千渭之会国家湿地公园植物多样性调查评价

李欣莅，弓 弼，高丽娟，宫晓琳

(西北农林科技大学 风景园林艺术学院，陕西 杨陵 712100)

河流湿地具灌溉、调蓄、运输、饮水、养殖、观赏等多种功能，作为淡水供应者对周边下游地区极为重要[1]。湿地是生产力和生物多样性最丰富的生态系统[2]，是发展中国家特别重要的自然资源，因为它们为当地人提供多样化的生态服务和社会经济效益[3]。湿地植物多样性是直接影响湿地质量和野生动物的栖息地状况的因素之一，是生物多样性研究的重要内容，对维持湿地生态功能和生态系统的稳定有重要作用[4]。植物种植丰富度对湿地的植物覆盖和功能恢复产生积极的影响[5]。通过植被根系恢复湿地地下水位的生态效果优于昂贵的水工技术而且成本更低[6]。

由于湿地建设项目越来越普遍，需要进行有意义的后续研究来评估湿地生态系统随着时间的变化[7]。宝鸡市千渭之会国家湿地公园是对原有生产经营低效的水产池塘、水塘、灌溉地、农用泛洪湿地渠等具有湿地特征的区域，通过人为规划为了保护湿地资源而建的人工湿地。本研究以千渭之会国家湿地公园为研究区，对其植物组成和多样性进行分析，进而为湿地资源的保护提供依据。

1 研究区概况

宝鸡市地处陕西省关中地区西部，地理坐标位置为106°18′-108°03′E，33°35′-35°06′N，总面积18 172 km2。属于暖温带季风气候，年平均气温7.6～12.9℃，年平均降水量590～1 000 mm，年均日照1 860～2 250 h[8]。湿地公园位于宝鸡市高新区的渭河城区段和千河王家崖水库至入渭交汇处，东西长约7 km，南北长约17 km。范围周边涉及陈仓区贾村镇、凤翔县长青镇、高新区千河镇等3个镇的23个行政村，总面积为1 864.0 hm2。其中湿地面积1 716.3 hm2，占公园总面积的92.1%。地理坐标介于107°13′-107°20′E，34°19′-34°28′N。

2 研究方法

2.1 调查方法

2017年5-7月，采用样方法对湿地公园植物进行全面调查。根据实际条件将绿地类型分为人工湿地、自然湿地、游园绿地和河堤园路绿地四种。根据不同的群落结构，布置不同面积的样方，乔木林样方面积为20 m×20 m，记测株数、种名、树高、胸径；灌木丛样方面积为5 m×5 m，草本群落样方面积为1 m×1 m，灌木及草本样方中分别记录种名、株数(丛数)、高度，估算盖度，多次定点调查，以确保调查的准确[9-10]。直接观察记录种类，对不熟识的野生植物采集标本后初步鉴定种类，同时对每种植物的花、叶、果实等特征以及生长情况拍照，依据《中国高等植物图鉴》和《中国植物志》及相关的著作、文献[11-17]等，准确地鉴定野生植物的种、属，在此基础上进行科、属、种的统计以及植物生活型、植物多样性等方面的分析研究。

2.2 多样性指数测度方法

利用重要值(IV)和α多样性指数，选用Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(DS)、Pielou均匀度指数(JP)作为植物多样性的指标，用于估计湿地的多样性和相对丰度[17-18]。

Shannon-Wiener多样性指数(H)

Simpson多样性指数(DS)

Pielou均匀度指数(JP)

JP=H/lnS

式中，Ni为第i个种在样方中的重要值，N为样方中所有种的重要值之和，pi=Ni/N，S为样方内物种总数。

3 结果与分析

3.1 科、属、种的统计分析

研究区共有植物225种，隶属64科186属。其中裸子植物3科5属7种；被子植物59科179属215种，蕨类植物2科2属3种，双子叶植物162种，占72%。野生种共124种，隶属31科112属，70.97%为双子叶植物，27.42%单子叶植物，1.61%为蕨类植物；栽培植物101种，隶属45科80属，73.27%为双子叶植物，18.81%为单子叶植物，6.93%为裸子植物，0.99%为蕨类植物。

表1 科的统计与比较

如表1所示，禾本科(Gramineae)29属32种，菊科(Compositae)18属24种，蔷薇科(Rosaceae)16属23种，豆科(Leguminosae)14属23种，为优势科。其次是十字花科(Cruciferae)7属7种，唇形科(Labiatae)7属7种，紫草科(Boraginaceae)5属5种，莎草科(Cyperaceae)5属5种，茄科(Solanaceae)4属4种，木犀科(Oleaceae)4属8种，石竹科(Caryophyllaceae)4属5种。

在人工绿地中主要乔木以白皮松(Pinusbungeana)、油松(Pinustabulaeformis)、垂柳(Salixbabylonica)、国槐(Sophorajaponica)、榆树(Ulmuspumila)、栾树(Koelreuteriapaniculata)、泡桐(Paulowniafortunei)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、枫杨(Pterocaryastenoptera)、臭椿(Ailanthusaltissima)等为主，其中经济树种有柿(Diospyroskaki)、山楂(Crataeguspinnatifida)、皂角(Gleditsiasinensis)等，灌木有迎春花(Jasminumnudiflorum)、棣棠(Kerriajaponica)、榆叶梅(Amygdalustriloba)、紫叶矮樱(Prunus×cistena)、金山绣线菊(Spiraea×bumaldacv.Goalden Mound)、大叶黄杨(Buxusmegistophylla)等，人工绿地草本以剪股颖(Agrostisclavata)、苜蓿(Medicagosativa)、白车轴草(Trifoliumrepens)、细叶芒(Miscanthussinensiscv.gracillimus)。在湿地植物中，芦苇(Phragmitesaustralis)是目前的先锋植物，在湿地公园建成区覆盖了大约50%的水域，除此以外还分布有千屈菜(Lythrumsalicaria)、菖蒲(Acoruscalamus)、香蒲(Typhaorientalis)等。野生植被主要分布在湿地公园沿线的待建区域，主要为大量的野生草本植物，偶有构树(Broussonetiapapyifera)、榆树、毛白杨(Populustomentasa)、银柳(Salixchienii)等乔木零星分布。野生草本多达150余种，其中以禾本科、菊科、豆科、十字花科、唇形科、莎草科、紫草科最为多见。另外在绿地建成区也分布有大量的野生草本植物。

3.2 区系分析

植物区系是在自然和历史等条件综合作用而演化发展形成的，通过对一个地区植物区系的分析，可以评价出植物区系组成的现状、地位及物种丰富度，对植物资源调查，引种驯化，提高植物多样性等工作提供基础资料[15]。

宝鸡市地处亚洲大陆暖温带区域，属季风型气候。根据《世界种子植物科的分布区类型系统》[15]

统计分析得，种子植物大致可划分为7个分布类型和4个变型(表2)。从科的分布类型来看，世界广布的占多数，达29个，占总科数的45.31%。热带广布及北温带和南温带间断分布科分别有12个和8个，占18.75%和12.50%。热带、温带成分明显。

表2 种子植物的科分布区类型

3.3 生活型分析

按照《中国植被》的生活型系统[17]，植物生活型主要包括乔木、灌木、草本和藤本植物。统计得，湿地公园中有木本植物79种，占总数 35.11%；草本植物140种，占总数的62.22%，藤本植物相对较少，仅8种，占总数的3.56%。乔∶灌∶藤本∶草的比例为41∶36∶8∶140。对野生植物与栽培植物分别进行统计及分析，由表3可知，湿地公园中野生植物共124种，占总数的55.1%，以野生草本植物为主，共108种，占野生植物总数的87.1%，占所有草本植物总数的77.14%。可得野生植物物种数量略高于栽培植物，野生植物中草本占绝大多数，在草本植物中，野生种所占比例非常高。栽培植物共101种，占总数的44.9%。其中乔木39种，所占比例最高，占栽培种数量的38.61%，占所有乔木总数的95.12%，即乔木的绝大多数是栽培种。栽培植物中草本植物32种数量仅次于乔木数量，占栽培植物总数的31.68%，其次是栽培种灌木28种，占栽培植物总数的27.72%。

表3 野生植物和栽培植物的生活型种数分布

3.4 水分生态型分析

根据植物与水分的关系，将生长在水中的植物统称为水生植物; 生长在潮湿环境中，不能忍受较长时间水分不足的植物称为湿生植物; 生长在水分条件适中生境中的植物称为中生植物; 生长在干旱环境中，能长期耐受干旱环境，且能维护水分平衡和正常的生长发育的植物称为旱生植物[19-22]。

千渭之会国家湿地公园的植物水分生态型主要包括水生、湿生、中生、旱生4种。由表4可知，在调查的植物中，中生植物103种，所占比例最高，达到45.77%，其次是湿生植物46种和旱生植物44种，分别占总数的20.44%和19.56%。水生植物32种，所占比例最小，为14.22%。湿地公园中栽培的水生植物芦苇占了绝大部分，成为优势物种。

表4 植物水分生态型种数分布

3.5 植物多样性分析

按照预定的设计，本次调查共设置样方30个，其样方多样性数据如表5。

可以发现，湿地公园内各个区域Shannon-Wiener(H)、Simpson(DS)和Pielou(JP)范围分别在0.881～2.277、0.459～0.869和0.2～0.522。Shannon-Wiener(H)的平均值为1.50，其中43.33%的样地高于平均值，Simpson(DS)平均值为0.73，其中63.33%的样地高于平均值，Pielou(JP)平均值为0.31，其中46.67%的样地高于平均值。

将各样地类型内的数据取平均值(表6)，可以看出，2种湿地环境显示出比湿地周围绿地更高的物种丰富度和多样性，湿地环境中自然湿地显示出比人工湿地更高的物种丰富度、多样性和均匀度，且物种多样性越高，湿地生态环境越趋于稳定；湿地周围绿地中游园显示出比河堤道路更高的物种丰富度、多样性和均匀度。

表5 植物多样性

表6 各取样区域的多样性平均值

自然湿地以野生植物为主，草本占野生植物种数的87.1%，居绝对优势地位，故自然湿地中植物生活型种类较少，植物群落层次不明显。而人工湿地的原有野生水生植物种类所占比例较小，大部分的水生植物为人工栽植种类，芦苇所占比例可达2/3，植物丰富度不足。周围绿地中包括典型的人工植物群落生物多样性、均匀度指数皆较低，而生活型种类较多，植物层次丰富，在种植过程中单一的注重景观，造成各个群落的均质化，另外人工种植的植物生长旺盛后，对其他植物在其中的生长起到了一定的抑制作用，成为单优群落或共优群落，造成均匀度偏低；而野生与人工植物相结合的群落生物多样性和均匀度均较高，生活型种类也较多，植物层次丰富。

4 结论与讨论

湿地是生产力和生物多样性最丰富的生态系统[2]，但由于人为活动诸如排水、过度放牧、种植和污染等扰乱行为会干扰敏感物种，减少植物物种的多样性致使它们逐步退化。一般来说，生态系统的多样性的减少会经历3个重要过程：干扰、竞争排斥和环境异质性[17]。 建议自然湿地应充分利用时间变化和垂直空间变化，建立结构合理、富于层次变化的湿地植物群落；河道内的公园主体部分建议构建湿生木本-挺水植物-沉水植物相结合的群落模式，因地制宜选用耐水湿型木本植物，如水杉、旱柳、垂柳、箕柳、枫杨等，并根据各类树种耐水湿程度不同，在湿地的不同区域合理配植；挺水植物除芦苇外，增加香蒲、水葱、千屈菜、芦竹、泽泻、茭白、荷花等；沉水植物可以配植苦草、金鱼藻等。湿地公园中湿地周围绿地的建设中，人工栽植要尽量选用乡土树种，避免造成群落均质化，可使用一些野趣丰富的花草，使地被层富有层次，同时增加了湿地公园的野趣特色。根据不同类型的生态特性建立物种丰富、结构合理、富于季相变化[21]的湿地植物群落，以提高千渭之会湿地公园的植物的物种多样性，但通过构建人工湿地的方法来增加湿地的生物多样性还需要更多的恢复时间和更为先进的修复技术。现阶段公园的大部分仍属于未开放状态，仅有少数钓鱼爱好者和游人在公园内活动，但由于公园湿地环境的退化，一些植被已经锐减甚至濒临或已经灭绝。所以建议公园在正式对外开放之前，进行一段时期的封育；同时为保护保证公园湿地植被的长期性以及稳定性，在公园开放后，每隔一定时期即封闭公园，进行植被封育。实施封育技术措施，可有效控制人为活动对湿地植被的干扰，促进湿地植被恢复，丰富湿地植被生物量，增加植被覆盖度，提高生物多样性。