的功能[6]。

本文選擇東莞燕嶺濕地公園6 種植物群落為研究對象，從植物種類和數量、生長、枯落物量以及土壤持水特性等方面進行研究，比較該濕地公園不同群落的特征，為該濕地公園的植物景觀營造提供指導，同時為濕地公園植物群落研究提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

東莞燕嶺濕地公園位于廣東省東莞市東莞國家城市濕地公園的西北端，地理坐標范圍為113°89’～113°91’E，23°08’～23°09’ N， 由 三 個 水質生態(tài)凈化功能區(qū)、生態(tài)眼與中線的一條排渠構成三塊、一點、一軸的空間格局，總占地面積62.7 hm2。東莞燕嶺濕地公園屬南亞熱帶季風氣候，日照充足，雨量充沛，氣候溫和，年平均氣溫23.3 ℃，年均濕度77.9%，年均降水量2 042.6 mm；土壤類型為赤紅壤、山地紅壤、山地黃壤；植被類型是季風常綠闊葉林[7]。東莞燕嶺濕地公園主要采用生態(tài)氧化、高效垂直流人工濕地和自然濕地的組合工藝，生態(tài)氧化池出水通過高位自流進入燕嶺濕地處理工藝的核心部分——人工濕地。人工濕地能夠利用基質—植物—微生物復合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學和生物三重協調作用實現對廢水的高效凈化，促進綠色植物生長、增產，實現廢水的資源化與無害化。末端修建塘床交替的自然濕地系統(tǒng)進一步凈化水質、實現生態(tài)修復和調節(jié)城市小氣候、增加生物多樣性。植物作為復合生態(tài)系統(tǒng)中的基礎成分之一，發(fā)揮著重要的生態(tài)價值。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地選擇 通過踏查，在燕嶺濕地公園人工濕地水質凈化區(qū)和自然濕地一區(qū)選擇具有代表性的6 種植物群落，各設置面積為20 m×20 m 的樣地，樣地的基本情況見表1。

表1 樣地概況Table 1 Basic information of sample plot

1.2.2 樣地調查 在各樣地內隨機選取9 個點，每點采集31.7 cm×31.7 cm 的枯落物并稱重，采用室內浸水法和烘干法進行內業(yè)實驗，并按照《森林土壤定位研究法》[8]測定和計算枯落物蓄積量、含水率以及持水量等指標。在上述各點同時采集0～20 cm 層的1 個環(huán)刀和小鋁盒，帶回室內，按照《土壤物理性質測定法》，測定土壤物理特性和持水性指標[9-10]。

2 結果與分析

2.1 各群落植物種類

調查表明（表2），6 個樣地的植物物種數共有72 種，隸屬于45 科64 屬。其中喬木層16 科26 屬33 種，占植物種類總數的47.1%，喬木層樹種常綠植物與落葉植物種數比為1:3.2；灌木層16 科19 屬20 種，占總種數的28.6%；草本層13 科19 屬19 種，占27.1%。喬木層植株數量最多的為落羽杉群落，灌木層面積最大的為黃槐決明+紅花羊蹄甲群落，其次為落羽杉群落，草本層面積最大的為落羽杉群落，其次為蒲葵+垂柳群落。喬木層植物共記錄有258 株。其中，落羽杉種植的數量最多，達101 株；其次為黃槐決明、銀合歡、水黃皮、秋楓Bischofia javanica、垂柳、蒲葵等。灌木層面積排前三的植物依次是長隔木Hamelia patens、萼距花Cuphea hookeriana和翅莢決明Cassia alata，草本層面積排前三的植物則是海芋Alocasia macrorrhiza、鳶尾Iris tectorum和文殊蘭Crinum asiaticum。從植物配置上看，不同群落各層混交的植物基本上都為3 種。樹種組成上，外來樹種略多。

表2 樣地各層次主要植物Table 2 Main plants at all levels in the sample plot

2.2 各群落喬木樹種生長狀況

各樣地植物群落之間喬木層植物生長在不同指標上各有差異，見表3。6 個樣地的平均胸徑在11.70～29.31 cm 之間。其中，蒲葵群落（樣地1）植物平均胸徑最大，且與其他群落有顯著性差異。而水黃皮群落（樣地3）植物平均胸徑最小。在各樣地植物樹高方面，喬木層樹木平均樹高在6.11～9.22 m 之間。其中，蒲葵群落（樣地1）植物平均樹高最大，其次為落羽杉群落（樣地5），平均樹高9.13 m，黃槐決明+木棉群落（樣地4）植物平均樹高最小，僅6.11 m。6 個樣地植物冠幅方面，喬木層樹木平均冠幅在2.36～4.96 m 之間。其中，蒲葵群落（樣地1）植物平均冠幅最大，落羽杉群落（樣地5）最小。

表3 樣地喬木層植物生長情況Table 3 Growth of arbor layer plants in the sample plot

2.3 各群落林地枯落物量及其持水能力

從表4 的各指標大小比較，持水率最大的為黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（515.47%），最小的為蒲葵群落（277.43%）；持水量最大的為黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（6.54 t·hm-2），最小的為蒲葵群落（3.85 t·hm-2）?？萋湮锏淖畲髷r蓄量和最大攔蓄率在不同群落的變化不同。攔蓄量最大的為銀合歡群落（6.16 t·hm-2），最小的為蒲葵群落（3.54 t·hm-2）；攔蓄率最大的為黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（477.13%），最小的為蒲葵群落（254.53%）。由于枯落物最大持水率對枯落物層的攔蓄能力估算結果偏高，一般采用有效攔蓄量估算枯落物對降雨的實際攔蓄量。各樣地枯落物有效攔蓄量和有效攔蓄率的群落間變化分別與最大攔蓄量和最大攔蓄率一致。其中，銀合歡群落（樣地2）枯落物的有效攔蓄量最大，達5.19 t·hm-2；黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（樣地6）枯落物的有效攔蓄率最大，達399.81%，其枯落物保持水土能力最強。蒲葵群落（樣地1）枯落物的有效攔蓄量和有效攔蓄率都最小，分別為2.96 t·hm-2和212.92%。綜合表明，銀合歡群落（樣地2）和黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（樣地6）枯落物對降水的攔蓄能力最好。

表4 樣地枯落物特征Table 4 Characteristics of litter in the sample plot

2.4 各群落土壤物理特性和持水能力

6 個 樣 地0～20 cm 土 層 土 壤 物 理 性 質 如表5?？梢钥闯觯鳂拥赝寥廊葜氐淖兓秶?.27～1.75 g·cm-3之間，其中最大的為黃槐決明+木棉群落（1.27 g·cm-3），最小的是蒲葵群落（1.75 g·cm-3）；總孔隙度最大的是黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（52.14%），最小的是蒲葵群落（34.02%）。

表5 樣地0～20 cm 土壤物理性質Table 5 Physical properties of 0～20 cm soil in the sample plot

土壤非毛管貯水一般被視為該土壤有效貯水能力，土壤的通氣性和透水性取決于土壤的總孔隙度和非毛管孔隙度，當它們的值分在50%和20%～40%左右時，土壤的通氣性和透水性較強。由此可見，黃槐決明+木棉群落（樣地4）和黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（樣地6）土壤的貯水能力較強，而水黃皮群落（樣地3）土壤吸收、貯存降水的能力較強。

土壤貯水特性反映了土壤涵蓄調配水分的能力。土壤貯水量由各種孔隙度與土層厚度表征，毛管孔隙度表征吸持貯水量，非毛管孔隙度表征滯留貯水量，兩者之和為飽和貯水量。各樣地的土壤貯水特性如表6 所示。由表6 可知，各樣地土壤0～20 cm 層飽和貯水量最大的是黃槐決明+木棉群落（1 042.74 t·hm-2），最小的是蒲葵群落（680.40 t·hm-2）；吸持貯水量最大的為水黃皮群落（519.47 t·hm-2），最小的為蒲葵群落（146.53 t·hm-2）；滯留貯水量最大的為黃槐決明+木棉群落（684.34 t·hm-2），最小的是銀合歡群落（315.35 t·hm-2）。由此推斷，黃槐決明+木棉群落（樣地4）土壤具有較強的持水能力和涵養(yǎng)水源的效果。

表6 樣地0～20 cm 土壤貯水特性 t·hm-2 Table 6 Characteristics of 0～20 cm soil water storage in sample plots

3 結論與討論

本研究結果表明，該濕地公園的6 種植物群落的樣地植物種類共有72 種，隸屬于45 科64屬，其中喬木層16 科26 屬33 種，占植物種類總數的47.1%，喬灌草植物種類比為1:0.61:0.58。不同群落各層混交的植物基本上都為3 種。樹種組成上，外來樹種略多。喬木層植物生長指標中，蒲葵群落（樣地1）植物的平均胸徑、樹高和冠幅均為最大，且與其他群落有顯著差異。

整體上看，6 種植物群落中，蒲葵群落的枯落物各項指標顯著低于其它5 種群落。黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（樣地6）的蓄積量、最大攔蓄率和有效攔蓄率值均最大，銀合歡群落（樣地2）的最大攔蓄量和有效攔蓄量的值最大。這可能與黃槐決明+紅花羊蹄甲群落（樣地6）和銀合歡群落（樣地2）中的紅花羊蹄甲的落花及黃槐決明、銀合歡的落果有關。與王忠禹等的研究均相近[11]。6 種植物群落的土壤容重的變化范圍在1.27～1.75 g·cm-3之間，其中最大的為黃槐決明+木棉群落（1.27 g·cm-3），其飽和貯水量也最大，最小的是蒲葵群落（1.75 g·cm-3），其飽和貯水量也最小。黃槐決明+木棉群落（樣地4）土壤具有較強的持水能力和涵養(yǎng)水源的效果。

總體上看，土壤層持水能力強于枯落物層；土壤總孔隙度變化與土壤容重變化成反比例關系，與胡靜霞、楊玥等研究相似[12-13]。黃槐決明+木棉群落（樣地4）土壤持水能力最強，涵養(yǎng)水源效果最好。其原因可能是土壤非毛管孔隙度較大，通透性好，降水下滲較快，減少地表徑流，從而起到更好地涵養(yǎng)水源的作用。