?？诔鞘袧竦毓珗@植物多樣性分析
——以美舍河國(guó)家濕地公園和五源河國(guó)家濕地公園為例①

蔡永富 吳淑邦 錢(qián) 軍 陳宗鑄 雷金睿

(1?？谑辛謽I(yè)局 海南?？?570311;2?？谑袧竦乇Ｗo(hù)管理中心 海南?？?570311;3海南省林業(yè)科學(xué)研究所 海南?？?571100;4?？谑袧竦乇Ｗo(hù)工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心 海南海口 571100)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷推進(jìn)，城市地表覆被、生態(tài)環(huán)境、生物多樣性等方面發(fā)生著巨大變化［1]，城市濕地已成為最脆弱的生態(tài)系統(tǒng)之一，嚴(yán)重威脅到城市生態(tài)安全和城市人居環(huán)境［2]。濕地植物作為濕地的重要組成部分，其分布格局、物種多樣性反映了濕地的自然環(huán)境與質(zhì)量［3]，對(duì)維持濕地生態(tài)功能和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定有重要作用［4]，深刻地影響著城市可持續(xù)發(fā)展［5]。

目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了很多濕地植物多樣性方面的研究［6-9]，為城市濕地資源的保護(hù)與利用提供了重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。2017年底，?？谑械拿郎岷訃?guó)家濕地公園和五源河國(guó)家濕地公園獲得國(guó)家林業(yè)和草原局批準(zhǔn)開(kāi)展國(guó)家濕地公園試點(diǎn)工作，作為?？谑谐菂^(qū)主要河流的美舍河與五源河的生物多樣性保護(hù)也逐漸得到重視和關(guān)注?；诖耍疚囊院？谑?個(gè)國(guó)家濕地公園為研究對(duì)象，對(duì)比分析濕地植物組成及物種多樣性狀況，以期為?？趪?guó)家濕地公園的保護(hù)、合理利用和生物多樣性的維持與發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

?？谑械靥幒Ｄ蠉u北部（110°07'～111°03'E，19°20'～20°10'N），地勢(shì)平坦，濕地資源豐富，濕地總面積達(dá)3萬(wàn)hm2，在2018年榮獲全球首批“國(guó)際濕地城市”稱號(hào)。美舍河國(guó)家濕地公園位于?？谑袞|部，南起羊山濕地玉龍泉，北至海甸溪，總規(guī)劃面積468 hm2，其干流美舍河流經(jīng)城市中心片區(qū)，承載著周邊居民休閑娛樂(lè)、科普教育、維系生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等多重生態(tài)服務(wù)功能；美舍河源頭區(qū)域的濕地類型主要是火山熔巖濕地，分布有水菜花（Ot tel ia cordata）、水蕨（Ceratopteris thal ictroides）、野生稻（Oryza rufipogon）3種國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)植物，也是中國(guó)野生水菜花的主要分布區(qū)。五源河國(guó)家濕地公園位于?？谑形鞑?，南起永莊水庫(kù)，北至五源河河口海域，規(guī)劃面積為1 315 hm2；五源河源頭的永莊水庫(kù)是?？谑兄饕娘嬘盟幢Ｗo(hù)地，周邊植被茂密。

1.2 調(diào)查方法及數(shù)據(jù)處理

本研究于2018年10～12月，采用典型抽樣法設(shè)置10m×10m的標(biāo)準(zhǔn)喬木樣方，并在喬木樣方內(nèi)隨機(jī)設(shè)置3個(gè)3m×3m的灌木樣方，5個(gè)1m×1m的草本樣方。分別記錄胸徑≥3 cm的喬木植物種名、株數(shù)、高度、胸徑和生長(zhǎng)狀況，灌木植物（含胸徑＜3 cm的喬木幼苗）種名、株數(shù)、高度、面積和生長(zhǎng)狀況，以及草本植物的種名、高度、面積和生長(zhǎng)狀況等。其中，美舍河國(guó)家濕地公園和五源河國(guó)家濕地公園分別調(diào)查喬木樣方10個(gè)，灌木樣方30個(gè)，草本樣方50個(gè)。參考相關(guān)書(shū)籍［10-11]進(jìn)行植物種類的歸類統(tǒng)計(jì)與分析。

1.2.1 重要值計(jì)算

植物物種的重要值（Impor tance value）計(jì)算公式為［12]：

（1） 喬木層重要值IV＝（相對(duì)密度＋相對(duì)頻度＋相對(duì)顯著度）/3；

（2） 灌木層重要值IV＝（相對(duì)密度＋相對(duì)頻度＋相對(duì)蓋度）/3；

（3） 草本層重要值IV＝（相對(duì)高度＋相對(duì)頻度＋相對(duì)蓋度）/3；

（4） 相對(duì)重要值＝該物種的重要值/該樣地內(nèi)所有物種的重要值之和。

1.2.2 多樣性指數(shù)測(cè)度

多樣性指數(shù)的測(cè)度選用Margalef物種豐富度指數(shù)（M）、Shannon-Wiener指數(shù)（H）、Pielou均勻度指數(shù)（J）3個(gè)α多樣性指數(shù)以及Jaccardβ多樣性指數(shù)，分別來(lái)反映濕地公園的物種多樣性與差異性［12]。數(shù)據(jù)處理均在Microsof t Excel 2013和SPSS 22.0軟件上完成，其計(jì)算公式如下：

其中，S為總物種數(shù)，N為所有物種個(gè)體總數(shù)，Pi為物種i的相對(duì)重要值；a、b分別為2個(gè)濕地公園的物種數(shù)，c為2個(gè)濕地公園的共有物種數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物組成

通過(guò)樣方調(diào)查統(tǒng)計(jì)（表1），美舍河國(guó)家濕地公園共有維管束植物173種，隸屬于69科148屬，含物種數(shù)較多的科是菊科12種、大戟科9種、豆科9種、蕓香科9種，其中喬木、灌木、草本植物數(shù)量分別為43種、39種和91種。五源河國(guó)家濕地公園共有維管束植物145種，隸屬于55科130屬，含物種數(shù)較多的科是大戟科16種、豆科14種、菊科9種、禾本科9種，其中喬木、灌木、草本植物數(shù)量分別為36種、45種和64種。

從植物來(lái)源上看，美舍河國(guó)家濕地公園植物野生種、栽培種和其他種類分別為125種、30種和18種，各占植物總數(shù)的72.25%、17.34%和10.41%；五源河國(guó)家濕地公園植物野生種、栽培種和其他種類分別為97種、26種和22種，各占植物總數(shù)的66.90%、17.93%和15.17%。這表明2個(gè)國(guó)家濕地公園的植物來(lái)源均以本地種為主，達(dá)2/3以上；但五源河國(guó)家濕地公園的植物入侵種比美舍河的高。

表1 國(guó)家濕地公園植物種類組成統(tǒng)計(jì)

2.2 主要優(yōu)勢(shì)種

從美舍河和五源河國(guó)家濕地公園各層次植物重要值排名前10位的物種來(lái)看（表2、3），喬木層的優(yōu)勢(shì)種較為明顯，灌木層的物種優(yōu)勢(shì)度相對(duì)較弱。其中五源河國(guó)家濕地公園各層次植物的主要優(yōu)勢(shì)種重要值之和均要高于美舍河，表明該濕地公園植物分布主要集中在少數(shù)幾個(gè)物種上，優(yōu)勢(shì)種明顯。

表2 美舍河國(guó)家濕地公園植物層次的主要優(yōu)勢(shì)種

從具體物種上分析，美舍河國(guó)家濕地公園喬木層以苦楝（Mel ia azedarach）、對(duì)葉榕（Ficus hispida）、菠羅蜜 （Artocarpus heterophyl lus）等本地植物為主要優(yōu)勢(shì)種，而五源河喬木層則以厚皮樹(shù)（Lannea coromandel ica）、桉樹(shù)（Eucalyptus robusta）、苦楝 （Mel ia azedarach） 為主，其中桉樹(shù)、木麻黃（Casuarina equisetifol ia）為主要的人工造林樹(shù)種；美舍河和五源河國(guó)家濕地公園的灌木層均有本地野生植物為主，其植物優(yōu)勢(shì)種不明顯；而草本層植物重要值排序前幾位都是外來(lái)入侵種，如飛機(jī)草（Chromolaena odorata）、白花鬼針草（Bidens pi losa）、含羞草 （Mimosa pudica）、微甘菊 （Mikania micrantha）、南美蟛蜞菊（Sphagneticola tri lo-bata）等均為熱帶惡性入侵植物。

表3 五源河國(guó)家濕地公園植物層次的主要優(yōu)勢(shì)種

2.3 植物多樣性

總體來(lái)看，國(guó)家濕地公園的草本層物種豐富度最高，其次為灌木層和喬木層，但美舍河國(guó)家濕地公園要稍微高于五源河（表4）。在Shannonwiener多樣性指數(shù)上，美舍河為草本層＞灌木層＞喬木層，五源河為灌木層＞草本層＞喬木層，兩者均反映出喬木層的植物多樣性指數(shù)最低，優(yōu)勢(shì)物種較為明顯；而五源河的草本層多樣性低于灌木層，主要是由于其濕地公園內(nèi)飛機(jī)草分布較多，重要值達(dá)0.186 1，也因此造其Pielou均勻度指數(shù)較低。其次，五源河的喬木層以厚皮樹(shù)、桉樹(shù)等少數(shù)幾個(gè)物種為主，優(yōu)勢(shì)種突出，也在一定程度上降低了其物種均勻度。

表4 國(guó)家濕地公園植物α多樣性指數(shù)比較

?？谑忻郎岷訃?guó)家濕地公園和五源河國(guó)家濕地公園植物群落Jaccardβ多樣性指數(shù)灌木層＜草本層＜喬木層，其中喬木層的差異性最大，達(dá)0.804 9，要明顯高于2個(gè)公園總體的β差異性（0.748 1）；灌木層與草本層的差異性最低，表明2個(gè)濕地公園間的物種組成差異較小，分別為0.770 0和0.774 6。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1 植物組成與優(yōu)勢(shì)種

經(jīng)樣方調(diào)查統(tǒng)計(jì)，美舍河國(guó)家濕地公園共記錄有維管束植物173種，隸屬于69科148屬；五源河國(guó)家濕地公園共有維管束植物145種，隸屬于55科130屬?？梢?jiàn)，美舍河的植物物種數(shù)量要高于五源河，這可能與美舍河國(guó)家濕地公園分布有獨(dú)特的火山熔巖濕地有關(guān)，地貌復(fù)雜，小微濕地星羅棋布，植被豐富。在植物生活型上，美舍河與五源河國(guó)家濕地公園均以草本植物為主，喬木和灌木分布較少，這與長(zhǎng)沙［13]、臨沂［14]、寶雞［8]等城市濕地植物的組成相類似。在植物來(lái)源上，雖然2個(gè)國(guó)家濕地公園均以本地種為主，但五源河國(guó)家濕地公園的植物入侵種比美舍河的要多，如飛機(jī)草、微甘菊等，已明顯形成優(yōu)勢(shì)種群，抑制或排擠其他植物的生長(zhǎng)，對(duì)植物多樣性造成負(fù)面影響。上述結(jié)果與雷金睿等［12]對(duì)海口市10個(gè)主要城市公園的研究結(jié)果不同，城市公園在植物生活型上主要以喬木植物為主，植物來(lái)源則以栽培種為主，表明不同性質(zhì)、不同類型的公園在植物組成和物種分布上也是有差異的。

其次，五源河國(guó)家濕地公園優(yōu)勢(shì)物種的優(yōu)勢(shì)程度高于美舍河國(guó)家濕地公園，美舍河喬木層以苦楝、對(duì)葉榕、菠羅蜜等本地植物為主要優(yōu)勢(shì)種，五源河喬木層則以厚皮樹(shù)、桉樹(shù)、苦楝為主，其中桉樹(shù)、木麻黃為主要的人工造林樹(shù)種。且2個(gè)濕地公園草本層主要優(yōu)勢(shì)物種均為熱帶惡性入侵植物，如飛機(jī)草、白花鬼針草、含羞草、微甘菊、南美蟛蜞菊等。

3.1.2 植物多樣性保護(hù)

美舍河國(guó)家濕地公園的Margalef豐富度、Shannon-wiener多樣性和Pielou均勻度指數(shù)要稍微高于五源河，其中Margalef豐富度以草本層最高，其次為灌木層和喬木層。而2個(gè)濕地公園的植物群落Jaccardβ多樣性指數(shù)為灌木層＜草本層＜喬木層，其中喬木層的差異性最大，灌木層與草本層的差異性最低，這也與其生境差異有關(guān)。

美舍河與五源河國(guó)家濕地公園試點(diǎn)工作的開(kāi)展，在一定程度上為?？谑械臐竦乇Ｗo(hù)與恢復(fù)提供了一種行之有效的方法。但在?？跐竦胤植紖^(qū)域依然存在濕地植被破壞、鄉(xiāng)土植物缺乏、優(yōu)勢(shì)物種突出等不足，因此，從保護(hù)生物多樣性的角度出發(fā)，?？诔鞘袧竦刂贫ü芾砼c保護(hù)措施時(shí)，我們建議：

（1） 加強(qiáng)濕地類型的分類管理與保護(hù)，在不同類型的生境中保護(hù)不同的植物特有種與珍稀物種和種群［13]，如水菜花、水蕨、野生稻、水車前（Ot tel ia al ismoides）、 田 基 麻 （Hydrolea zeylanica）等，避免人為活動(dòng)的干擾，維持高度的物種多樣性和豐富度。

（2） 在濕地公園的建設(shè)與管理中，基于不同生境特點(diǎn)盡可能地運(yùn)用特色鄉(xiāng)土植物，控制栽培種和入侵種，增強(qiáng)植物的適應(yīng)性和觀賞性，如滑桃樹(shù)（Trevia nudiflora）、方葉五月茶（Ant idesma ghaesembi l la）、 玉 蕊 （Barringtonia racemosa）、大花紫玉盤(pán)（Uvaria grandiflora）、鈍葉紫金牛（Ardisia obtusa）、野牡丹（Melastoma malabathricum）、 高 葶 雨 久 花（Monochoria elata）、榛葉黃花稔（Sida subcordata）、金銀蓮花 （Nymphoides indica）、延藥睡蓮（Nymphaea nouchal i）等。

（3） 城市濕地公園不同于自然保護(hù)區(qū)或郊野公園，受人為干擾的因素較多，應(yīng)制定嚴(yán)格的措施限制城市及周邊居民開(kāi)墾、養(yǎng)殖、生活污染等人為活動(dòng)造成濕地植被的破壞，提高濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。

3.2 結(jié)論

（1） 美舍河國(guó)家濕地公園共記錄有維管束植物173種，隸屬于69科148屬；五源河國(guó)家濕地公園共有維管束植物145種，隸屬于55科130屬，且均以草本植物為主。

（2） 美舍河國(guó)家濕地公園喬木層以苦楝、對(duì)葉榕、菠羅蜜等本地植物為主要優(yōu)勢(shì)種，五源河喬木層則以厚皮樹(shù)、桉樹(shù)、苦楝為主，2個(gè)國(guó)家濕地公園草本層主要優(yōu)勢(shì)物種均為熱帶惡性入侵植物。

（3） 美舍河國(guó)家濕地公園的Margalef豐富度、Shannon-wiener多樣性、Pielou均勻度指數(shù)均要高于五源河，植物群落Jaccardβ多樣性指數(shù)為灌木層＜草本層＜喬木層。