杭州西溪濕地維管植物多樣性與生長(zhǎng)型生態(tài)類型比較

杭州西溪濕地維管植物多樣性與生長(zhǎng)型生態(tài)類型比較

1城市濕地的植物景觀研究濕地是由地球和水的相互作用形成的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)。它具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值1-17。濕地城市公園是指納入城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃，以濕地生態(tài)功能和典型特征為主要特征的公園。濕地是城市的重要生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，是城市可持續(xù)發(fā)展的重要自然系統(tǒng)。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，工農(nóng)業(yè)廢水和生活廢水不經(jīng)處理就進(jìn)入濕地，大量城市濕地萎縮消失，城市濕地生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受損。因此，必須確定城市濕地的識(shí)別、保護(hù)和恢復(fù)。杭州西溪濕地是在古河灘遺存的基礎(chǔ)上,又在千余年人類農(nóng)漁耕活動(dòng)影響下形成的城市邊緣次生濕地397-398.繼西溪國(guó)家濕地公園的一期、二期開園后,西溪三期(即洪園)也于2009年5月開園.江洋畈生態(tài)公園是一處三面環(huán)山,由西湖淤泥堆積而成的,以山林植被和濕生植被共存、以生態(tài)來(lái)命名的公園13..植物資源的調(diào)查分析是生物多樣性研究、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分析及生態(tài)修復(fù)等研究的基礎(chǔ).同時(shí),植物多樣性的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)研究是使植物多樣性保護(hù)和持續(xù)利用成為真正有效行動(dòng)的科學(xué)保障,也是生物多樣性保護(hù)的主要研究?jī)?nèi)容之一1-17241-251。因此對(duì)于濕地的植物調(diào)查分析非常有必要.有關(guān)西溪濕地的研究報(bào)道有一些114-122,但有關(guān)其物種和植被組成的報(bào)道較少.沈琪等曾比較了杭州西溪和紹興鏡湖濕地的維管植物多樣性,曹利仙等256-265曾報(bào)道了杭州西溪濕地灌草群落組成的季節(jié)變化,但這些文章都是針對(duì)西溪濕地一期和二期的,而有關(guān)西溪濕地洪園(以下簡(jiǎn)稱西溪洪園)的報(bào)道尚未見到.目前有關(guān)江洋畈生態(tài)公園(以下簡(jiǎn)稱江洋畈公園)植物種類組成的報(bào)道也尚未見到.由于西溪洪園和江洋畈公園都位于杭州,都是新近建成的城市生態(tài)公園,因此掌握兩地植物種類的本底資料非常必要;兩地都具有濕地環(huán)境和中生環(huán)境,比較兩地植物組成的異同,分析其成因,可以深入了解植物與其生境的關(guān)系,能驗(yàn)證相關(guān)的生態(tài)學(xué)理論,并對(duì)濕地的進(jìn)一步修復(fù)和管理有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義.本文試圖從β多樣性以及生長(zhǎng)型、生態(tài)類型等方面,比較西溪洪園與江洋畈公園植物種類的構(gòu)成及其異同點(diǎn),并分析其中的自然和人為影響因素,為兩地的進(jìn)一步修復(fù)和管理提供依據(jù).2材料和方法2.1營(yíng)造型的水環(huán)境西溪洪園位于浙江省杭州市區(qū)西部,它南以天目山路延伸段、北以文新路延伸段為界,東接西溪濕地核心區(qū)(一期和二期),西接五常,面積約為335hm2.西溪是在河流兼沼澤型濕地基礎(chǔ)上又在千余年人類農(nóng)漁耕活動(dòng)的影響下形成的次生濕地地貌景觀,屬于“自然-人工復(fù)合型濕地”397115.江洋畈公園位于杭州市鳳凰山景區(qū)西部,三面環(huán)山,北臨玉皇、東接錢王、西與大慈山相鄰,南面以虎跑路為界,總面積約20hm2.1999—2003年間,西湖疏浚工程產(chǎn)生的淤泥通過管道輸送到江洋畈,原來(lái)的山間谷地由此轉(zhuǎn)變成封閉式的淤泥庫(kù)。經(jīng)過10余年的自然風(fēng)干,江洋畈已形成了既具有沼澤、又具有谷地的地表面貌.優(yōu)越的小氣候條件,使得江洋畈形成了山林植被和次生濕生植被共存的生態(tài)公園13.杭州西溪濕地與江洋畈均屬亞熱帶季風(fēng)氣候,四季分明、雨量豐沛、光照充足.土壤主要為水稻土和紅壤.2.2生物多樣性分析主要在秋末冬初和春季兩個(gè)季節(jié)對(duì)兩地進(jìn)行了調(diào)查。植物分類、鑒定和生態(tài)類型的劃分以《浙江植物志》(1~7卷)、《浙江種子植物檢索鑒定手冊(cè)》為標(biāo)準(zhǔn).β多樣性用來(lái)表示生物種類對(duì)環(huán)境異質(zhì)性的反應(yīng).不同生境間或某一生境梯度上不同地段間生物種類組成的越相似,β值越高1628.本文采用Sorensen指數(shù)(SI,即相似度))來(lái)反映β多樣性:SI=2c/(a+b)8,其中,a、b分別為兩地各分類單元的數(shù)量,c為兩地的共有的分類單元數(shù)量.生態(tài)類型主要從濕地植物與非濕地植物,生長(zhǎng)型主要從木本與草本、常綠與落葉木本、多年生草本與一、二年生草本,本土植物與外來(lái)有害植物等方面來(lái)探討西溪洪園與江洋畈公園植物組成的特點(diǎn).以《浙江林業(yè)自然資源(濕地卷)》333-351中的濕地植物名錄為標(biāo)準(zhǔn),來(lái)確定濕地植物和非濕地植物.以上述文獻(xiàn)及《中國(guó)外來(lái)入侵種》1-54,98-189來(lái)確定本土植物與外來(lái)有害植物.3結(jié)果與分析3.1西洪園與江陽(yáng)湖公園的兩個(gè)維管植物相比較3.1.1維管植物種類型在西溪洪園調(diào)查到維管植物246種(植物名錄見附錄,種下分類單位不重復(fù)計(jì)算),其中蕨類6科6屬6種;裸子植物5科5屬5種;被子植物83科190屬235種,分別占維管植物科、屬、種數(shù)的88.3%、94.5%和95.5%.江洋畈公園維管植物216種,其中蕨類3科3屬3種;裸子植物2科2屬2種;被子植物71科175屬211種,分別占維管植物科、屬、種數(shù)的93.4%、97.2%和97.7%,說明被子植物是構(gòu)成西溪洪園和江洋畈公園植物區(qū)系的主體.總體來(lái)說西溪洪園的物種比江洋畈的要豐富,這主要與前者的面積比后者的大有關(guān),也與江洋畈大部分區(qū)域是由西湖淤泥堆積而成的、植物定居時(shí)間較短有關(guān).另外江洋畈的被子植物的比例更高一些.3.1.2主要栽培物種從含物種數(shù)量最多的前8個(gè)科來(lái)看(表1),無(wú)論是屬的數(shù)量還是物種的數(shù)量,在兩地這些科均大約占了總被子植物數(shù)量的一半.西溪洪園含20種以上的大科有3個(gè),即禾本科、菊科和薔薇科;而江洋畈公園中菊科、禾本科的物種數(shù)量比西溪洪園的要少.薔薇科的物種比較多,主要是因?yàn)槿斯ぴ耘嗟姆N類較多,如兩地都有的梅屬若干種(Prunussp.)、海棠屬若干種(Malussp.)和石楠(Photiniadavidsoniae)、粉花繡線菊(Spiraeajaponicavar.acuminata)、火棘(Pyracanthafortuneana)、月季(Rosachinensis)、枇杷(Eriobotryajaponica)等.菊科自然生長(zhǎng)的、兩地都有的主要有:一年蓬(Erigeronannuus)、小飛蓬(Conyzacannadensis)、翅果菊(Pterocypselaindica)等.兩地共有的禾本科植物有蘆葦(Phragmitesaustralis)、荻(Miscanthussacchariflorus)、芒(M.sinensis)和菰(Zizaniacaduciflora)等,且在水邊的濕生環(huán)境中占優(yōu)勢(shì).十字花科的栽培物種較多,如蕓苔屬若干種(Brassicasp.).百合科植物兩地共有的種有山麥冬(Liriopespicata)、沿階草(Ophiopogonjaponicus)、吉祥草(Reineckeacarnea)等.兩地共有的傘形科植物有香菇草(Hydrocotyleverticillata)、破銅錢(H.sibthorpioidesvar.batrachium)、水芹(Oenanthejavanica)和竊衣(Torilisscabra)等.兩地共有的蓼科植物有水蓼(Polygonumhydropiper)、酸模葉蓼(P.lapathifolium)和羊蹄(Rumexjaponicus)等.兩地物種的分布較為分散,每個(gè)屬中所包含的物種數(shù)量不多,大多僅含1~2個(gè)物種;含有3個(gè)物種以上的屬在西溪洪園和江洋畈公園各有6、7個(gè)屬,如梅屬、薔薇屬Rosa、蓼屬Polygonum等.3.2其它非主體景觀植物西溪洪園和江洋畈公園大分類階層的相似度比較(β多樣性指數(shù))見表2.兩地相似度大小依次為科>屬>種;兩地被子植物的相似度最高,而裸子的相似度最低.兩地物種的各分類階層有65%左右的相似性,主要原因一是兩地同處于亞熱帶的杭州地區(qū),又都有濕生和中生的環(huán)境,作用的自然因素基本相同;二是兩地開發(fā)為公園后,種植的園林植物相同度較高.目前兩地都有的、自然生長(zhǎng)的濕地植物有垂柳(Salixbabylonica)、南川柳Salixbabylonica(S.integra)、構(gòu)樹(Broussonetiapapyrifera)、羊蹄、荻、蘆葦?shù)?兩地都種植的有梅屬的桃(P.persica)、梅(P.mume)、紅葉李(P.cerasifera)和日本晚櫻(P.serrulatavar.lannesiama)等,還有二月蘭(Orychophragmusviolaceus)、車軸草(Trifoliumsp.)、香菇草、桂花(Osmanthusfragrans)、芒、大花金雞菊(Coreopsisgrandiflora)、吉祥草、菖蒲(Acoruscalamus)、黃菖蒲(Irispseudacorus)、旱傘草(Cyperusalternifolius)、再力花(Thaliadealbata)等.兩公園中都引種栽培了一些外來(lái)物種,如再力花、大花金雞菊、旱傘草、黑麥草(Loliumperenne,僅西溪洪園)、粉花月見草(Oenotherarosea,僅江洋畈公園)等.兩地物種組成有所差異,原因之一是兩地固有的種子等繁殖體庫(kù)以及兩地形成時(shí)間不同,如柿(Diospyroskaki)、早園竹(Phyllostachyspropinqua)、野薔薇(Rosamultiflora)、忍冬(Lonicerajaponica)、喜樹(Camptothecaacuminata)等在西溪存在的歷史較為久遠(yuǎn),小巢菜(Viciahirsuta)群落是西溪洪園的優(yōu)勢(shì)群落,但這些在江洋畈未見或極少見;在江洋畈公園植物的定居時(shí)間較短,接骨草(Sambucusjavanicavar.argyi)群落是它的優(yōu)勢(shì)群落.原因之二是兩地地形有不同,江洋畈公園一些區(qū)域?yàn)樯介g谷地,上長(zhǎng)有許多森林的成分,如殼斗科的多個(gè)種:苦櫧(Castanopsissclerophylla)、青岡(Cyclobalanopsisglauca)、櫟(Quercussp.)等,還有木荷(Schimasuperba)、楤木(Araliachinensis)、馬尾松(Pinusmassoniana)、闊鱗鱗毛蕨(Dryopterischampionii)等,這些在西溪洪園中未見;原因之三是兩地人類種植的物種有一些差異,江洋畈公園有山桃草(Gauralindheimeri)、醉蝶花(Cleomespinosa)、朱唇(Salviacoccinea)和海仙花(Weigelacoraeensis)等,而在西溪洪園未見,反過來(lái),楊梅(Morellarubra)、余山胡頹子(Elaeagnusargyi)等僅在西溪洪園出現(xiàn),在江洋畈公園則未見。原因之四是人類管理的強(qiáng)度不同,西溪洪園的管理措施常態(tài)化,每年秋末會(huì)收割大部分的高大草本,這樣就為一些短生活史的草本植物進(jìn)入和定居創(chuàng)造了條件;而江洋畈公園則較少有這樣的收割,因此多年生植物的優(yōu)勢(shì)地位較為穩(wěn)定.西溪洪園與江洋畈公園草本和木本植物的相似度比較見表3.可見兩地的草本和木本植物組成各有約60%的相似性。小巢菜、絲茅(即白茅,Imperatakoenigii)、萬(wàn)年青(Rohdeajaponica)、小魚仙草(Mosladianthera)和五節(jié)芒(Miscanthusfloridulus)等草本僅在西溪洪園見到,而接骨草、石龍尾(Limnophilasessiliflora)和長(zhǎng)苞香蒲(Typhaangustata)等僅在江洋畈公園中見到.3.3西洪園和江陽(yáng)東公園的生態(tài)類型3.3.1不同生活史物種西溪洪園木本植物有100種,其中常綠的37種(包括竹類),落葉的63種(包括半常綠的);草本植物有146種,其中多年生90種,短生活史的物種,即一、二年生的56種(見表4).在江洋畈公園木本植物有90種,其中常綠的有30種,落葉的60種;草本植物126種,其中多年生81種,一、二年生45種(見表4).江洋畈公園的一、二年生草本植物的比例較西溪洪園為低.與一般濕地相比,西溪洪園和江洋畈公園的木本植物比例比較高,而草本植物比例較低.兩地各種生長(zhǎng)型的比例都非常接近,無(wú)論在數(shù)量還是百分比上.3.3.2非濕地植物種類本文中的濕地植物是指水生植物、典型的濕生植物以及濕地中常見的物種,非濕地植物包括中生和旱生植物.調(diào)查發(fā)現(xiàn)在西溪洪園246種植物中有濕地物種132種,其中水生植物17種,其他濕地物種115種;非濕地植物有114種(見表5).在江洋畈216種植物中有濕地物種111種,其中水生植物23種,其他濕地物種為88種;非濕地植物有105種(見表5).目前兩地常見的水生和典型濕生植物有金魚藻(Ceratophyllumdemersum,沉水)、苦草(Vallisnerianatans,沉水)、狐尾藻(Myriophyllumsp.,浮水)、槐葉蘋(Salvinianatans,浮水)、萍(Lemnasp.,浮水)、荻(挺水)、蘆葦(挺水)、菖蒲(挺水)、菰(挺水)、再力花(挺水)、長(zhǎng)苞香蒲(挺水,僅江洋畈公園)、旱傘草(濕生)、蓼(濕生)、千屈菜(Lythrumsalicaria,濕生,僅江洋畈公園)等.江洋畈公園的水生植物較西溪洪園的要豐富.另外,如莎草科、燈心草科中典型的濕地植物種類在兩地都極少見,僅1~2種.總體來(lái)說,西溪洪園和江洋畈公園兩地的濕地植物所占比例非常接近(53%左右),但濕地植物所占比例都不高.這主要與兩地中的部分地段地勢(shì)較高、距離水體較遠(yuǎn)有關(guān),如西溪洪園的部分魚塘基及主干道——壽堤的地勢(shì)較高、江洋畈部分地區(qū)為山谷,也與人為栽培種植的中生性植物較多有關(guān).但兩地也種植了一些濕生和水生植物.3.4其它特殊物種由于有農(nóng)耕濕地和次生濕地的起源背景,又是新建成的公園,因此兩地外來(lái)有害入侵物種種類較多,如兩地都有且危害較嚴(yán)重的有喜旱蓮子草(Alternantheraphiloxeroides)、鳳眼蓮(Eichhorniacrassipes)、小飛蓬、一年蓬等.西溪洪園還有細(xì)葉旱芹(Apiumleptophyllum),江洋畈還有鬼針草(Bidenspilosa)等.這也與這些植物的繁殖和擴(kuò)散能力很強(qiáng)有關(guān),這些物種會(huì)威脅其它植物的生存,降低生物多樣性,同時(shí)會(huì)破壞景觀,影響到整個(gè)濕地的生態(tài)價(jià)值,因此必須引起足夠的重視,采取綜合的措施及時(shí)清理,以減少它們的危害.4生物多樣性原則杭州西溪濕地洪園和江洋畈生態(tài)公園都位于亞熱帶東部地區(qū)的浙江省杭州市,從β多樣性以及生態(tài)類型和生長(zhǎng)類型的分析來(lái)看,都顯示兩地物種組成有65%左右