张辛阳; 商佳慧; 何诗静
【期刊名称】《《科学技术与工程》》
【年(卷),期】2019(019)021
【总页数】7页(P92-98)
【关键词】植物落; 物种多样性; 草湖湿地; 自然保护区
【作 者】张辛阳; 商佳慧; 何诗静
【作者单位】武汉设计工程学院环境设计学院 武汉430205
【正文语种】中 文
【中图分类】Q948; Q16
湿地作为地球上重要的生态环境之一，对全球生态系统有着重要意义，我国各级政府建立了大量的湿地自然保护区，以重建和恢复湿地生态系统及保护物种多样性[1]。植物落作为湿地自然保护区的本底构成，是保护区的初级生产者，其结构、特征及多样化程度均能影响保护区的生态系统稳定性，有着重要的研究价值和意义[2]。目前，中国内者对湿地植物落进行了多方面的研究，涉及物种多样性、落结构特征、梯度变化情况及影响因素等[3—6]。
草湖湿地自然保护区位于湖北省武汉市，重点保护对象为鸟类资源、生态系统及生物多样性，对长江中游淡水湿地资源保护有着现实意义。近年来，对草湖湿地自然保护区的研究报道很少，仅有少数学者对其生物资源进行了调查，分析和评价了保护区内植被和水质现状，并提出相应对策[7，8]，没有对保护区内植物多样性进行深入研究，存在局限性。2017年7～8月，考察团队多次对保护区进行了植物资源调查和植物落物种多样性研究，弥补了保护区这方面研究的空白，旨在为保护区植物资源多样性保护，以及保护区的建设管理提供基础数据资料和科学依据。
1 研究区域与方法
1.1 研究地概况
草湖湿地自然保护区(114°26′53.07″E～ 114°29′13.3″E，30°44′01.5″N～30°46′29.2″N)，位于湖北省武汉市黄陂区南部平原湖区，总面积1 148.2 hm2；其中含面积为419.6 hm2的永久性淡水湖斑块1个以及面积为826.7 hm2的水产养殖基地斑块3个；重点保护对象为东方白鹳、小天鹅、白鹤等珍稀水鸟及湿地生态系统、生物多样性，是人工和自然湿地的共同集合体。保护区内地势平坦，为湖积平原地貌类型，以黄棕壤和潮土为主，以草本植物为主，气候四季分明，年均日照时数1 540～2 180 h，年均降水量1 104.6 mm，平均气温16.4 ℃，属亚热带季风气候。
1.2 野外调查方法
于2017年7～8月，考察团队运用线路调查法与典型样方法，对草湖湿地自然保护区进行了植物资源的调查，调查线路根据湿地自然保护区的现状制定，经过的地区植被多样性尽可能丰富，多条线路尽可能覆盖整个保护区，并设置4条与湖中心相垂直的调查样线，根据保护区植被分布情况及水文地质情况，在样线上设置不同生境及植被类型的样地共10个，涵盖整个保护区植被特征。并记录各个样地内的植物物种名称、经纬度、海拔、土壤状况和 人为干扰情况等。
在每个样地中，随机布设3～5个样方，共设置45个样方。由于保护区内以草本植物为主，稀见乔木和灌木落，故仅包括1个乔木落样方和1个灌木落样方，其余43个样方均为草本落样方。草本落样方面积为1 m×1 m，记录草本层盖度；灌木落样方面积为5 m×5 m，记录灌木层的高度和盖度，并在样方内选取2个1 m×1 m的小样方，记录草本层的盖度；乔木落样方取样面积为10 m×10 m，按主林层、演替层、更新层的分层标准，记录乔木层的落演替、郁闭度和胸径，并沿对角线设2个5 m×5 m的小样方，记录灌木层的高度和盖度，在每个5 m×5 m的小样方中再分别选取1个1 m×1 m的小样方，记录草本层的盖度[9]。
1.3 数据处理分析方法
1.3.1 重要值
某个物种在植物落中的作用和地位的综合数量指标通常用重要值来表示，计算公式[10]如下。
乔木的重要值
(1)
灌木的重要值
(2)
草本的重要值=相对盖度
(3)
1.3.2 多样性指数
选取Patrick丰富度指数(R)，Shannon-Winner多样性指数(H)，Simpson多样性指数(D)和Pielou均匀度指数(E)来测度物种多样性，各指数计算公式[11，12]如下。
Patrick丰富度指数：
R=S
(4)
Simpson多样性指数：
(5)
Shannon-Wiener多样性指数：
(6)
Pielou均匀度指数：
E=H/lnS
(7)
式中：S为样方内出现的物种总数，Ni为样方内第i个种的重要值，N为样方内所有物种重要值之和。
2 结果与分析
2.1 植物物种组成
通过野外调查，10个样地共记录125种植物(含种下分类，下同)，均为被子植物，按恩格勒分类系统编排，隶属于47科104属(表1)。45个样方中物种相对比较丰富的是21号和24号样方，分别为灌草落样方和乔灌草落样方，其中21号样方含有18科23属23种，24号样方含有20科28属28种，植物种类较其余草本落样方要多，Patrick丰富度指数高。物种相对较少的是3号和27号样方，其中3号样方含3科5属5种，27号样方含有3科4属4种。其中含植物种最多的为禾本科(Gramineae)和菊科(Compositae)，均含19种；次之的为豆科(Leguminosae)和大戟科(Euphorbiaceae)，均含7种。
保护区大部分为草本植物，占90.4%，这与湿地的生境相关。乔木有构树(Broussonetia papyrifera)、樟(Cinnamomum camphora)、乌桕(Sapium sebiferum)、朴树(Celtis sinensis)等；灌木有野蔷薇(Rosa multiflora)、柘树(Cudrania tricuspidata)等；藤本有忍冬(Lonicera japonica)、鸡矢藤(Cocculus orbiculatus)、杠板归(Polygonum perfoliatum)等；草本有狗牙根(Cynodon dactylon)、狗尾草(Setaria viridis)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)，黑麦草(Lolium perenne)、鬼针草(Bidens pilosa)、阿拉伯婆婆纳(Veronica persica)、知风草(Eragrostis ferruginea)、野菊(Dendranthema indicum)等。
2.2 植物落类型及特征
通过计算每个样方中物种的重要值，确定各个样方中的优势物种，依据《中国植被》[13]中落分类系统，结合45个样方的生境，将保护区划分为20种植物落类型。
每种植物落类型均包含1个或多个样方。丛平均总盖度为其所包含的所有样方总盖度的平均值，其中样方总盖度指的是样方内所有植物枝叶垂直投影所覆盖的面积占样方面积的百分比。丛中建种平均盖度，为丛所包含的所有样方中该种植物盖度的平均值。
2.2.1 铁苋菜丛(Ass. Bidens pilosa)
一年生草本结构，分布在靠近湖泊的平坦湿润地带，包含2、34、43号样方，物种数分别为7、8、8种，丛平均总盖度为97%，建种铁苋菜平均盖度为72%，伴生种为狗牙根、野艾(Artemisia lavandulaefolia )、北美车前(Plantago virginica)等。
2.2.2 狗尾草丛(Ass. Setaria viridis)
一年生草本结构，分布在靠近道路的干燥地带，包含3、33、35、42号样方，物种数分别
为5、7、7、7种，丛平均总盖度为82.5%，建种狗尾草平均盖度为70%，主要伴生种为野葛(Pueraria lobata)、鬼针草和狗牙根等。
表1 草湖湿地自然保护区样地植物组成Table 1 The species composition of sample plots in Caohu Wetland Reserve序号科名属数种数1禾本科Gramineae16192菊科Compositae15193豆科Leguminosae674大戟科Euphorbiaceae475苋科Amaranthaceae446桑科Moraceae447蔷薇科Rosaceae348茄科Solanaceae349旋花科Convolvulaceae3310伞形科Umbelliferae3311蓼科Polygonaceae2612茜草科Rubiaceae2213唇形科Labiatae2214十字花科Cruciferae2215百合科Liliaceae2216榆科Ulmaceae2217莎草科Cyperaceae1418石竹科Caryophyllaceae1219鸭跖草科Commelinaceae1120葡萄科Vitaceae1121爵床科Acanthaceae1122萝藦科Asclepiadaceae1123海桐花科Pittosporaceae1124梧桐科Sterculiaceae1125玄参科Scrophulariaceae1126商陆科Phytolaccaceae1127三白草科Saururaceae1128防己科Menispermaceae1129鼠李科Rhamnaceae1130卷柏科Selaginellaceae1131灯心草科Juncaceae1132毛茛科Ranunculaceae1133锦葵科Malvaceae1134木犀科Oleaceae1135楝科Meliaceae1136无患子科Sapindaceae1137酢浆草科Oxalidaceae1138忍冬科Caprifoliace
ae1139雨久花科Pontederiaceae1140椴树科Tiliaceae1141芸香科Rutaceae1142香蒲科Typhaceae1143桦木科Betulaceae1144车前科Plantaginaceae1145牻牛儿苗科Geraniaceae1146樟科Lauraceae1147藜科Chenopodiaceae11合计Total104125
2.2.3 知风草丛(Ass. Eragrostis ferruginea)
多年生草本结构，分布在路旁、坡地及湖岸地带，包含6、7和8号样方，物种数分别为10、10和8种，丛平均总盖度为100%，建种知风草平均盖度为67%，主要伴生种为小巢菜(Vicia hirsuta)、狗尾草、一年蓬(Erigeron annuus)、酢浆草(Oxalis corniculata)和狗牙根。
2.2.4 野菊+狗牙根丛(Ass. Dendranthema indicum+ Cynodon dactylon)
多年生草本结构，分布在湖边较湿润地带，包含9号样方，物种数为6种，丛总盖度为98%，建种野菊盖度为97%，狗牙根盖度为94%，主要伴生种为狗尾草和紫苜蓿(Medicago sativa)。
2.2.5 水莎草丛(Ass. Juncellus serotinus)
多年生草本结构，分布在湖岸边浅水地带，包含10号样方，物种数为10种，丛总盖度为96%，建种水莎草盖度为64%，主要伴生种为紫苜蓿和知风草。
2.2.6 蒙古蒿+狗牙根丛(Ass. Artemisia mongolica+ Cynodon dactylon)
多年生草本结构，分布在湖岸边和路旁地带，包含11和22号样方，物种数分别为7和10种，丛平均总盖度为100%，建种蒙古蒿平均盖度为65%，狗牙根平均盖度为60%，主要伴生种为狗尾草、酢浆草和猪殃殃(Galium aparine var. tenerum)。
2.2.7 狗牙根+狗尾草丛(Ass. Cynodon dactylon+Setaria viridis)
草本结构，分布在路旁及田埂坡地，包含1、5和12号样方，物种数分别为6、6和11种，丛平均总盖度为97.5%，建种狗牙根平均盖度为84%，狗尾草平均盖度为71%，主要伴生种为野艾、鬼针草、杠板归和红蓼(Polygonum orientale)。
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