南泥湾湿地观赏植物调查研究

刘蒲东，吕坤，王敏，王倩，刘冲

（延安大学生命科学学院，陕西延安716000）

湿地被誉为“自然之肾”，与海洋系统和森林系统并列为全球三大生态系统，是陆地生态系统的重要组成部分[1]。湿地系介于陆生和水生生态系统之间的具有独特结构和功能的生态系统，是水陆生态系统界面相互联系融合的重叠空间区域，与生物的存活和发展息息相关，是自然界最富有生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一[2]。

湿地观赏植物不仅具有花色艳丽、香味怡人、姿态优美等特点，满足观花、观叶、观形等需求，许多颇具特色的湿地观赏植物，具有极高的景观美化效果，可进一步推广为景观美化植物。一定规模的湿地植物及湿地植物群落可促进当地生物多样性，对提供其生态系统的自我调节功能具有重要作用。另外，湿地植物的根系有加强土壤中水分传导和氧气传输的作用，对废污水中的有害物质有明显净化作用，具有良好的景观效应和经济价值[3]。目前，关于湿地观赏植物的研究主要有陈子牛等人对滇池湿地的观赏植物种类与应用研究[4]、黄梅等人对东洞庭湖湿地的野生观赏植物资源开发利用[5]、孙华等人对重庆的湿地观赏植物资源的研究[6]。

南泥湾被誉为“陕北的好江南”，曾为中国革命提供了重要的物质保障，20世纪40年代之前，南泥湾小气候温润潮湿，平川稻谷香，肥鸭满池塘，一派江南鱼米乡的景象。然而，由于湿地的不合理开发与应用，植被遭到破坏，使得南泥湾湿地面积减少，湿地生物多样性逐渐丧失，湿地资源严重破坏，其生态功能也逐渐受损[7]。有关陕北黄土高原的南泥湾湿地观赏植物调查研究，至今尚未见报道。本文对南泥湾湿地观赏植物进行研究，调查了南泥湾湿地观赏植物的种类、观赏特性、生活型和多样性，掌握了现存观赏植物资源与植物形成的不同景观效果，在保护与利用湿地观赏植物，恢复和保护黄土高原特有的湿地景观方面具有一定的意义。

1 自然概况

南泥湾湿地位于延安市区东南45公里的汾川河上游，呈东西走向，西边是南盘龙川，邻近富县；南边是九龙泉川，接壤宜川；东边是南阳府川，连接延长；北边靠近柳林镇。辖区总面积365平方公里，系丘陵沟壑区,土壤多为黄绵土、水稻土，森林覆盖率为83%。气候属半湿润区北沿，是由半湿润气候向干旱气候过渡的交接区，年平均气温6℃~8℃，平均海拔1200米，全年无霜期130天左右，年平均降雨量530~600毫米。

2 研究方法

采取样方法与线路法结合文献资料查阅的方法[8]。在南泥湾湿地区域选取6个具有代表性的采集样地，每个样地内随机设置3个1米×1米的样方，调查样方内的植物种名及数量。详细记载观赏植物的种类、长势、密度、观赏部位、观赏特性、样点周围环境、土壤属性，采集标本，记录所在位置的经纬度、海拔、坡度和坡向等。采集的植物标本，利用《黄土高原植物志》《中国植物志》等有关文献资料进行鉴定。

植物多样性指标：

多样性Shannon_Wiener指数（H）：

H=－∑Pi lnPi Pi=Ni/N

Pielou均匀度指数（J）：J=H/Hmax

式中H为实际观察的物种多样性指数，Hmax为最大的物种多样性指数，Hmax=LnS（S为群落中的总物种数）Berger-Parker优势度指数（D）：D=Nmax/NtMargalef物种丰富度（R）：R=(S－1)/lnN

式中，Pi是第 i种的个体比例，Ni为第 i种的个体数，N为全部物种的个体总数，S为物种数。Nmax为优势种的种群数量，Nt为全部物种的种群数量[9]。

3 结果分析

3.1 物种组成及分类统计

调查到的南泥湾湿地观赏植物有48种，隶属于 20科 40属。含种最多的科为菊科共14种，占总种数的29.17%，其次为禾本科共6种，占 12.5%。南泥湾湿地植物中绝对优势类和单科多种类虽然只有3科，但达到17属，占比42.5%，种数有24种，占比50.0%，表明南泥湾湿地植物中的绝对优势类和单科多种类在该区域的植物构成中占重要的地位，并且丰富了植物区域体系的组成。单科单种类较多，有13科，占60.0%，有12属，达到总属数的30.0%，有12种，占总种数的25.0%，体现出该类植物是南泥湾湿地观赏植物的重要组成部分。单科少种类植物共4科，占总科数25.0%，有11属，占总属数27.5%，有12种，占总种数25.0%，表现出南泥湾湿地植物中的单科少种类植物扮演着不可替代的角色。在南泥湾湿地观赏植物中，既生长着高度进化的蔷薇科、豆科等高等植物，也生长着较为原始的毛茛科等植物，充分体现了南泥湾湿地植物组成结构与发展起源的复杂性和丰富多样性，见表1。

表1 南泥湾湿地观赏植物分类情况表

3.2 南泥湾湿地观赏植物多样性分析

对6个样地进行生物多样性分析，在科级，菊科在属、种数量上均最多，禾本科个体数量最多，两科均占有明显的优势。其中按物种丰富度大小，各科的顺序是菊科、禾本科、蔷薇科、莎草科、豆科、杨柳科、旋花科和锦葵科。多样性指数的顺序为：菊科、禾本科、豆科 、蔷薇科、锦葵科、莎草科、旋花科和杨柳科，以菊科最高，各科的优势度指数的大小分别为：禾本科、菊科、豆科、蔷薇科、莎草科、锦葵科 、旋花科和杨柳科，可见杨柳科最低。从物种均匀度上分析，禾本科最高，从大到小的顺序为：禾本科、豆科、菊科、蔷薇科、锦葵科、旋花科、莎草科和杨柳科，见表2。

表2 南泥湾湿地主要观赏植物群落的多样性指数

表3 南泥湾湿地观赏植物各花色系分类情况表

表4 南泥湾湿地主要观赏植物群落生物多样性比较

3.3 南泥湾湿地观赏植物花色系分类统计

南泥湾湿地观赏植物种类多，达48种，绝大部分是草本植物，少量木本植物包括乔木和灌木。在花色上大体包括黄色花系、红色花系、白色花系、紫色花系、蓝色花系5种色系，即南泥湾湿地实际上包含植物花色系全部色系，色系丰富完整。以上花色系涵盖了南泥湾所有的湿地观赏植物花色，见表3。

3.4 南泥湾湿地主要植物群落的物种多样性对比分析

在南泥湾湿地区域内，丰富的物种之间分布着广泛的植物小群落，根据各群落的生活习性大致分为5种 ：MJW（马唐+节节草+委陵草群落）：该群落主要集中在林中、灌丛中或溪边、潮湿的旷野、路旁、田野、荒地处；LSY（芦苇+水芹菜+野大豆）：该群落主要集中在潮湿的田边、园边、沟旁、河岸、湖边、沼泽、草甸、以及向阳的矮灌木丛或芦苇丛中；MHG（牡蒿+黄花蒿+狗尾草）：该群落主要集中在林缘、林中空地、疏林下、旷野、灌丛、丘陵、山坡、、荒野、道旁、路旁等地；KBL（苦菜+白酒草+老鹳草）：该群落主要集中在河滩、湖边、草甸、田边、固定沙丘或砾石地；JJB（锦葵+蓟+冰草）：该群落主要集中在山坡草地、沟谷、林缘、灌丛或疏林、山坡林中、灌丛中、草地、荒地、田间、路旁或溪旁。

南泥湾湿地观赏植物的小群落中，以MJW的物种丰富度最高，为 2.04，其他群落依次为 LSY、MHG、KBL、JJB；各群落的均匀度普遍不高，需要注重保护和提升均匀度，丰富植物景观资源；从多样性指数和优势度指数方面分析，顺序均依次为MJW、LSY、MHG、KBL、JJB 5个群落中，JJB 各项指标均为最少，是南泥湾地区的稀有种群，同时也反映出该群落植物对南泥湾环境的适应程度，见表4。

4 讨论

植物多样性与生活环境有密切联系，结合南泥湾湿地观赏植物调查结果，对比滇池、东洞庭湖、绵阳等湿地，南泥湾湿地观赏植物种类少，多样性偏低。滇池与绵阳地区植被资源保护较好，水系丰富，气候适宜，环境体系完善，生境复杂重叠，有利于湿地观赏植物的生长，其种类分别达到 235种与295种之多。南泥湾处于黄土高原水资源稀缺地区、气候偏冷，再加上频繁的旅游参观和生产活动，加速湿地退化，导致湿地观赏植物种类及数量偏少。南泥湾相比北固山湿地植物种类更丰富，主要因为北固山地区过量的污染排放和当地渔民的围网捕鱼,使湿地植被遭到破坏,物种多样性降低，系统的脆弱性加剧。总体来说，以上比较可以表明不同湿地环境所受影响的严重程度，直接关联到该地区的植物多样性，但由于上述地区在生境、气候带、海拔等方面差异过多，所以不具备更详细比较的意义。本研究发现，南泥湾湿地植物多样性在黄土高原地区较为丰富，具有较复杂的生态环境。

南泥湾湿地经历了复杂的演替和发展，其中20世纪40年代人类频繁活动的影响对南泥湾地区的植被造成严重的损害，同时湿地植被等也有不同程度的破坏。所以，重点恢复湿地自然生态系统并促进湿地生态系统的发育，提高其生物多样性水平，实现湿地景观的自然化具有很大的必要性。

近年来，随着国内外对生态保护更加提倡和重视，目前包括南泥湾在内的自然湿地群落已经进入快速恢复期，陕北地区植被资源迅速发展，湿地环境中土壤与水体的质量有所提高，水与植物的关系逐渐协调稳定。在南泥湾湿地观赏植物调查的基础上，适度的开发不同类型的观赏植物，结合陕北地区景观和水质净化需要，筛选和建立湿地观赏植物产业化开发，使湿地观赏植物应用走可持续发展的道路。

[1]孙志高,刘景双,李彬.中国湿地资源的现状、问题与可持续利用对策[J].干旱区资源与环境,2006(02):83-88.

[2]严承高,张明祥.中国湿地植被及其保护对策[J].湿地科学,2005(03):210-215.

[3]李玉霞,胡希军,干领.城市湿地公园观赏草植物选择及优化配置[J].北方园艺,2014(15):88-92.

[4]陈子牛,翟书华,毛芳芳,刘德琼,杨晓虹.滇池地区湿地观赏植物种类及应用研究 [J].昆明学院学报,2010,32(06):72-83,86.

[5]黄梅,甘德欣,欧阳明韬,黄露.东洞庭湖区湿地野生观赏植物资源及开发利用[J].湖南农业科学,2007(01):82-84.

[6]孙华,侯新.重庆市湿地观赏植物资源及其应用[J].现代园艺,2014(11):33-34.

[7]赵桂玲,刘长海,王文强,徐世才,苑彩霞,齐龙.南泥湾湿地生态变迁研究[J].湿地科学与管理,2015,11(01):65-67.

[8]刘冲,罗林辉.延安地区野生观赏植物的调查研究[J].延安大学学报(自然科学版),2010,29(01):85-88,91.

[9]牛钰杰,杨思维,王贵珍,刘丽,花立民.放牧干扰下高寒草甸物种多样性指数评价与选择 [J].应用生态学报,2017,28(06):1824-1832.