简析廊坊市湿地植物资源的调查情况

2024-03-04 12:25刘忠鑫
新农民 2024年3期
关键词:资源调查湿地

摘要:湿地植物在湿地生态系统中起着重要作用,廊坊市地处华北平原中部,水系发达。根据第三次全国国土调查数据显示,廊坊市湿地面积412 hm2,且均为内陆滩涂。通过对湿地植物的调查,可系统全面地整理分析廊坊市湿地植物区系、湿地群落特征与分布、植物物种多样性的空间格局规律和不同群落间的差异。同时,可充实和完善廊坊市湿地植物多样性现状数据和丰富湿地植物资源的基础资料,为从整体水平认识廊坊市湿地植物多样性的特点和价值,以及进一步维护廊坊市湿地的生态平衡和生物多样性保护提供理论依据。

关键词:湿地;湿地植物;资源调查

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,是地球上独特的生态系统和重要的自然景观,广泛地分布于世界各地,它们构成了一类生产力最高和最有价值的自然生境。湿地是自然保护区生态系统的重要组成部分,是野生动物重要的栖息地或觅食地,植物物种多样性十分丰富,对保护区以及区域性的水源涵养、水土保持、环境改善和生态平衡维系等发挥重要作用[1]。其中,湿地植物起着至关重要的作用,一般把所有生长于湿地中的植物称之为湿地植物。湿地植物按其生活习性及生态环境,分为沉水植物、挺水植物、浮叶植物、漂浮植物、湿生植物、沼生植物;从植物生活类型分,有挺水型、浮叶型、沉水型和漂浮型等。

湿地植物能够通过吸附、吸收、富集和沉降作用,可以有效净化水体中的氮、磷等富营养物质,可净化成分较复杂的城市生活污水及工业有机废水;可以吸收、固定、转化土壤和水中营养物质含量,降解有毒和污染物质,净化水体,消减环境污染;光合作用释放氧气,可以在一定程度上缓解温室效应。由此可见,湿地植物在维持湿地生态系统多样性中起着举足轻重的作用。但是,由于人类活动对自然界对湿地的影响,导致很多湿地被污染、部分动植物濒临灭绝。因此,湿地植物调查分析对进一步了解湿地现状,保护湿地可持续发展具有重要意义。并且,通过湿地植物的调查可以系统全面地整理分析廊坊市湿地植物区系、湿地群落特征与分布、植物物种多样性的空间格局规律和不同群落间的差异,能够充实和完善廊坊市湿地植物多样性现状数据和丰富湿地植物资源的基础资料,为从整体水平认识廊坊市湿地植物多样性的特点和价值,以及进一步维护廊坊市湿地的生态平衡和生物多样性保护提供理论依据。

1 廊坊市湿地现状

1.1 地理位置

廊坊市位于华北平原中东部,地处北京市以南,天津市以西,保定市以东,沧州市以北,素有“京津走廊上的明珠”的美称,交通十分便捷。廊坊市地处中纬度地带,位于东经116°38′07″~116°44′06″,北纬39°28′42″~北纬39°32′54″。此区间属于暖温带大陆性季风气候,季节分明,春天干旱风沙较多,夏天炎热雨水较多,秋天则干燥少雨气温适宜,冬天较寒冷降雪较少。全市降水多集中在夏季,炎热多雨有利于植物生长,但同时夏季的气象灾害也较多,暴雨、雷雨、冰雹大风时有发生,极端天气会有洪水发生。

廊坊市地貌主要以平原为主,地势较为平缓,一般高程在2.5~30 m,市域从北到南从东到西地势逐渐降低,其中,三河市、大厂回族自治县、香河县平均海拔11 m,其余县(市、区)的平均海拔5 m,全部为冲积平原区。由于洪积、冲积作用和河流多次决口改道淤积,沉积物交错分布,加上风力及人为活动的影响,境内地貌差异性较大,缓岗、洼地、沙丘、小型冲积堆等遍布,全市地貌呈现大平小不平状态。

1.2 廊坊市湿地基本情况

廊坊市地处海河流域中下游,水系非常发达,素有“九河下梢”之称。流经本市的大小河流有20条,包括潮白河、鲍丘河、北运河、永定河、白沟河、中亭河、赵王新河、子牙河、大清河等河流。根据第三次全国国土调查数据显示,廊坊市域面积64万 hm2,湿地面积412 hm2,占市域总面积的0.064%,且均为内陆滩涂,湿地资源较为匮乏,湿地类型也比较单一。湿地图斑主要分布在13條河流两侧,涉及三河市、大厂回族自治县、香河县、安次区、永清县、固安县、霸州市、文安县等8个县(市、区)。其中,霸州市、香河县湿地面积占全市湿地面积的80%。因此,湿地植物调查取样着重这两个县(市)进行,其余县(市、区)湿地则选取代表性河流附近图斑进行调查。湿地植物资源的调查研究主要采取现场调研和内业整理相结合的方法。

2 调查步骤

2.1 工具、仪器、用品及资料

样地定位、测量、标记类工具包括:GNSS定位设备,用于距离测量的激光测距仪1台(兼具测高功能),测绳或皮尺1条,用于埋设标桩的挖掘工具1把,标桩数个,测树围尺2个,样方框2个(1 m×1 m、0.5 m×0.5 m)、刺针1个、钢直尺1个,以及记号笔、记录本等工具。

数据采集、存储、处理与管理的软硬件包括:工具包一个,笔记本电脑一台,数据采集器(平板电脑一台),导向图、局部定位图,无人机及机载传感器(可选)、照相机(可选),便携式溶解氧测定仪、便携式土壤含水量测定仪、样品袋等。

2.2 样地选择

根据第三次全国国土调查数据显示,廊坊市湿地图斑300余块,分布在三河市、香河县、大厂回族自治县、固安县、永清县、安次区、文安县、霸州市等8个县(市、区),涉及潮白河、北运河、青龙湾减河、永定河、牤牛河、大清河、赵王新河、中亭河等13条河流,分布范围较广,且图斑分布严重不均,香河县湿地图斑108块,面积183 hm2,占全市湿地面积的44%,霸州市湿地图斑130块,面积148.6 hm2,占全市湿地面积的36%,其余县(市、区)湿地面积占比平均每个县不到5%。为确保植物资源调查的科学性、准确性,样地图斑应选择在湿地涉及的每条河流周边进行实地调查,同时,增加香河县和霸州市湿地调查样方比例,更能准确分析湿地现状及发展情况。

2.3 样方设定

在廊坊市市域内所有河流选择具有典型性和代表性的地段进行样方调查。河流湿地样方按上游、中游、下游三个样地区域进行样方调查。每个样地内设置l~6个样方,草本植物群落样方为1 m×1 m,灌丛植物群落样方为5 m×5 m,灌丛样方下设草本样方,乔木植物群落样方为10 m×10 m,水中植物设置样方可为0.5 m×0.5 m。每个样方记录植物种的名称、盖度、高度、多度、频度等数量指标,以及样地所在地的纬度、经度、海拔等环境因子。植物分布不均匀的样地,选择分布较为均匀的样点做1 m×1 m样方调查,每个样地视植物生长分布情况决定样方数量。样方位置可设置在被水淹没区域或没有水的陆地上的位置,尽量避免样方部分在水中部分在陆地上,区别较明显的环境易于样方土壤含水量的测定,便于统计植物的生境。

2.4 数据记录

采集湿地样方选择其中的种子植物进行统计分析。样方布置完毕后,对样方进行拍照,记录样方横纵坐标点、土壤含水量、溶解氧含量、植物种类、数量、高度、相对盖度、海拔等数据,溶解氧含量则选择距离样方较近的水域进行测定。对样方中出现的所有植物进行拍照,不方便拍照或长势不理想的,可选择样方附近同种植物进行拍照。拍照内容包括植物的整株及茎、叶、花、果实、种子等器官,如有必要,则需将植物连根拔起,记录根部生长情况。对野外难以辨认的植物种采集标本带回实验室进行鉴定。植物物种识别可通过植物图鉴、手机软件花伴侣及手机软件形色识别,难以识别的可咨询相关植物专家。

2.5 数据分析

2.5.1 植物区系组成

主要是根据吴征镒中国种子植物属的分布区类型,划分湿地植物区系分布。通过湿地植物的调查研究可整理出廊坊市湿地植物名录,对植物区系进行统计分析,总结概括湿地植物所包含的科、属、种数量及分布,草本及木本植物占比,分析出优势植物种类,可为人工湿地建设提供植物配置依据,全面准确及时掌握资源现状和动态变化,为科学开展湿地生态系统保护修复提供决策支撑。

2.5.2 水中溶解氧

溶解于水中的分子态氧称为溶解氧,用每升水里氧气的毫克数表示,单位为mg/L。

溶解氧是反映水生态的指标之一,当水中的溶解氧值降到5 mg/L时,一些鱼类的呼吸就会发生困难,小于1 mg/L时,鱼会直接死亡[2]。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。高浓度溶解氧有利于水体中各类污染物的降解,从而使水体较快得以净化,也能够有效控制底泥向水体中释放氮、磷及有机物,从而起到改善水质的作用[3]。

通过对样地溶解氧的测量数据,并结合样地周边环境因子进行综合分析。与样地优势植物种类、物种数量、植物相对盖度横向对比,总结出溶解氧对湿地植物的影响,以及为丰富湿地植物种类及多样性所采取相应措施提供依据。

2.5.3 土壤含水量

土壤含水量一般是指土壤绝对含水量,即100 g烘干土中含有水分含量克数,也称土壤含水率。它是反映湿地土壤质量状况的指标。湿地中土壤含水量的多少,在一定程度上决定植物的种类和数量。土壤含水量也是植物耐水能力的一种表现。土壤含水量高,则湿生植物多为优势种,含水量低,则陆生植物较多为优势种。通过土壤含水量与植物种类的分析可以将生长在湿地中的植物按照耐水能力进行分类,可为人工湿地建设植物种植提供参考依据,为湿地保护的可持续发展提供数据资料。

2.5.4 湿地植物物种多样性

物种多样性与遗传多样性、生态系统多样性共称为生物多样性。湿地植物物种多样性是湿地植物种类的丰富程度、本身多样性的体现,它从一定程度上反映着湿地的健康状况和可持续发展能力。物种多样性的计算方式有很多种,本研究选用以下计算方式,即在物种重要值基础上,选取丰富度指数、多样性指数、多样性指数、均匀度指数4种指数测度物种多样性。

物种重要值是表示植物物种在群落中的相对重要性的一种综合数值,一般用于计算、评估物种多样性的评价指标,它的计算方式如下:群落为灌木和草本的重要值计算方式为:重要值(Ⅳ)灌/草=(相对盖度十相对高度)/2。计算乔木、灌木和草本植物都有的群落的重要值公式为:重要值(Ⅳ)=(相对高度+相对密度+相对盖度)/3。其中,相对高度=某个种的平均高度/所有种的平均高度之和×100%;相对盖度=某个种的盖度/所有种盖度之和×100%(灌木盖度=东西冠幅×南北冠幅/样地面积);相对多度=某个种的多度/所有种的多度之和×100%。用以上各指数及每一样方中物种总数度量各个样方的多样性,然后取其平均值作为各群丛的多样性指标,从而得出相关样地多样性指标,对湿地植物多样性进行较为全面的研究,为生物多样性及生态環境的保护、管理和生存发展提供科学依据。

3 野外调查安全保障工作

湿地资源调查涉及样地面积大、范围广、地点分散,多为河岸、沟渠、坑塘周边,环境较为复杂,安全保障程度较低。因此,在进行野外调查时应树立生命至上、安全第一的理念,防止安全事故发生。预防为主,提前制定相关规划,排除安全隐患,保障调查的顺利开展。

3.1 物资准备

廊坊市地处平原地带,海拔较为平缓,各个地域文明程度较高,城镇密集,不存在高山、无人区等会令人陷入危险的地域。危险有毒的野生动物出现率较低,且野外调研当天往返,不在野外露营,大大降低了调查风险,配备物资较为简便,包括:

劳动保护用品:饮用水、防蚊剂、防晒服、防晒帽、雨衣、雨鞋等。

救护设备:牵引绳、藿香正气水、碘酒、创可贴等。

3.2 水灾防范

廊坊市河流较多,如遇大暴雨会造成河水上涨,岸边湿滑,野外调查应格外谨慎。外出调查前及时查看天气预报,如有暴雨预警,推迟调查时间,确保人身安全。如遇突降暴雨,立即停止工作,于高处等待降雨停止后再进行调查。野外调查时,以小组为单位进行,在岸边操作时应有组员陪同,防止不慎落水。如不幸落水,切勿惊慌,抓住离自己最近的植物,稳住身形,等待救援。

3.3 动物伤害防范及其他注意事项

廊坊市湿地附近常见的野生动物主要包括蚊虫、峰类、蜘蛛、蛇、狗等。在抵达样地后,观察周边环境及是否有野狗、蜂窝等可能导致人身伤害的动物,如有则应改变调查样地或调查路线。夏季蚊虫较多,野外调查应及时喷驱蚊水,防止蚊虫叮咬。蛇类属于变温动物,一般喜欢栖息在离水源不远的草丛中,对静止的东西不敏感,喜欢攻击活动的物体。如与蛇类相遇,不要突然移动,保持镇静,原地不动,蛇会慢慢离开。或者改变调查样地及路线,不与之接触。

野外调查时应尽可能穿长裤长袖、运动鞋、长袜,尽量避免皮肤裸露,避免下水。夏秋两季应尽量不吃田间蔬果,防止农药中毒的情况出现。遇上村民应注意言行举止,礼貌问路,文明采访,不与当地居民发生冲突,理智调查。

参考文献

[1] 国务院.中华人民共和国自然保护区条例[M].北京:中国法制出版社,1994.

[2] 解磊.青岛浮山前分层小水库溶解氧时空变化特征[D].青岛:青岛大学,2015.

[3] 肖海文,邓荣森,翟俊,等.溶解氧对人工湿地处理受污染城市河流水体效果的影响[J].环境科学,2006,27(12):2426-2431.

作者简介:刘忠鑫(1988—),女,硕士,高级工程师,研究方向:自然资源调查。

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