湿地是由水陆相互作用而形成的独特生态系统,包括河流、湖泊、滩涂、沼泽地、泥炭地、湿生草甸、红树林等区域,拥有巨大的生态功能和效益[1–2]。广州市地处珠江三角洲,境内河流水系发达,水域面积广阔,多种类型湿地众多,因此孕育了丰富的湿地资源。随着城市化进程的加快,湿地不断受到围垦、破坏和污染,湿地面积逐渐减少, 水体污染也日益严重,长期的开发、占用及排污逐渐对湿地生态系统造成负面影响,生物多样性减少[3]。面对湿地生态状况不断下降以及城市居民日益增长的环境需求,湿地与公园的结合体——湿地公园应运而生。作为湿地资源保护与利用、湿地文化科普宣传与教育以及市民休闲观光和游憩的基地,湿地公园可以有效缓解城市化建设中带来的环境压力,调节区域生态环境和保持人与自然的和谐,因此在城市生态体系中越来越占据重要的地位[4]。近年来广州在湿地生态环境建设方面投入颇多,已相继在珠江、增江、流溪河等流域建设了多个人工湿地公园,对广州城市湿地植被的丰富、湖泊水质的改良、生态环境的改善等方面做出了重要贡献[5–6]。
植物是湿地发挥其生态作用的主要载体,对其结构和功能的维持及湿地景观的营造十分重要,同时也是体现湿地公园活力和特色的源头。因此,深入研究湿地公园的植物种类选择以及景观配置,对于保护植物多样性、美化生态环境具有十分重要的意义。不少学者已对广州市部分湿地公园的植物种类及其景观效果进行调查和分析,但主要集中在海珠国家湿地公园和南沙湿地公园等小部分范围内。由于前人的调查不够全面,无法体现数据分析和结果的客观性和科学性[7–10]。鉴于此,我们以广州市近年来新建的20个湿地公园为研究对象,从植物种类的选择和配置角度开展调查和分析,以期为广州湿地公园的建设和管理提供基础资料和重要参考。
1 材料和方法按照湿地公园类型的划分[11],广州市目前开放的20个湿地公园中有3个属于近岸与海岸湿地公园、6个属于湖泊型湿地公园,11个属于河流型湿地公园(表 1)。采用线路踏查法调查湿地公园内植物种类。参考《中国水生植物》[12]的分类,将湿地水生植物群落划分为:挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。
通过对湿地公园植物种类的初步调查,共统计到湿地植物205种,隶属于74科155属,其中蕨类植物6科7属7种,裸子植物2科3属3种,被子植物66科145属195种,在科、属、种的优势度排序上,明显呈现出被子植物 > 蕨类植物 > 裸子植物的现象(表 2)。乡土植物共有52科92属121种, 占所有湿地植物种类的59.02%,这说明在湿地公园建设过程中过度使用了外来物种,而对本土植物的利用尚不充分。
2.2 湿地植物物种组成特点对广州市湿地公园湿地植物类群进行分析,可以较直观反映出广州湿地植物的种类配置现状,从而为以后的湿地公园景观营造提供借鉴。
根据植物的生活型,广州湿地公园的湿地植物可分为乔木、灌木和草本植物[13]。当前广州的湿地植物中,草本植物的种类占有较大优势,共125种,占60.98%;乔木居中,共46种,占22.44%;灌木最少,共34种,占16.59%。由于草本植物具有较强的适应能力,可以在湿地中占据较大的生长空间,从而为广州湿地公园良好状态的保持奠定基础。近年来,随着政府对于湿地保护与开发认识的不断加深,越来越多的草本植物被应用其中。
2.2.2 湿地植物类型分析根据广州湿地公园植物区域特点与生长环境的差异,按其生长特性分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物。数量统计表明,以挺水植物应用最多,共174种,占总数的84.88%,其次是浮叶植物,共10种,占4.88%,漂浮植物3种,占1.46%,沉水植物最少,只有2种,占0.98%。
红树林和半红树林植物是生长在河口地区海洋潮间带的一类植物,其生长环境特别,局限性较为明显,在广州共调查到16种植物,占挺水植物总数的9.20%,且仅3个湿地公园有分布, 主要代表植物有本地种秋茄树(Kandelia obovata)和桐花树(Aegiceras corniculatum)、水黄皮(Pongamia pinnata)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius)和卤蕨(Acrostichum aureum),引种栽培的种类有无瓣海桑(Sonneratia apetala)、海桑(S. caseolaris)、拉关木(Laguncularia racemosa)和银叶树(Heritiera littoralis)等。
由于挺水植物群落生长在江、河、湖、池塘、水库等近岸的浅水区,也生长于湖滩湿地及沼泽, 植物上部挺出水面,其根或根状茎扎于泥中,是连接水域和岸际的过渡带,具有较强的适应能力,应用也最为广泛,而且对氮、磷、钾的吸收性较强, 能改善和美化生态环境,是湿地公园造景的主题植物,常大面积丛植,主要代表植物为红千层(Callistemon rigidus)、水石榕(Elaeocarpus hainanensis)、芦苇(Phragmites australis)、竹节菜(Commelina diffusa)、再力花(Thalia dealbata)、水生美人蕉(Canna× generalis)、风车草(Cyperus involucratus)和莲(Nelumbo nucifera)等;而浮叶植物、漂浮植物与沉水植物则常以片植为主,种类应用相对较少, 主要种类有睡莲(Nymphaea tetragona)、铜钱草(Hydrocotyle verticillata)、苦草(Vallisneria natans)和水龙(Ludwigia adscendens)等。
2.2.3 优势科属植物组成分析对广州市湿地公园植物优势科进行统计(表 3),植物种数排在前10位的优势科有禾本科(Poaceae)、天南星科(Araceae)、莎草科(Cyperaceae)、豆科(Fabaceae)、千屈菜科(Lythraceae)、菊科(Asteraceae)、桃金娘科(Myrtaceae)、蓼科(Polygonaceae)、锦葵科(Malvaceae)和泽泻科(Alismataceae),这些科在湿地公园植物种类中所占比例较高,达46.15%;而种类数量排在前10的优势属有莎草属(Cyperus)、蓼属(Polygonum)、美人蕉属(Canna)、蒲桃属(Syzygium)、木槿属(Hibiscus)、鸢尾属(Iris)、水葱属(Schoenoplectus)、芒属(Miscanthus)、狼尾草属(Pennisetum)和丁香蓼属(Ludwigia),属的组成相对分散,以莎草属和蓼属的应用率较高。
根据广州湿地公园湿地植物在各个地区的分布和应用情况,统计出现频数(不包括入侵植物), 频数在5次以上的统计结果见表 4。由于各个湿地公园环境及水体形式的差异,使部分湿地植物的应用存在局限性,广州湿地公园湿地植物的配置模式以草本植物为主,种类较为丰富,主要以再力花、水生美人蕉、芦苇、风车草和粉美人蕉为代表,而以乔木和灌木构成木本植物种类相对较少,且重复率高,其中落羽杉(Taxodium distichum)、池杉(T. distichum var. imbricatum)、红千层、水石榕的应用率可达60%以上。在这些常用种中,引进的外来植物较多,共占53.85%,在乔木层表现不明显,但在灌木和草本中表现尤为突出。
挺水植物群落结构常用的模式为“乔木-草本”, 乔木种类相对简单,常为落羽杉列植于岸边,且灌木层缺乏,与水体衔接生硬;或以“挺水-浮叶”的群落结构模式,表现为重挺水而轻浮水、略沉水。调查到广州市湿地公园中,仅在海珠国家湿地公园和南沙湿地公园有应用到沉水植物,但种类缺乏,仅发现苦草、粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)有大面积种植。丰富的景观体现要求植物配置不能停留于岸边和水面,要深入水中,而且沉水植物通常具有发达的通气组织,可以增加水中溶氧量,促进微生物代谢分解,改善沉积物理化环境,从而净化水质,提高水体透明度[14–15]。因此在以后的湿地公园建设中,建议适当增加使用沉水植物。
3.2 常用种类比较集中,本土植物应用较少根据上述湿地植物的频度调查结果可以看出, 常用种如落羽杉、池杉、芦苇、风车草、再力花、梭鱼草、美人蕉等湿地植物的应用频率高达50%以上,在配置方式上,也基本相似。此外,乡土植物应用较少,在调查到的所有种中,乡土植物占据59.02%,略高于外来种,但在常用种中,为了追求新奇、速成、视觉效果明显,栽植外来物种种类的比例超过本土植物。这导致广州市湿地公园湿地植物的整体多样性降低,并且大量雷同的丛植和列植,致使广州市湿地公园水体景观的空间辨识度变低,同质化严重,容易使游客产生审美疲劳。广州水系众多,乡土野生植物资源丰富,在本地适应性强,投入成本低廉,不但可以提高水体景观配置, 增加野趣,而且成活率高,后期养护成本低,应用前景可观。
3.3 外来入侵物种严重,湿地管理急需加强广州市湿地公园大部分处于试开放阶段,前期追求景观效果,选择生长迅速、适应性强、管理相对粗放的植物造景,建成后,对后期的养护管理投入不大,如白海面湿地公园、贝岗湿地公园、石马龙湿地公园,杂草丛生,导致外来物种大面积繁殖,侵占湿地植物的生长空间,影响其群落多样性和稳定性。高危入侵种如微甘菊(Mikania micrantha)、五爪金龙(Ipomoea cairica)、鬼针草(Bidens pilosa)和凤眼蓝(Eichhornia crassipes)等频繁出现在湿地公园中,有时也可见到蕹菜(Ipomoea aquatica)大面积漂浮于水面,且大部分处于失控状态,导致湿地公园水体生态受到严重影响, 部分湖面或河流水体出现浑浊和发黑发臭的情况,景观效果大大降低。
3.4 保护植物种类少,缺乏对湿地资源在生物多样性保护方面的有效利用调查表明,广州市湿地公园中的国家和广东省重点保护植物种类几为空白。由于对湿地的极度依赖和目前恶劣的湿地环境,湿地植物成为最易受到威胁的一类植物,如以前广泛分布的水蕨(Cera- topteris thalictroides)、野生菱角(Trapa natans)、无尾水筛(Blyxa aubertii)和南方眼子菜(Potamogeton octandrus)等现在几乎难觅其踪。因此,借助日益加强的湿地公园建设,应考虑将湿地公园作为本土湿生植物的保育基地,并进而成为湿地植物遗传多样性迁地保护中心。如可以用国家一级重点保护植物水松(Glyptostrobus pensilis)替代落羽杉或池杉,丛植于湖岸或河边。
4 建议 4.1 注重湿地植物的选择,增加乡土物种投放比例参考广州和其他省市湿地公园的植物配置[16–20], 不难发现,湿地公园植物的选种各不相同也各有特点,但基本都是适应当地气候和环境条件的种类。所以,在规划建设湿地公园湿地植物的选种时,应当充分考虑当地的气候、土壤和人文条件,选择适合本地环境的湿地植物进行配置,这样易于成活和管理,且成本低廉,同时还可以保证生态结构和植物群落的完整性,使广州市湿地公园不但成为生态美好的休闲之地,而且也是广州市湿地生物多样性保护的基地。现筛选出以下55种乡土植物作为湿地公园绿化使用(表 5)。
湿地公园以水为主体,因此植物配置应该以湿地植物配置为主,合理搭配挺水、浮叶、沉水和湿生植物,模拟自然生境中的植物分布,实现水体景观从水域到岸线再到陆地之间的自然过渡,形成空间层次丰富的自然湿地景观[21]。陆地植物相对于湿地植物种类较为丰富,应该增加乡土树种的种类与数量,以乔灌草的搭配创造和谐的植物群落,提高湿地公园的生态功能。
岸际的植物群落可根据水面大小配以不同的群落,对于水面辽阔、视野宽阔的大面积水域,岸际多以高大乔木群植,同时发挥草本植物的衔接作用。基于此,我们推荐在近海河口地区可以采用黄槿(Hibiscus tiliaceus)+海杧果+水黄皮-秋茄+桐花树-苦郎树-芦苇+短叶茳芏+卤蕨的群落构建方式,而对于内陆湿地公园可以根据不同的地形、土壤情况、水流和水质等情况采用不同的树种和草种进行配置。
4.3 加强对植物的养护管理力度养护管理一直是园林绿化中必不可少的工作, 是维持植物良好景观的重要体现。目前许多湿地公园的水景建成后疏于管理,水面仍然受到凤眼蓝、大薸(Pistia stratiotes)为首的外来入侵物种威胁,岸边五爪金龙、微甘菊、马缨丹(Lantana camara)等恶性入侵植物也无孔不入,已经影响到了其他湿地植物的正常生长,如果不能及时进行养护管理,景观质量势必会下降。由于后期养护成本较高,因此不仅需要财力支持,同时还需要各个湿地公园养护工作人员的积极配合,可以进行相关知识的培训, 有规律的进行养护和景观巡视,提高工作人员的专业技能,从而提高广州市湿地公园的整体质量,打造景观和谐、生态美好的湿地景观。
[1] |
YANG Y X. Main characteristics, progress and prospect of inter-national wetland science research[J]. Prog Geogr, 2002, 21(2): 111-120. 杨永兴. 国际湿地科学研究的主要特点、进展与展望[J]. 地理科学进展, 2002, 21(2): 111-120. DOI:10.3969/j.issn.1007-6301.2002.02.003 |
[2] |
LI L K. Wetland and ramsar convention[J]. World For Res, 2001, 14(1): 1-7. 李禄康. 湿地与湿地公约[J]. 世界林业研究, 2001, 14(1): 1-7. DOI:10.3969/j.issn.1001-4241.2001.01.001 |
[3] |
ORIMOLOYE T R, MAZINYO S P, KALUMBA A M, et al. Wetland shift monitoring using remote sensing and GIS techniques:Landscape dynamics and its implications on Isimangaliso Wetland Park, South Africa[J]. Earth Sci Inform, 2019, 12(4): 553-563. DOI:10.1007/s12145-019-00400-4 |
[4] |
JIANG B. Plant selection and ecological exploration in wetland park[J]. Mod Hort, 2017(16): 152. 蒋蓓. 湿地公园植物选择与生态性探究[J]. 现代园艺, 2017(16): 152. |
[5] |
WANG L S, XU S W, LIN H W, et al. Comprehensive performance evaluation after completion of the urban wetland park:case study of the Daguan Wetland Park in Guangzhou City[J]. Acta Ecol Sin, 2019, 39(16): 6001-6016. 王立帅, 徐诗文, 林浩文, 等. 城市湿地公园建成后综合效绩评估——以广州大观湿地为例[J]. 生态学报, 2019, 39(16): 6001-6016. DOI:10.5846/stxb201812042645 |
[6] |
CHEN P, HU Y H, QU M. Present situation and protection manage-ment countermeasures of wetland resources in Guangzhou[J]. For Invent Plan, 2017, 42(3): 31-35. 陈盼, 胡喻华, 屈明. 广州市湿地资源现状及保护管理对策[J]. 林业调查规划, 2017, 42(3): 31-35. DOI:10.3969/j.issn.1671-3168.2017.03.008 |
[7] |
HUI J A, CHEN J Y, LIU J H, et al. Resoure investigation of aquatic plant and landscape application in Guangzhou[J]. Guangdong Agric Sci, 2013, 40(21): 167-170. 惠俊爱, 陈家杨, 刘键红, 等. 广州地区水生植物资源调查及其绿化应用[J]. 广东农业科学, 2013, 40(21): 167-170. DOI:10.3969/j.issn.1004-874X.2013.21.042 |
[8] |
XIE T, LIU Z Q, LIN Y. Practices on building aquatic plant landscape in Guangzhou Dongshan Lake Park[J]. Guangdong Landsc Archit, 2014, 36(4): 51-54. 谢彤, 刘智青, 林云. 广州东山湖公园水生植物景观营造实践[J]. 广东园林, 2014, 36(4): 51-54. DOI:10.3969/j.issn.1671-2641.2014.04.016 |
[9] |
HUANG Y, MAO J Z, ZHAN H X, et al. Plant resources of Haizhu National Wetland Park, Guangzhou[J]. For Environ Sci, 2018, 34(5): 81-85. 黄燕, 毛君竹, 詹红星, 等. 广州海珠国家湿地公园植物资源研究[J]. 林业与环境科学, 2018, 34(5): 81-85. DOI:10.3969/j.issn.1006-4427.2018.05.015 |
[10] |
XIE G R, ZHENG Z Y, LIN K F, et al. Comprehensive benefit analysis of wetland construction in Huangpu District, Guangzhou[J]. Hebei Enterp, 2019(6): 82-83. 谢贵荣, 郑珠圻, 林科奋, 等. 广州黄埔萝岗湿地建设综合效益分析[J]. 河北企业, 2019(6): 82-83. DOI:10.3969/j.issn.1008-1968.2019.06.036 |
[11] |
WANG Y X. The preliminary study on the design of urban wetland park[D]. Beijing: Beijing Forestry University, 2011: 1-81. 汪勇翔.城市湿地公园设计初探[D].北京: 北京林业大学, 2011: 1-82. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10022-1011135040.htm |
[12] |
CHEN Y D, MA X T, DU Y F, et al. The Chinese Aquatic Plants[M]. Zhengzhou: Henan Science and Technology Press, 2012: 1-477. 陈耀东, 马欣堂, 杜玉芬, 等. 中国水生植物[M]. 郑州: 河南科学技术出版社, 2012: 1-477. |
[13] |
WU Z Y. Chinese Vegetation[M]. Beijing: Science Press, 1980: 140-149. 吴征镒. 中国植被[M]. 北京: 科学出版社, 1980: 140-149. |
[14] |
XU X G, ZHOU Y W, HAN R M, et al. Eutrophication triggers the shift of nutrient absorption pathway of submerged macrophytes:Impli-cations for the phytoremediation of eutrophic waters[J]. J Environ Manage, 2019, 239: 376-384. DOI:10.1016/j.jenvman.2019.03.069 |
[15] |
HUANG X L, GUO Y M, ZHANG Y M, et al. Controlling of internal phosphorus and nitrogen loading in lake sediment by submerged macrophytes and its application[J]. J Ecol Rural Environ, 2019, 35(12): 1524-1530. 黄小龙, 郭艳敏, 张毅敏, 等. 沉水植物对湖泊沉积物氮磷内源负荷的控制及应用[J]. 生态与农村环境学报, 2019, 35(12): 1524-1530. DOI:10.19741/j.issn.1673-4831.2019.0273 |
[16] |
LI Y H. The pearl river estuary area wetland plant disposition research[D]. Guangzhou: South China University of Technology, 2013: 1-77. 李颖华.珠江口地区城市湿地公园植物配置研究[D].广州: 华南理工大学, 2013: 1-77. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10561-1014062847.htm |
[17] |
CAI J H, WEI X Y, MIN H W, et al. The investigation and analysis of the plant diversity and landscape of the Wetland Park in Nanchang City[J]. N Hort, 2014(21): 86-90. 蔡军火, 魏绪英, 闵翮武, 等. 南昌市湿地公园植物多样性调查及景观剖析[J]. 北方园艺, 2014(21): 86-90. |
[18] |
NA X Q. Study on aspection plant furnishing of Beijing Wetland Park[D]. Beijing: Chinese Academy of Forestry, 2015: 1-122. 那晓铨.北京湿地公园景观季相变化下的植物配置研究[D].北京: 中国林业科学研究院, 2015: 1-122. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-82201-1015639100.htm |
[19] |
HU W Y, XU L, ZHANG J, et al. Diversity investigation of vascular plant species in Donghe National Wetland Park[J]. J Jishou Univ (Nat Sci), 2015, 36(1): 75-79. 胡文艺, 徐亮, 张洁, 等. 峒河国家湿地公园维管植物多样性调查[J]. 吉首大学学报(自然科学版), 2015, 36(1): 75-79. DOI:10.3969/j.issn.1007-2985.2015.01.016 |
[20] |
FAN X Y. Investigation and analysis of plant landscape community in aquatic gardens of Wetland Park in Guangzhou[J]. J SW For Univ (Soc Sci), 2019, 3(2): 46-50. 范秀云. 广州市湿地公园水生植物景观调查与分析[J]. 西南林业大学学报(社会科学版), 2019, 3(2): 46-50. |
[21] |
YAN J L. Study on plant disposition of Urban Wetland Park: The case of Longhu Wetland Park in Huanyang[D]. Zhengzhou: Henan Agri-cultural University, 2018: 1-45. 闫景利.城市湿地公园植物配置研究——以淮阳龙湖国家湿地公园为例[D].郑州: 河南农业大学, 2018: 1-45. |