摘要 采用分層取樣法對合川區(qū)消落帶植被進行實地調研,結果表明:合川區(qū)消落帶植物有296種,涵蓋了77科205屬,以禾本科和菊科為主;草本植物占比82.77%,在調研植被中占主導地位;消落帶人工干預相對較少,野生植物占比達85.81%,成為主要來源;外來入侵植物的風險相對較小,仍需要加強監(jiān)測和關注;雙穗雀稗、棒頭草、野古草等被確定為優(yōu)勢種,在不同高程帶均有相應代表性的植物群落。最后,結合調研數據和分析,提出了消落帶植物配置建議。
關鍵詞 消落帶;植被特征;植物配置;重慶市合川區(qū)
中圖分類號 X 173 文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2024)20-0100-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.024
開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
Study on Vegetation Characteristics of the Water-level Fluctuation Zone in Hechuan District, Chongqing
DU Kai-wei SHU Cheng-ji2,JIANG Zi-yi1
(1.School of Architecture and Design,Chongqing College of Humanities and Technology,Chongqing 401524;2.Ecological Environment Research Center of the Chinese Academy of Sciences, State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Beijing 100085)
Abstract The field survey of vegetation in the water-level fluctuation zone of Hechuan District was conducted using stratified sampling method, the results showed that the water-level fluctuation zone in Hechuan District harbored 296 plant species, spanning 77 families and 205 genera, with Poaceae and Asteraceae being predominant; herbaceous plants constituted a substantial 82.77%, establishing their dominance in the surveyed vegetation.Human intervention in the water-level fluctuation zone was relatively limited, with wild plants accounting for an impressive 85.81%, emerging as the primary contributors to the vegetation. The overall risk of invasive alien species was relatively low, but continuous monitoring and attention were deemed necessary. Dominant species such as Setaria viridis, Echinochloa crusgalli and Eleusine indica were identified, displaying representative plant communities across different elevation zones.In conclusion, based on the research data and analysis, this study proposed recommendations for the vegetation configuration within the water-level fluctuation zone.
Key words Water-level fluctuation zone;Vegetation characteristic;Plant allocation;Hechuan District,Chongqing
消落帶是指水庫、江河和湖泊等水體季節(jié)性漲落,使水陸銜接地帶的土地被周期性淹沒和出露成陸而形成的干濕交替地帶[1]。消落帶植物在維護消落帶生態(tài)平衡、凈化水質、防洪減災以及提供生態(tài)景觀等方面發(fā)揮著至關重要的作用,植被的保護和合理利用對于促進區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善和提升生態(tài)景觀至關重要。重慶市合川區(qū)位于嘉陵江、涪江和渠江三江匯合之處,擁有豐富的消落帶資源,目前對其植被特征的研究尚未形成系統(tǒng)的認知和深入的分析。該研究以合川區(qū)消落帶植被為研究對象,結合消落帶生境的特點,通過實地調研和深入分析相關資料,探究合川區(qū)消落帶植物的組成、生活型、來源、優(yōu)勢種等基本狀況,旨在全面了解合川區(qū)消落帶植物的種類及種群特征,從而為消落帶植被的保護及景觀提升設計提供科學支撐。
1 資料與方法
1.1 研究區(qū)域概況
重慶市合川區(qū)位于重慶市西北部,地處長江上游地區(qū),屬于亞熱帶季風濕潤氣候區(qū),年平均氣溫約18 ℃,年降雨量在1 130 mm左右。合川區(qū)境內嘉陵江、涪江、渠江流經此地,三江交匯形成了豐富的水域生態(tài)系統(tǒng)和獨特的自然景觀。該研究選取重慶市合川區(qū)沿江流域的枯水線和洪水線之間的帶狀區(qū)域作為研究區(qū)域,根據實地調研結合專家建議,在奧維地圖共選取12個調研樣地,分別在嘉陵江沿岸、涪江沿岸、渠江沿岸選取4個樣地(圖1),通過實地調研得出合川區(qū)消落帶植被的基本特征。
1.2 研究方法
1.2.1 調研方法。
通過文獻研讀及專家建議并結合消落帶特殊生境特征,此次調研中植物樣方采取分層取樣法。實地調研得出合川區(qū)消落帶高差為30 m,每個層次的高程為10 m,該研究分別稱為上層、中層和下層。沿垂直于水流方向每隔5 m設定一個樣帶,每個樣地各做5條樣帶。該研究樣地為12個,樣帶數量60個。其中喬木樣方面積為10 m×10 m,灌木樣方面積為5 m×5 m,草本和藤本樣方面積為1 m×1 m。調查并記錄樣方內植物種類、植物生長狀況、多度、蓋度、頻度等基本數據[2]。
1.2.2 數據分析。
調研并記錄樣地中喬木層的名稱、株數、高度、冠幅、胸徑、生長狀況,灌木層的名稱、蓋度、高度、面積、生長狀況,草本和藤本層的名稱、蓋度、高度、生長狀況等[3]。其中植物名稱參考《中國植物志》進行判斷和名稱確定,以確保植物種名準確無誤。植物的高度、冠幅、胸徑、蓋度、面積等用測高儀或卷尺測量得出。
重要值能夠客觀體現植物種群在群落中的作用及地位,從而得出優(yōu)勢種植物。根據調查得到的數據分別計算喬木和灌木各層植物的重要值(IV1)、藤本和草本各層植物的重要值(IV2),具體計算公式如下[4]:
IV1=(相對多度+相對頻度+相對顯著度)/3
IV2=(相對高度+相對頻度+相對蓋度)/3
其中:相對多度是指該種植物的個體數與同一生活型植物的個體總數之和的比;相對頻度是該種植物的頻度與所有植物頻度之和的比;相對顯著度是指該種植物的顯著度與所有植物顯著度之和的比;相對高度是指該種植物的平均高度與所有植物的平均高度之和的比;相對蓋度是指該種植物的蓋度與所有植物蓋度之和的比。
2 結果與分析
2.1 消落帶植物物種組成
2.1.1 植物科屬種組成。
通過野外調查和文獻資料分析得出合川區(qū)消落帶植物共有296種,隸屬于77科205屬(表1)。其中,較大科有3科,分別是禾本科、菊科、莎草科,占總科數的3.90%,包含80個屬105個種,占總屬數的39.02%,占總種數的35.47%;中等科有8科,占總科數的10.39%,分別是大戟科、唇形科、豆科、葡萄科等,包含36個屬60個種,占總屬數的17.56%,占總種數的20.27%;小型科有36科,占總科數的46.75%,包含59個屬101個種,占總屬數的28.78%,占總種數的34.12%;單種科有30科,占總科數的38.96%,包含30個屬30個種,占總屬數的14.64%,占總種數的10.14%。
2.1.2 植物生活型組成。
該研究將植物生活型分為喬木、灌木、草本、藤本4種類型。從表2可以看出,合川區(qū)消落帶以草本植物為主,草本共245種,占比82.77%,其余類型植物占比少。在消落帶下層,植物群落類型為低矮的草叢,常見優(yōu)勢種有雙穗雀稗、扁穗牛鞭草、狗牙根、馬唐、水蓼、地瓜藤等。在消落帶中層,植物群落類型包括低矮草叢、高草草叢與灌叢等,其中高草草叢主要由甜根子草、芒、卡開蘆等組成,灌叢由大葉醉魚草、杭子梢、秋華柳等組成。在消落帶上層,主要為灌叢及少量喬木,常見種類有中華蚊母樹、大葉醉魚草、小梾木、楓楊、垂柳等。
2.1.3 植物來源。
通過對合川區(qū)消落帶植物來源分析得出合川區(qū)消落帶野生植物共計254種,占調研植物總種數的85.81%。總體來看,野生種主要存在于草本植物中,以禾本科、菊科植物為主,栽培種中喬木占比較多,通過實地調研得出合川區(qū)消落帶3個高程中上層受人為干擾較大,中層、下層受人為干擾較少,中層和下層中的草本植物占據了消落帶野生植物的較大比例。
2.1.4 維管束植物種類。根據對消落帶調研樣地的實地調研,裸子植物1科2屬2種(表3),分別為杉科池杉屬的池杉及落羽杉屬的落羽杉,2種植物均為耐水濕喬木,在消落帶中存在于上層高程帶。蕨類植物2科3屬4種,如鐵線蕨科鐵線蕨屬的鐵線蕨、鳳尾蕨科鳳尾蕨屬的鳳尾蕨等。被子植物74科200屬290種。該研究結果與重慶市消落帶植被特征相吻合,能體現消落帶的植被類型特征[5]。
2.1.5 外來入侵植物等級組成。
通過查閱《中國入侵植物名錄》及中國外來入侵物種信息系統(tǒng),將入侵植物分為5個等級:惡性入侵(1級)、嚴重入侵(2級)、局部入侵(3級)、一般入侵(4級)、有待觀察(5級)[6]。合川區(qū)消落帶生態(tài)系統(tǒng)中,外來入侵植物對生態(tài)系統(tǒng)的危害不容忽視,可能直接影響消落帶的緩沖、過渡等功能[7]。通過調研得出共計38種外來入侵植物,占調研植物總數的12.85%(表4)。由于入侵程度各異,其對生態(tài)系統(tǒng)的潛在威脅不盡相同,其中入侵等級較高的1~3級植物,雖僅占所有植物種類的2.37%,但對消落帶生態(tài)平衡的破壞力尤為顯著,對原生植被造成不可逆的損害。入侵等級較低的4~5級入侵植物種類較多,共計31種,占所有植物種類的10.48%,此類植物雖危害等級較低,但長期存在會逐漸改變消落帶的物種組成與群落結構。因此,詳細分析消落帶外來入侵植物的危害等級及其影響,為制定科學合理的消落帶生態(tài)修復與管理策略提供了堅實的理論依據。
2.1.6 植物觀賞類型組成。
植物景觀的觀賞性表現在顏色、形態(tài)等方面,并隨時間變化而發(fā)生變化。通過實地調研,重慶市合川區(qū)消落帶的觀賞類型主要集中于觀花、觀葉、觀果、觀形、觀根莖、復合觀賞。
如表5所示,此次調研發(fā)現觀葉類植物有68種,占植物總種數的22.97%,其中以綠色葉植物的種類居多;消落帶觀花類植物共有22種,占植物總種數的7.43%,在觀賞類別中占比較少,主要是春季、夏季觀花植物。調研發(fā)現,觀形、觀果、復合觀賞型的植物數量少,占比低,為2.03%~3.72%;觀根莖類植物共179種,占比最高,為60.47%,主要為草本植物,如李氏禾、狗尾草、狼尾草、雀稗等。由于消落帶以草本植物為主,故觀根莖類、觀葉類植物占比較多,其他觀賞型較少,后期消落帶景觀設計時適當增加相應的觀賞種類,以滿足觀賞需求。
2.2 消落帶植物生長狀況分析
消落帶植物生長狀況的好壞直接影響著群落穩(wěn)定及景觀效果,該研究將植物健康狀況劃分為5個等級:優(yōu)(1級)、良(2級)、中(3級)、差(4級)、死亡(5級)[8]。從表6可以看出,重慶合川區(qū)消落帶植物處于1級、2級的占比為66.51%,植物生長總體狀況較好,對消落帶整體的景觀、生態(tài)功能發(fā)揮著重要作用。按植物生活型分析來看,草本、藤本生長狀況較好,而灌木死亡率較高,消落帶中大部分植物為野生草本植物,已適應消落帶特殊的生境特征,故野生草本、藤本生長較佳;而灌木除野生種外,在人工干預較多的樣地中,人為種植的灌木因無法適應消落帶特有的濕潤土壤環(huán)境而呈現出明顯的生長不良乃至死亡狀態(tài)。后期消落帶改造設計時,應根據消落帶或消落帶特殊生境類型進行合理配置,構成穩(wěn)定的植物群落。
2.3 消落帶植物的優(yōu)勢種及植物群落類型
根據野外調查數據,對樣方中植物優(yōu)勢度進行計算,得到優(yōu)勢種為雙穗雀稗、棒頭草、野古草、甜根子草、狗牙根、香附子、扁穗牛鞭草、秋華柳、蘆竹、白茅、卡開蘆、馬唐、大葉醉魚草、鱧腸、杭子梢、狗尾草、喜旱蓮子草、中華蚊母樹、小酸漿、小蓬草、蜈蚣草、楓楊、構樹等。
水位變化特征是影響植物沿水位梯度分布和恢復的關鍵因素,淹水的持續(xù)時間、頻率和水深對植物群落的組成和分布格局產生重要影響。合川區(qū)消落帶的植物群叢以草叢、高草草叢、灌叢為主,灌叢主要有小梾木灌叢、蚊母樹灌叢、秋華柳灌叢、醉魚草灌叢、胡枝子灌叢、杭子梢灌叢;高草草叢主要有芒草叢、斑茅草叢、蒲葦草叢、蘆葦草叢、蘆竹草叢、甜根子草草叢;草叢主要包括雙穗雀稗草叢、狗牙根草叢、鬼針草草叢、牛筋草草叢、問荊草叢、棒頭草草叢、喜旱蓮子草草叢。
3 消落帶植物配置建議
3.1 根據水文條件,合理配置消落帶植物
在合川區(qū)消落帶植物配置過程中,為應對場地生態(tài)因子的梯度性,總體布局需根據水文條件進行分層處理,消落帶植物群落由于水位的周期性變化表現出層級性[9]。基于植被與水的關系,fUYz8e5C693eGQx8pmACHQ==將消落帶植被劃分為上層、中層和下層3個梯度層級,景觀規(guī)劃應尊重城市區(qū)域消落帶土地及水位季節(jié)性規(guī)律變化的動態(tài)過程[10]。在具體區(qū)域的植物選擇上,需要考慮場地現狀和景觀需求,以科學搭配適生植物。進一步對消落帶各層級的鄉(xiāng)土適生植物進行深入研究和篩選,提高植被修復效果,優(yōu)化植物景觀的生態(tài)適應性。
3.2 保護與促進優(yōu)勢種群發(fā)展
通過調研數據和詳細分析,科學選擇消落帶植物種類。鑒于雙穗雀稗、野古草等植物在消落帶中占據重要的生態(tài)位,以及不同高程層均有代表性植物群叢,保護其生存有助于維持植被的穩(wěn)定性及生態(tài)平衡,植物配置時參照調研數據選取優(yōu)勢種構建穩(wěn)定的植物群落。
3.3 防控外來入侵植物 消落帶植物群落的穩(wěn)定性對于其生態(tài)功能和觀賞功能的發(fā)揮具有至關重要的作用,穩(wěn)定的植物群落能夠更有效地維持消落帶的生態(tài)平衡,促進生物多樣性,同時提升該區(qū)域的自然景觀價值,滿足生態(tài)修復和旅游觀賞。對于已呈現入侵態(tài)勢的物種,應根據消落帶植物群落現狀特征,采取相應治理措施。對于無明顯危害的外來物種,也應加強關注,結合長期觀測進行植物適應及擴散機制研究。在進行消落帶景觀營造和生態(tài)修復時,應以鄉(xiāng)土植物為主,謹慎引入外來植物,并建立生物入侵的風險評價體系。
3.4 提升消落帶觀賞價值
消落帶植物觀賞類型較為單一,以草本植物觀根莖、觀葉為主,其中觀葉植物主要為綠色葉,應根據消落帶不同層次的生境特征,適度引入觀花、彩色葉等類型植物,如紅千層、烏桕、榔榆、山桃草等植物,提高消落帶景觀的多樣性和吸引力。
3.5 加強對灌木層的關注
根據植物生長狀況的分析,由于灌木層的死亡率相對較高,建議在植被配置中加強對灌木層的關注,選擇適應濕潤土壤環(huán)境的灌木種植,以提高其生存率,形成穩(wěn)定、豐富的植物群落景觀。
4 小結
該研究通過系統(tǒng)的實地調研與詳盡的數據分析,得出了合川區(qū)三江流域消落帶植被的生活型分布、來源構成及外來入侵狀況等關鍵特征。合川區(qū)三江流域消落帶植物種類繁多,共計296種,隸屬于77科205屬,其中禾本科和菊科植物占據顯著優(yōu)勢,草本植物作為消落帶生態(tài)主體,其較高的占比體現了該區(qū)域植被結構的獨特性。消落帶內野生植物資源極為豐富,消落帶下層受人為干預程度較低。盡管外來入侵植物的風險相對可控,但持續(xù)監(jiān)測與預防工作仍不容忽視。
消落帶不同高程均有不同優(yōu)勢種植物,呈現出各具特色的植物群落,為消落帶生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供了重要支撐。該研究還深入探討了植物觀賞類型的組成,為提升消落帶的景觀價值提供了新思路。通過群落植物生長狀況的分析,揭示了植被在適應水位變化及環(huán)境脅迫方面的生態(tài)策略。
基于上述調研成果,該研究提出了一系列針對性的消落帶植物配置建議:根據水文條件合理配置植物種類、保護與促進優(yōu)勢種群發(fā)展、有效防控外來入侵植物、提升消落帶觀賞價值,并特別強調了加強對灌木層植物關注的重要性。這些策略不僅為合川區(qū)消落帶的生態(tài)保護和修復提供了科學依據,也為未來濱江景觀設計指明了方向,具有重要的實踐指導意義。
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