太原市城市湿地维管束植物类型与结构分析

张亚荣，张芸香，郭晋平，

（1.山西农业大学城乡建设学院，山西太谷030801；2.山西农业大学林学院，山西太谷030801）

太原市城市湿地维管束植物类型与结构分析

张亚荣1，张芸香2，郭晋平1，2

（1.山西农业大学城乡建设学院，山西太谷030801；2.山西农业大学林学院，山西太谷030801）

利用野外踏查结合查阅文献资料的方法，对太原市规划区内的湿地植物进行了调查研究。结果表明，湿地维管束植物共147种，隶属53科104属，包括蕨类植物6科6属7种，裸子植物2科2属4种，被子植物45科96属136种；对于湿地植物的区系分布而言，在科和属的水平上，世界分布和温带分布区都占有很大比例，反映出太原市城市湿地植物的普遍性以及典型温带性质；湿地植物划分为6个生活型、3个生态型；湿地植物来源以本地种居多；外来入侵植物共12种，隶属7科9属，以菊科最多；保护物种有2种；湿地植被可划分为4个植被型组、9个植被型、31个群系。

城市湿地；维管束植物；太原市

城市湿地是城市区域之内的一种介于水、陆过渡地带的生态系统[1-3]，同时也是城市中具备生态环境和社会服务等多方面功能的特殊生态系统[4-5]，具有不可替代性。广义上，凡是能够在湿地环境中生长并生存的植物统称为湿地植物[6]，这些植物常年生长在湖泊、河流、池塘或海边等水域及水域附近的潮湿的土地上。湿地植物是湿地生态系统中不可或缺的初级生产者[6-8]，对水体具有良好的净化效果，可以改善城市湿地的水质[9]，是衡量城市湿地生态环境质量的重要指标之一，对于维持湿地生态系统稳定具有决定性的作用[10]。

太原市属于内陆城市，湿地资源较为匮乏，且随着城市化进程的推进，城市湿地生态环境破坏较为严重，湿地植物物种多样性日趋减少，进而导致城市湿地生态功能减弱，生态系统退化。因此，城市湿地资源保护迫在眉睫。目前，针对太原市城市湿地植物的研究主要集中在汾河[11-14]和晋阳湖[15-16]等湿地，而对规划区范围内湿地植物全面、系统的调查研究尚属空白。

本研究依据太原市城市湿地维管束植物调查研究的部分成果，以了解湿地维管束植物分类、区系、结构和植被类型等现状，弥补现有文献资料的不足，旨在为太原市规划区现有湿地资源的保护和恢复提供必要的基础资料，并从保护角度提出相关措施，提高湿地植物物种多样性，为城市湿地保护规划提供重要依据。

1 太原市自然地理条件

太原市是山西省的省会城市，地处山西中部，太原盆地北端，地理坐标为东经111°30′～113°09′，北纬32°27′～38°27′。市区总面积1 460 km2，规划城市建设用地438 km2（2012年）。在全国气候区划中，该市属于暖温带大陆性季风气候类型，四季分明，夏秋降水较多，冬春干旱且多风，全年平均气温在9～10℃，全年平均降水量为442 mm。

2 研究方法

2.1 湿地植物种类与群落调查

采用野外踏查结合样方调查的方法，于2015年8月至2016年9月，对太原市规划区内的湿地植物进行调查并统计。调查样方分乔木层、灌木层和草本层，样方面积分别为10 m×10 m，5 m×5 m和1 m× 1 m。调查时现场鉴别出的植物种类，直接记录下物种名称、生长情况、平均高度、盖度、频度和密度等，对难以确认的植物种类拍照、采集标本并标记，通过查阅《中国湿地植物图鉴》、《中国植物志》和《太原植物志》等工具书最终确定其种类名称。

2.2 湿地植物分类

整理出湿地植物科、属、种，并按照恩格勒分类系统进行类群分类。此次调查研究只记录维管束植物中的种子植物和蕨类植物，其中，种子植物包括裸子植物和被子植物2类，被子植物又分为双子叶植物和单子叶植物。

2.3 湿地植物区系分析

2.3.1 科的区系成分分析种子植物参照李锡文的《中国种子植物区系统计分析》[17]，蕨类植物参照陆树刚[18]的中国蕨类植物区系的研究方法。

2.3.2 属的区系成分分析种子植物以吴征镒的《中国种子植物属的分布区类型》[19]为依据，蕨类植物参照《中国植物志》（第一卷）第2章中的中国蕨类植物属的区系类型来划分。

2.4 生活型和生态型分析

2.4.1 生活型分类依据《中国植被》（1980）的分类系统，将湿地植物划分为一年生草本、多年生草本、草质藤本、木质藤本、灌木和乔木6种生活型。

2.4.2 生态型划分参考《中国湿地研究》中对植物水分生态型的划分依据，划分为水生植物、沼生植物和湿生植物。

2.5 湿地植物来源结构确定

2.5.1 物种来源分类其主要包括本地种、归化种、驯化种3种类型。其中，本地种指在本地有自然生长和分布的植物及其衍生品种；归化种指非本地种，但已逸生的植物及其衍生品种；驯化种指非本地种，但能在本地正常生长，并且完成其生活史的植物及其衍生品种。

2.5.2 外来入侵植物界定其主要依据《中国外来入侵物种编目》和《太原植物志》进行界定。

2.5.3 重点保护物种确定根据《国家重点保护野生植物名录（第一批）》和山西省《重点保护野生动物名录（第一批）》进行确定。

2.6 湿地植被分类

植被分类主要采用《全国湿地资源调查技术规程（试行）》中植被型组—植被型—群系的分类系统和方法。植被型组是湿地植被分类系统中的最高级单位，植被型是湿地植被分类系统中最重要的高级单位，群系是植被分类中最重要的中级单位，本研究划分到群系为止[20-21]。

3 结果与分析

3.1 湿地植物种类组成

3.1.1 种类分析在共53科104属147种湿地维管束植物中，蕨类植物与裸子植物处于相对劣势，被子植物居绝对优势地位，并且被子植物中的双子叶植物明显多于单子叶植物（表1）。

3.1.2 科属种分析

3.1.2.1 科内属分析表1所列53科中，含10属以上的科有菊科（13属）和禾本科（11属）2科，共24属，占总科数的3.77%，占总属数的23.08%；6～9属的科有藜科（6属）和豆科（7属）2科，共13属，占总科数的3.77%，占总属数的12.50%；2～5属的科有13科，共31属，占总科数的24.53%，占总属数的29.81%；单属科有36科，占总科数的67.92%，占总属数的34.62%。

3.1.2.2 科内种分析在所列53科中，含10种及以上的科有菊科（26种）、藜科（10种）和禾本科（14种）3科，仅占总科数的5.66%，但种数为50种，占总种数的34.01%，在湿地植物中起主导作用；5～9种的科有蓼科（7种）、旋花科（5种）、豆科（8种）和莎草科（6种）4科，共26种，占总科数的7.55%，占总种数的17.69%；含有2～4种的科有19科，共44种，占总科数的35.85%，占总种数的29.93%；单种科数量最多，共27科，占总科数50.94%，占总种数的18.37%。

表1 太原市城市湿地维管束植物种类组成统计

3.1.2.3属内种分析含5种以上的属有2个，共14种，占总属数1.92%，占总种数的9.52%，包括蒿属（Artemisia）9种、蓼属（Polygonum）5种；含有2～4种的属有25个，共55种，占总属数的24.04%，占总种数的37.41%，其中，鬼针草属（Bidens）有4种，莎草属（Cyperus）、藜属（Chenopodium）和香蒲属（Typha）有3种，其余属都有2个种，包括拂子茅属（Calamagrostis）、稗属（Echinochloa）、菊属（Dendranthema）等；单种属占主导地位，共78属，占总属数的75.00%，占总种数的53.06%，表明太原市湿地维管束植物属的分化较大，属内种种类不丰富。

3.2 湿地植物区系成分

3.2.1 科的分布区类型将53科湿地维管束植物划入8个分布区类型及变型（表2），科的分布区类型以世界分布为主，有25科，占总科数的47.17%，包括豆科、苋科、菊科、藜科等；其次是北温带及其变型，有13科，占总科数的比例为24.52%，包括蓼科、十字花科、伞形科等；加上1科旧世界温带分布型，共有14科是具有典型温带性质的湿地植物区系；热带分布科有14科，占总科数的26.41%，占有较大比例，表明本区系组成受泛热带分布区类型影响较大。

表2 太原市城市湿地维管束植物科、属的分布区类型及变型

3.2.2 属的分布区类型经表2统计，104属湿地维管束植物属的区系成分被划分为18个分布区类型及变型。可以看出，属级分布区类型相比科级而言有明显增加，它能直接反映植物的系统演化和地理特征[7]。

属的分布区类型中，温带分布属46个，世界分布属34个和热带分布属20个，占总属数比例分别为42.23%，32.69%和19.23%；尚未发现中国特有属。在整个区系中，温带分布属具有显著优势，充分体现了太原市城市湿地植物区系的典型温带性质；世界分布属次之，也占有较大比例，表明太原市城市湿地植物区系具有普遍性；没有中国特有属，表明太原市湿地植物区系特有性不明显。

3.3 生活型和生态型结构

3.3.1 生活型在147种湿地植物的生活型组成中，草本类植物优势明显，共130种，占88.44%，并且多年生草本明显多于一年生草本和草质藤本，有73种，占49.66%；木本类植物则只有17种，仅占11.56%，其中乔木居多，有13种（表3）。

3.3.2 生态型在3种生态型中，湿生植物种类最多，占76.87%（表4）。由于湿生植物具有水陆两栖性，所以，在一定程度上反映了太原市湿地环境丰水、枯水季节性差异明显的特征，也与太原市“冬春季干旱，夏秋季降雨较多”的气候特征相符。分析表明，与湿地植物的生活型相比，生态型可以更为明确地反映出城市湿地生境条件的特征[22]。

表3 太原市城市湿地植物生活型统计

表4 太原市城市湿地植物生态型统计

3.4 湿地植物来源结构

3.4.1 物种来源分类在147种湿地维管束植物中，本地湿地植物119种，占80.95%；归化种22种；占14.79%；驯化种6种，占4.08%（表5）。

表5 太原市城市湿地植物物种来源统计

由于湿地植物种野生种明显多于栽培种，地方特色较为突出，因此，本地种指数很高。

3.4.2 外来入侵种经统计，初步确定太原市城市湿地植物有12种外来入侵种，隶属7科9属（表6）。这些外来入侵植物在太原市城市各类湿地均有分布，以菊科种类植物居多。其中，牛筋草、小蓬草危害程度最为严重，其次是狼杷草、婆婆针、鬼针草等危害程度较重。此外，原产地为美洲地区的外来入侵植物占据明显优势。

3.4.3 保护物种国家Ⅱ级保护植物有2种，即野大豆（Glycine soja）和莲（Nelumbo nucifera）。其中，野大豆被定为山西省Ⅰ级珍稀濒危保护植物，该种具抗盐碱、抗寒、抗病的优良性状，被认为与栽培大豆有近缘关系，可与大豆杂交，是重要的种质资源，也是优质饲料植物。

表6 太原市城市湿地外来入侵植物名录

3.5 湿地植被类型

依据此次植被分类系统并结合现状，可将太原市城市湿地植被划分为4个植被型组、9个植被型和31个群系（表7）。

表7 太原市城市湿地植被类型及群系

续表7

湿地植被以草本植物群系为主，典型群系包括芦苇群系、赖草群系、泽泻群系、红蓼群系、香蒲群系、眼子菜群系和金鱼藻群系等；木本植物群系较少，典型群系有垂柳群系、柽柳群系和紫穗槐群系。

4 讨论与结论

太原市城市湿地由于受人类活动、污水排放等影响，生态环境日益恶化，生态功能变得脆弱，湿地植物的生存环境正面临威胁。湿地植物是湿地生态系统的初级生产者，因此，加强湿地植被资源的保护尤为重要。本研究首次对太原市城市湿地植物资源进行调查分析，为太原市湿地资源保护规划提供基础资料。结果表明，湿地维管束植物共53科104属147种，草本植物发达且单型、寡型科属居多。香蒲、芦苇、稗草等是典型优势物种；植物来源中本地种所占比例大，湿地植被以草本植物群系为主；外来入侵植物不容忽视，应做好监测、控制和治理工作[23]；生态型以湿生植物居多。湿地植物的区系无论在科和属的水平上，世界分布和温带分布区都占有很大比例，反映出太原市城市湿地植物的普遍性以及典型温带性质。未发现中国特有分布，主要是因为从地史的角度分析，山西位于我国中原，并未长久处于孤立时期，导致植物区系成分南北渗透的现象显著，因而，特有植物十分匮乏[24]。生活型以草本类植物居多。这种情况主要从环境和人为因素2个方面分析。在环境方面，湿地周围由于土壤水分较大，含氧量较少，使得大多木本类植物无法适应，而草本类植物通气组织发达，可很好地生存与繁殖；在人为方面，由于人类对湿地的破坏和开垦，造成湿地植物生境的破坏，再加上人类对木本植物采伐，使得木本植物生存环境岌岌可危，然而，草本类植物具有繁殖能力强、生命周期短的特点，因此，能够迅速得到恢复。表明草本类和木本类湿地植物生活型比例悬殊的主要原因是湿地环境不利于木本植物生存，并且人为因素也加剧了这种差异。

此外，太原市湿地植物群落结构较为简单、保护力度稍显不足，应坚持科学生态、保护第一的原则，坚决杜绝一切具有破坏性质的开发活动。加大监管力度，在全面了解湿地植物资源现状的前提下，完善城市湿地资源保护措施，增加湿地植物种类，解决群落结构简单等问题。虽然本研究是初步研究成果，但对后期湿地保护、增加物种多样性、湿地资源保护规划等方面具有重要意义。

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Analysis on Type and Structure of Vascular Plants of Wetlands in Taiyuan City

ZHANGYarong1，ZHANGYunxiang2，GUOJinping1，2
（1.College ofUrban and Rural Construction，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China；2.College ofForestry，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Based on the field investigation and literature reviewofwetland plants in the planning area ofTaiyuan,the result showed that wetland vascular plants belonged to 53 families,104 genera and 147 species,including 6 families,6 genera and 7 species in Pteridophyta,2 families,2 genera and 4 species in Gymnosperms,45 families,96 genera and 136 species in Angiosperm.About the flora distribution,no matter the level of families and genera,the world distribution and temperate zone had a large proportion.It reflected the universality and typical temperate nature of Taiyuan urban wetland plants.Wetland plants were divided into 6 life forms and 3 ecotypes. Wetland plants were mostly native species.There were 12 species of invasive plants belonging to 7 families and 9 genera and the Asteraceae familyplants had the largest proportion.There were 2 species ofprotected species.The wetland vegetation were divided into 4 vegetation type groups,9 vegetation types and 31 formations.

urban wetland;vascular plant;Taiyuan city

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.32

Q948

：A

：1002-2481（2017）05-0799-07

2017-02-14

张亚荣（1990-），女，山西临汾人，在读硕士，研究方向：城市湿地资源保护。郭晋平为通信作者。