黑龙江省同江市湿地植物资源调查与区系特征分析

王彦梅，李 冰

(1.南京师大环境科技研究院有限公司，南京 210000； 2.黑龙江洪河国家级自然保护区管理局，黑龙江 佳木斯 156332)

0 引言

湿地生态系统是水陆综合作用形成的自然综合体，具有独特结构和功能，在气候调节、水质净化、生物多样性保育及水源涵养等方面发挥着重要作用，因而被称为“地球之肾”，是自然界最具生产力的生态系统，与森林、海洋并称为全球三大生态系统[1-3]。湿地植物是湿地生态系统中重要的初级生产者，构成了捕食食物网和碎屑食物网的物质和能量基础，是湿地生物组分中最活跃的部分，在维持湿地生态系统结构及发挥湿地生态服务功能方面起着重要的支撑作用[3,4]。湿地植物多样性可指示湿地健康状态，反映湿地的种质资源状况[5]。植物区系是一个地区或国家所有植物种类的集合体，是组成植被分布的基础，蕴含着大量历史、地理、生态和系统进化的信息，反映了植物的演化历史和分布模式，也可表征区域气候特征[6-8]，因此植物区系特征受到了植物地理学、历史植物地理学、植物分类学和植物系统发育研究的广泛关注[3, 9-11]。

黑龙江省同江市位于黑龙江省东北部，市域范围内湿地资源丰富，类型多样。近半个多世纪以来，在人类活动干扰下，大量湿地被开垦为农田，造成了湿地面积减少和功能退化[12]。为推动环保事业发展，选取同江市范围内典型湿地分布区——洪河国家级湿地自然保护区进行湿地植物资源调查，并分析其区系构成，以期为湿地植被恢复提供数据支撑，为湿地植物资源保护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

同江市位于黑龙江省东北部松花江与黑龙江两江交汇处南岸，地处东经132°18′32″～134°7′15″、北纬47°25′47″～48°17′20″。黑龙江省洪河国家级自然保护区(E133°35′～133°46′，N47°42′～47°52′)地处三江平原东北部、同江市与抚远县交界处，总面积21 836 hm2。该保护区内湿地保存良好，植被类型丰富，地貌主要为地漫滩和阶地，土壤类型主要为白浆土、草甸土和沼泽土。该保护区具有明显的温带季风气候特征，冬季漫长，严寒多雪，春季多风少雨，夏季炎热，秋季短暂，年平均气温1.9℃。

1.2 研究方法

选取森林湿地、灌丛湿地、湿草甸、沼泽化草甸、沼泽和草塘等多种湿地类型进行分层取样，于2017年8月进行调查，并根据不同湿地类型采取不同的调查方案。

森林湿地选取最具代表性的山杨林和白桦林，分别设定1个50×40 m的样地。对于乔木层，用样方法(10×10 m)开展观测，记录样方内的乔木种类。对于灌木层，在每个乔木调查样方内对角设置2个5×5 m的样方，记录样方内的灌木种类。对于层间层，木质藤本按乔木层的方法进行，草质藤本在5×5 m样方中进行调查，记录藤本种类。对于草本层，在每个乔木调查样方的顶点及中间位置设置5个1×1 m样方，调查并记录草本植物种类。

灌丛湿地选取最典型的细叶沼柳灌丛及细叶沼柳-柴桦灌丛，分别设置1个500 m2的样地。对于灌木层，用样方法(5×5 m)进行观测，记录灌木种类。对于草本层，在每个灌木调查样方的顶点及中间位置设置5个1×1 m样方，调查并记录草本植物种类。

湿草甸和沼泽化草甸选取最典型的小叶章群丛、小叶章-灰脉苔草群丛、小叶章-细叶沼柳群丛，每种群丛设置1～2个观测样地，在每个样地内随机设置5个1×1 m的调查样方，记录草本植物种类。

沼泽选取毛苔草沼泽、毛苔草-漂筏苔草沼泽、毛苔草-睡菜沼泽、漂筏苔草沼泽、乌拉苔草沼泽、灰脉苔草沼泽、臌囊苔草沼泽、灰株苔草沼泽、芦苇沼泽、狭叶甜茅沼泽、狭叶甜茅-漂筏苔草沼泽、狭叶甜茅-毛苔草-灰脉苔草沼泽，每种沼泽设置2～9个1×1 m的调查样方，共48个样方，记录植物种类。

草塘选取挺水型草塘(莲草塘、香蒲草塘、雨久花草塘、泽泻草塘、菰草塘、慈姑草塘)、浮水型草塘(东北菱草塘、耳菱草塘、睡莲草塘、浮萍草塘)和沉水型草塘(狸藻草塘、篦齿眼子菜草塘、黑藻草塘)，每种类型设置1～4个2×2 m样方，共35个样方，记录植物种类。

2 研究结果与分析

2.1 科的多样性

本次调查共包括102个物种，分属46科74属(表1)。其中莎草科植物最多，共有3属13种；其次为蔷薇科，共有6属8种。含3～5种的科有豆科、禾本科、茜草科、毛茛科、杨柳科、百合科、唇形科、石竹科、泽泻科和桦木科。

表1 植物科多样性统计表Tab.1 Statistical table of plant family diversity

2.2 属的多样性

同属的种常具有同一起源和相似的进化趋势，较科更能具体反映植物进化和变异情况，也更具体地反映一定区域的区系特征。本次调查共涉及74个属(表2)，其中：苔草属(Carex)是最大属，共有物种11种；其次是拉拉藤属(Galium)和柳属(Salix)，分别有物种5种和3种；含有2个物种的属有慈姑属(Sagittaria)、地榆属(Sanguisorba)、繁缕属(Stellaria)、狐尾藻属(Myriophyllum)、桦木属(Betula)、菱属(Trapa)、山黧豆属 (Lathyrus)、蚊子草属(Filipendula)、问荆属(Eguisetum)、香蒲属(Typha)、银莲花属(Anemone)和珍珠菜属(Lysimachia)；另外59个属都仅包含1个种。

表2 植物属多样性统计表Tab.2 Statistical table of plant genus diversity

续表2

2.3 植物区系特征

植物区系反映了一定区域植物种类及其变异程度的多样性，体现了一定区域区系的复杂程度，是植物长期发展、演化及对变化的环境长期适应的结果。

2.3.1 植物属的分布区类型及其分析

根据吴征镒对中国种子植物属的分布区类型的划分，本次调查的植物有74个属，共分为6个类型、1个变型(表3)。

表3 植物属的分布区类型Tab.3 Distribution types of plant genera

世界分布属是指在世界普遍分布的那些属，它们广泛分布在世界各大洲，但往往也有其主要分布区。本次调查的植物共有世界分布属26个，包括苔草属、甜茅属、芦苇属、香蒲属等的某些种，是三江平原沼泽和沼泽化草甸的建群种、优势种、亚优势种或重要伴生植物。沉水和浮水植物在本类型中也非常丰富，如狐尾藻属、浮萍属、槐叶平属、睡莲属、浮萍属、眼子菜属等，是三江平原水生植被的建群种或优势种，食虫植物狸藻属也是水生植被的重要组成物种。另外，三江平原湿地植被的主要伴生种也属于该类型，包括蓼属、繁缕属、拉拉藤属、银莲花属、藨草属、睡菜属、水苏属等，也是湿地植被的重要组成部分。

热带分布类型包括分布于热带的各种分布型，本次调查共有热带分布属3个，分别为黑藻属、合欢属和雨久花属。其中，黑藻属为三江平原沉水植物群落的重要建群种，雨久花属为三江平原重要的水生或沼生挺水植物。

温带分布属广泛分布于世界中、高纬度的温带至寒温带地区，有的延伸至热带-亚热带的山地温带。本次调查共有温带分布属45个，占总属数的93.75%，说明洪河保护区植物区系是以温带成分占优势。

北温带分布类型是指广泛分布于欧洲、亚洲和北美洲温带地区的属，由于历史和地理原因，有些属沿山脉延伸至热带山区，甚至到南半球温带，但其原始类型或分布中心仍在北温带。本次调查中，此类型及其变型共有35属，占总属数的72.92%，为洪河保护区植物区系的主要成分。其中，野青茅属广泛分布于三江平原湿地中。小叶章是草甸、沼泽化草甸的建群种、优势种或重要伴生种。柳属为湿地边缘灌丛的建群种或优势种。驴蹄草属、绣线菊属、地榆属、地瓜苗属、泽泻属均为三江平原湿地中重要的挺水植物物种。在三江平原森林中，桦木属和杨属为主要的建群种或优势种，而榆属、茶藨子属、榛属、栎属等为重要的伴生种。

东亚和北美洲间断分布属是指间断分布于东亚和北美洲温带及亚热带地区的植物属。本次调查共有7个属，其中莲属、菰属、菖蒲属为三江平原湿地中重要的挺水植物物种，常常是挺水植物群落的建群种，甚至单优种。地耳草属为沼泽湿地中重要的伴生种，蟹甲草属为森林中的常见种。

旧大陆温带分布一般是指广泛分布于欧洲、亚洲中高纬度的温带和寒温带或至非洲北部。本次调查共有3个属，其中菱属为三江平原草塘中重要的浮水植物，常常是浮水植物群落的建群种，甚至单优种，而重楼属为森林中重要的林下草本植物。

2.3.2 植物区系成分及其分析

根据《中国东北部种子植物种的分布区类型》[13]，本次调查的植物区系成分可分为大兴安岭植物区系成分(DA)、东北植物区系成分(NE)、华北植物区系成分(NC)和蒙古植物区系成分(MO)。本次调查的102个物种能在本书中查询到的有93个，针对这些物种进行区系成分分析。

单区成分：单区成分种有6个，占总数的6.45%。其中，东北植物区系成分种5个(大叶银莲花、地耳草、东北拉拉藤、东北菱和水湿蓼)，另外包括1个华北植物区系成分种(北方拉拉藤)。

两区共有成分：两区共有成分24种，占总数的25.81%。包括16个大兴安岭植物区和东北植物区两区共有成分种(柴桦、臌囊苔草、红毛羊胡子草、蔓乌头、毛苔草、墨石竹、伞繁缕、山梗菜、睡菜、蚊子草、乌拉苔草、燕子花、野苏子马先蒿、越桔柳、沼苔草、沼泽蕨)，8个东北植物区和华北植物区两区共有成分种(东北牛防风、耳菱、宽叶苔草、莲、球序韭、山葡萄、四花苔草、长白忍冬)。

三区共有成分：三区共有成分24种，占总数的25.81%。包括大兴安岭植物区、东北植物区和蒙古植物区三区共有成分种13个(白桦、垂梗繁缕、二歧银莲花、翻白蚊子草、忽略野青茅、灰脉苔草、毛水苏、漂筏苔草、球尾花、山楂、湿苔草、绣线菊、野笠苔草)，大兴安岭植物区、东北植物区和华北植物区三区共有成分种8种(浮萍、黑藻、宽叶山蒿、蒙古栎、山尖子、睡莲、珍珠梅、紫椴)，东北植物区、华北植物区和蒙古植物区三区共有成分种3种(色木槭、穗状狐尾藻、榛)。

四区共有成分：四区共有成分39种，占总数的41.94%。

表4 植物区系成分统计Tab.4 Statistics of floral element

该地区湿地植物以东北植物区系成分占主导地位，大兴安岭植物区系成分亦发挥重要作用，华北和蒙古植物区系成分最少，反映了该区环境较为寒冷的特点。单区成分仅占总种数的6.45%，表明同江市的植物区系除受东北植物区系主导外，同时受大兴安岭、蒙古、华北区系影响，各区系成分相互渗透、混杂，导致区系成分复杂多样，具有独特性。

3 结论

通过调查黑龙江省洪河国家级自然保护区湿地维管束植物，初步分析了同江市湿地植物的多样性和区系特征。调查共发现植物104种，分属46科73属，其中莎草科植物最为丰富，共有3属13种，而在属水平上苔草属植物最多，共有11个种。从植物属区系来看，该区域湿地维管束植物以世界分布属和北温带分布类型为主，其中北温带分布类型占总数(不包括世界分布属)的66.67%；从植物种分布区类型来看，该区域植物东北植物区系成分占主导地位，大兴安岭植物区系成分亦发挥重要作用，华北和蒙古植物区系成分最少。综合来看，植物区系特征反映了该区北温带气候特点。