南四湖湿地植被演替及恢复技术研究

马 良，梁 玉，房 用，赵 莹

（1.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014；2.山东省林业科学研究院，山东 济南 250014）

南四湖湿地植被演替及恢复技术研究

马 良1，梁 玉2，房 用2，赵 莹1

（1.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014；2.山东省林业科学研究院，山东 济南 250014）

本文在对南四湖不同生境下植物种类、数量、分布情况、植物群落结构分析的基础上，研究了南四湖植物分布规律、人为干扰下变化规律，并依据水深变化提出了荒地或林地、沼泽或滩涂、水域三种演替生境下的植被演替规律，筛选出南四湖湿地主要植物群系，明确了植被恢复模式及技术体系。

演替；人为干扰；挺水植物；优势种；植物群系

植被次生演替理论是指导退化湿地植被恢复的重要理论基础。相对于其他生境，湿地植被的次生演替速度较快，达到稳定阶段所需时间比较短，一般需要15~20年。干扰持续的时间、湿地破坏的程度及生境恢复的方式等是影响湿地恢复的主要因子，其中水位变动是影响湿地生态系统结构和功能的最重要的因素。

南四湖是内陆十大淡水湖泊之一，是淮河以北地区面积最大、结构完整、保存较好的内陆大型淡水、草型湖泊湿地，同时也是南水北调东线工程的重要调蓄水库，其湿地功能直接影响南水北调水质保障。1994年南四湖湿地就列入《中国重要湿地名录》和水禽栖息地恢复优先工程区，2000年纳入国务院颁布的《中国湿地保护行动计划》，2003年6月经山东省人民政府批准建立的省级自然保护区。由于周边区域分布传统农业区和重要能源基地，其优越的位置与区位条件，决定了人为干扰十分强烈。自1980年以来，经济社会飞速发展带来的不合理开发利用，使湖区污染加剧，水质逐年恶化，湿地面积不断减少，生态环境受到严重破坏，生态功能退化等问题，急需进行湿地植被恢复与重建。

1 湿地植被概况

南四湖湿地自然保护区总面积1182.55 km2，湿地类、主要湿地型及其面积详见表1。

表1 南四湖湿地自然保护区组成表 km2

在对南四湖进行全面踏查的基础上，选择典型区域设置调查样方，其中，乔木样方面积为20 m×20 m，灌木样方面积为5 m×5 m，草本样方为1 m×1 m，共调查样方1 240个。每个样方调查记录植物名称、海拔、经纬度、小生境、植物群系、样方面积、以及乔木和灌木的冠幅、高度、胸径、株数，草本植物的盖度、高度和株数。

研究发现，南四湖湿地内维管束植物共有66科，149属，203种。包括有蕨类植物3科，3属，3种；裸子植物2科，2属，2种；单子叶植物14科，40属，59种；双子叶植物47科，104属，139种。草本植物种占调查种总量的87.19%，乔木、灌木植物分别占8.87%和3.95%。草本植物主要为多年生草本（47.78%）和一年生草本植物（31.03%）。

聚类分析表明：湖区内禾本科和菊科为优势科，豆科、蓼科、眼子菜科、苋科、唇形科、莎草科的属种数量也占有一定的优势。

调查发现，不同湿地类下，植物优势种和植物群系的分布都存在差异。人工湿地主要植物群系为芦苇群系、莲群系、杨树群系、柳树群系，优势种为芦苇、莲、浮萍、槐叶萍等；湖泊湿地主要植物群系为芦苇群系、莲群系、香蒲群系、水花生群系、浮萍群系，优势种为芦苇、莲、水花生、浮萍、香蒲等；河流湿地的主要植物群系为芦苇群系、莲群系、槐叶萍群系、葎草群系、香蒲群系，优势种为浮萍、槐叶萍、芦苇、假稻、莲、水花生、葎草等；沼泽湿地主要植物群系为芦苇群系、莲群系、槐叶萍群系、香蒲群系、芡群系等，优势种为芦苇、莲、槐叶萍、水鳖、紫萍、金鱼藻、芡、水花生等。

2 人为干扰下湿地植被变化

南四湖湿地中，主要人为干扰为道路、养殖和住宅。其中道路干扰中，硬性路面为13条，非硬性路面为1条；水产养殖面积25 164.48 hm2；住宅为1 900户。

在未受人为建设干扰的湿地植物组成中，包括高等植物37科，57属，106种，其中，优势植物的代表是芦苇、杨树、旱柳、香蒲、金鱼藻、黑杨、狐尾藻、葎草、黑藻、狗尾草，分别隶属于禾本科、杨柳科、香蒲科、金鱼藻科、小二仙草科、大麻科、水鳖科。植物优势科分别是禾本科，占总科数的20.0%；杨柳科，占总科数的17.1%；香蒲科、睡莲科、菊科、苋科、眼子菜科，均占总科数的5.7%。而在受人为建设干扰的湿地植物组成中，包括植物56科68属100种，其中，优势植物的代表是芦苇、狗牙根、碱蓬、杨树、茵陈蒿、酸模叶蓼、水蓼、野大豆、黑藻、艾蒿，分别隶属于禾本科、藜科、杨柳科、菊科、蓼科、蝶形花科、水鳖科。

植物优势科分别是禾本科，占总科数的16.2%；菊科，占总科数的14.7%；藜科，占总科数的7.4%；杨柳科、蓼科，占总科数的5.9%；香蒲科、睡莲科，占总科数的4.4%；浮萍科、眼子菜科、苋科，均占总科数的2.9%。在受人为干扰前后对比发现，受人为建设干扰时菊科、藜科等陆生种所在的科优势较大，而以眼子菜科、香蒲科为代表的水生植物所在的科优势下降明显。

同样，分析植物生态类型构成发现，未干扰前水生植物、湿生植物、中生与旱生植物分别占总物种数的45%、11%、44%，干扰后比例变为25%、25%、50%。因此，受人为干扰水生植物比例明显下降，而中生与旱生植物比例则上升。未受干扰时，湿生植物所占比例较小，是水生、中生与旱生植物的1/4，干扰后，中生与旱生植物所占比例最高，成为水生植物、湿生植物的两倍。在水生植物的生态类型构成中，未受干扰时沉水植物、浮叶与漂浮植物比例高，而挺水植物则相反，受干扰后比例高。这说明随着人为干扰的发生，水生植物中具有陆生性质的挺水植物，如香蒲、莲等，在人为干扰后逐渐成为了优势种类。

3 湿地植被演替规律

本研究将南四湖从湖心向外围、积水由多到少，划分为三类演替生境：荒地、林地为基本无积水或仅在雨季积水；沼泽、滩涂主要为间歇性积水，部分可能存在永久性积水现象，但水深一般较浅；水域则为永久性积水，是水深最深的区域。

表2 南四湖湿地不同演替生境的植被分布

在区域分布上，沼泽、滩涂一般会介于水域和荒地、林地两种小生境之间，这类生境在雨季或水源充足的情况下，积水面积较大，如果水源持续充足，则可进一步演变成水域；而旱季或水源不足的情况下，积水面积逐渐减少，但土壤含水仍高于荒地，如果干旱持续或水源被切断长期无水源供应，这类区域会逐步演变成荒地。

与此同时，生境内植被的种类及分布势必发生演替变化，沼泽、滩涂的植物种类相对较多，既包含有依水而生的莲、菰、浮萍、香蒲等，也有一些适合生活与水边的植物，如水蓼、红蓼、假稻、芦竹、盒子草、扁秆藨草等，还有狗尾草、葎草、天名精、一年蓬等，具体分布详见表2。

上述植被随着积水状况的变化会产生一定的变化，积水增加，则水生植被会相应增多，相反，积水减少，湿生植物、中生植物会增多。

4 湿地植被恢复模式及技术体系

在分析了157种植被的群系中筛选出10个湖泊湿地主要的植物群系：芦苇群系、莲群系、杂交杨群系、水鳖群系、水烛群系、莕菜群系、菰群系、扁秆藨草群系、香蒲群系、喜旱莲子草群系，群系数量比例达80.25%，其中芦苇群系在数量上表现出显著优势。需要注意的是，侵入种喜旱莲子草群系也有大比例分布，今后应注意其危害，并及时采取相应措施。

本研究提出湿地植被恢复技术体系，可分为四个层次：1）物种恢复技术。主要包括物种选育与培植技术、先锋物种引入技术、土壤种子库引入技术、水生植物恢复技术等；2）种群恢复技术。主要包括种植密度控制技术、种群竞争控制技术、造林技术等；3）群落恢复技术。包括群落空间配置技术、植被带恢复技术、群落镶嵌组合技术和功能区划技术等；4）湿地植被恢复管理技术。包括水管理、植物管理、施肥管理、杂草和虫害管理及封育管理等。该体系强调的是多项技术措施的组装配套，综合应用。

5 结语

研究成果在南四湖开展了技术推广，5年内累计推广面积166．67 hm2。通过推广项目成果，特别是植被恢复模式、先锋物种引入和植被带恢复等关键技术的应用，有效地解决了湿地恢复中物种搭配模式，提高了南四湖湿地生态系统的稳定性，实现了湿地保护利用和可持续发展。

[1] 范小莉，等.南四湖湿地植被构成及分布分析[J].山东大学学报（理学版），2016，51（7）:131-135.

（责任编辑 迟明春）

Q948

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1009-6159（2017）-10-0025-03

马良（1980—），男，博士，高级工程师

山东省省级水利科研项目“生态河道治理植物配置技术研究”（SDSLKY201504）、山东省科技发展计划项目“山东南水北调主干系植被恢复关键技术研究”（2012GNC11109）资助。