臨沂濕地生物多樣性研究及特征分析

溫四民,張桂玲,類淑桐,戚家棟,王 良,季洪明

1.臨沂大學資產管理處,山東 臨沂 276000

2.臨沂大學農林科學學院,山東 臨沂 276000

3.臨沂付莊辦事處農業服務中心,山東 臨沂 276018

臨沂濕地面積73477.67 hm2，占臨沂總面積的8.06%[1]，多年平均水資源總量55.4億m3[2]，氣候為暖溫帶季風大陸型氣候，雨季和旱季濕地水位變化較大，濕地類型較為豐富，擁有較高的生物多樣性。臨沂濕地生物多樣性的研究和保護起步較晚，目前臨沂濕地生物多樣性的研究多集中在維管束植物[3,4]、浮游植物[5-7]、鳥類[8]、浮游動物[9,10]，多數研究對象僅限于濕地部分河段或水庫的動植物中的一類或兩類，而對于臨沂濕地生物多樣性的整體研究少有報道。本研究目的是查明臨沂濕地生物多樣性現狀，分析生物多樣性特征，以期能為開展臨沂濕地研究提供基礎數據，為濕地生物多樣性保護、恢復、管理和利用等提供實踐依據。

1 材料與方法

1.1 調查時間及范圍

于2014年4月至2016年4月，根據《全國濕地資源調查技術規程》，對臨沂濕地浮游植物、維管束植物、浮游動物、底棲動物、魚類、鳥類和昆蟲的種類構成及其特征進行全面調查。將符合濕地定義范疇的臨沂地區范圍內的所有濕地作為調查范圍，主要包括長度5 km、寬10 m以上的河流，面積8 hm2以上的水庫、池塘、輸水河等人工濕地。參照相關文獻[11-13]對相關物種進行鑒別。

1.2 調查方法

1.2.1 濕地植物調查 主要采取樣方調查的方法，以能客觀反映樣點內植物群落特征為原則，每個采樣點設置一條垂直于水陸交界線的樣線，樣線內間隔1 m設置5～9個樣方，草本樣方設為1 m×1 m，灌木樣方為2 m×2 m，喬木樣方為10 m×10 m，喬木樣方內沿對角設置2個灌木樣方，在四角及中央設置5個草本樣方。

1.2.2 濕地動物調查 鳥類調查采用直接計算法，通過望遠鏡實地觀察、查閱圖譜和文獻資料、走訪等方法進行鳥類物種鑒定。魚類和底棲動物的調查主要采取訪問調查法，對當地漁民走訪，對漁民捕撈的水產品及市場上銷售的水產品進行調查。兩棲類調查選擇典型環境，沿一定的方向、一定的速度行走，仔細觀察兩側的兩棲類，記錄遇到的所有種類和數量。哺乳類調查方法：采用以下4種方法結合起來進行調查。①直接觀察法。②樣線法，布設不同的樣線，盡可能穿越樣線上的所有生境類型，對樣線上所見的動物實體、足跡、食跡、糞便等進行詳細記錄，并根據痕跡特征和密度確定動物的種類、數量等。③訪問調查法。④捕獲器捕獲法。濕地昆蟲調查使用網捕法采集昆蟲標本[14]。

1.2.3 浮游生物調查 樣品采集參照金相燦等[15]方法進行。浮游植物使用25號浮游生物網采集進行定性分析，并取1 L水樣加1.5%魯哥試劑固定后進行定量分析；浮游動物的采集用25號浮游生物網過濾，加入2～3滴5%的福爾馬林固定進行分析。

2 結果與分析

2.1 濕地植物組成

2.1.1 浮游植物組成 臨沂濕地浮游植物共有195種，隸屬于8門33科75屬（見表1），其中綠藻門有80種，占檢出總種數的41.03%，以小球藻為主要優勢種群；其次為硅藻門有53種，占總種數的27.18%，再次為藍藻門27種，占總種數的13.85%，而隱藻門和金藻門檢出種數最少，分別為3種和1種（見表1）。夏季常見種為集星藻(Actinastrum hantzschii)、四尾柵藻(Scenedesmus quadricauda)、梅尼小環藻(Cyclotella meneghiniana)和水生集胞藻(Synechocystis aquetilis)，冬季常見種為嚙蝕隱藻(Cryptomonas erosa)、梅尼小環藻(Cyclotella meneghiniana)和隱頭舟形藻(Navicula cryptocephala)。

表1 臨沂濕地浮游植物組成Table 1 Phytoplankton composition in Linyi Wetland

2.1.2 維管束植物組成 臨沂濕地共有維管束植物64科166屬272種（含變種和栽培種），其中被子植物56科158屬262種，裸子植物1科1屬1種，蕨類植物6科6屬8種，苔蘚植物1科1屬1種。被子植物占全部濕地植物的96.32%。對科的組成統計發現，含4種以上的科有17個，共101屬196種，占區系總科數的26.56%，總屬數的60.84%和總種數的72.06%（見表2），其中禾本科、菊科和莎草科均含有20個種以上，3科共含有56屬100種，占總種數的36.76%。主要優勢物種為蘆葦(Phragmites australis)、香蒲(Typha orientalis)、紅蓼(Polygonum orientale)、菹草(Potamogeton crispus)、馬唐(Digitaria sanguinalis)、狗尾草(Setaria viridis)。根據《中國濕地植被》[16]植物群落類型分類方法，臨沂濕地植被主要群落類型有落葉闊葉林、草叢沼澤、沉水植物、浮葉植物和漂浮植物5種類型，共34個植物群系。

表2 臨沂濕地維管束植物組成（種數4種及以上的科）Table 2 Composition of vascular plants in Linyi Wetland（4 species and above）

2.2 臨沂濕地動物組成

2.2.1 浮游動物組成 臨沂濕地浮游動物共有128種，隸屬于3門36科60屬，其中原生動物13科20屬51種，占總種數的39.84%；輪蟲16科32屬61種，占總種數的47.66%；節肢動物7科8屬16種，占總種數的12.50%，其中枝角類13種，橈足類3種。濕地浮游動物以輪蟲為主要優勢種群，針簇多肢輪蟲(Polyarthra trigla)、螺形龜甲輪蟲(Keratella cochlearis)、膜袋蟲(Cyclidium)為主優勢種。

2.2.2 野生動物組成 臨沂濕地有鳥類46科101屬195種，其中4種以上的有鷺科、鴨科、鷹科、鳩鴿科、伯勞科、鹟科、雀科，鴨科和鹟科種數較多，分別占總種數的14.58%和13.54%（見表3）。從居留情況看，夏候鳥65種，占總種數的67.70，如池鷺(Ardeola bacchus)、白鷺(Egretta gwzetta)、黑水雞(Gallinula chloropus)等；留鳥31種，占總種數的32.29，如小鸊鷉(Tachybaptus ruficollis)、蒼鷺(Ardea cinerea)、普通翠鳥(Alcedo atthis)等。

表3 臨沂濕地鳥類組成（種數4種及以上的科）Table 3 Composition of birds in Linyi Wetland（4 species and above）

魚類12科41屬53種，其中鯉科35種，占總種數的66.03%，主要有鯉魚(Cyprinus carpio)、鯽魚(Carassius auratus)、草魚(Ctenopharyngodon idellus)等，鰍科3種，鯰科、鰕虎魚科、鮨科和麗魚科各2種，胎鳉科、刺鰍科、鰻鱺科、合鰓科、鱧科、攀鱸科和塘鱧科各1種。底棲動物有12科18屬18種，優勢種為日本沼蝦(Macrobrachium nipponensis)、鋸齒溪蟹(Potamon denticulatum)、圓頂珠蚌(Unio douglasiae)。兩棲動物2科3屬7種，優勢種為花背蟾蜍(Bufo raddei)、金線蛙(Rana plancyi)、黑斑蛙(Rana nigromaculata)。爬行動物6科8屬10種，優勢種為麗斑麻蜥(Eremias argus)、中華鱉(Pelodiscus sinensis)。哺乳類5科10屬10種，優勢種為小家鼠(Mus musculus)、褐家鼠(Rattus norvegicus)。濕地昆蟲有12目103科317屬452種，其中水生昆蟲8目28科81屬114種（見表4），雙翅目、鞘翅目和蜻蜓目為主要優勢類群。

表4 臨沂濕地水生昆蟲群落結構Table 4 Community structure of aquatic insects in Linyi Wetland

2.3 臨沂濕地生物多樣性特征分析

2.3.1 臨沂濕地生物多樣性豐富 生境復雜性決定了物種的多樣性[17]。臨沂濕地具有濕地類型類比較豐富、濕地呈斑塊分布的特點。臨沂濕地類型主要有永久性河流濕地、洪泛平原濕地、草本沼澤濕地、運河和輸水河濕地、庫塘濕地等類型，同時濕地斑塊地形復雜，旱季部分濕地斑塊相對獨立，使濕地植物，特別是水生植物分布區域化明顯，不同的相對獨立的濕地斑塊與其共同棲息的所有生物構成了相對獨立的生態系統，從而形成了生態系統的多樣性。構成生態系統多樣性的基本單元物種多樣性同樣較為豐富，濕地中生棲著多種多樣的生物類群，具有不同的生活型，構成了濕地物種多樣性，物種多樣性常以物種的數量顯示，臨沂濕地與相鄰的南四湖濕地物種[18-21]相比較，浮游植物和維管束植物分別比南四湖多66.67%和42.41%，昆蟲比南四湖多8.92%（見圖1），而其他動物種類與南四湖相比，浮游動物少21.47，鳥類少4.91%，魚類少32.05%，底棲動物少66.04，爬行動物少9.09%，哺乳類少44.44，臨沂濕地動物種類普遍少于南四湖動物種類，可能是由于兩地的地理緯度和濕地類型差異造成的。

圖1 臨沂濕地與南四湖物種多樣性的比較Fig.1 Comparison of species diversity between Linyi Wetland and Nansi Lake

2.3.2 生物的生態適應類型復雜多樣 臨沂境內有沂河、沭河、中運河、濱海四大水系，地勢西北高東南低，以沂沭河流域為中心，北、西、東三面群山環抱，向南構成扇狀沖積平原，地形復雜，差異明顯。由于不同類型濕地的地理位置、地貌、氣候、土壤等生境條件差別較大，易形成濕地生物的生態適應類型的復雜多樣。

臨沂濕地維管束植物有一年生草本植物、多年生草本植物、草質藤本、木質藤本、灌木、喬木6種生活型。在種類組成上草本植物占絕對優勢，木本植物種類匱乏，僅有垂柳(Salix babylonica)、楓楊(Pterocarya stenoptera)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、檉柳(Tamarix chinensis)、銀白楊(Populus alba)、小葉楊(Populus simonii)、構樹(Broussonetia papyrifera)、筐柳(Salix linearistipularis)。根據濕地植物的生態習性，臨沂濕地植物劃分為濕生植物、沼生植物、水生植物3種生態型。3種生態型中以菊科、禾本科為主的濕生植物種類最多，有130種。40多種水生植物和濕生植物構成了濕地植被的建群種和優勢種。

鳥類區系的季節型構成特點為：旅鳥種數最多，占總數的45%以上，候鳥種數其次，占總數的31%，留鳥種數所占比例最小，占總數的23%。按淡水魚類生活史中各階段棲息水域環境的差異，臨沂濕地魚類可分湖泊定居性魚類、流水性魚類和河湖洄游性魚類3種生態類型，其中湖泊定居性魚類種群較大，如鯉、鯽、黃顙魚、鲇等，其次是河湖洄游性魚類草魚、鰱、鳙等。

2.3.3 生物區系分布有一定規律性 臨沂濕地維管束植物區系中蕨類植物僅有8種，地理分布主要在永久性河流濕地；裸子植物水杉主要在蒙山溪流附近有零星分布。種子植物共58科160屬，按照屬的地理分布成分劃分，屬于熱帶分布區類型的有45屬，占種子植物總屬數的28.13%；屬于溫帶分布區類型的有65屬，占總屬數的40.63%；屬于世界分布類型的有44屬，占總屬數的27.50%。區系中種子植物在溫帶分布的屬最多，表明濕地植被具有一定地帶性特征。

鳥類區系中以古北界種最多、廣布種其次，東洋種最少，但在臨沂濕地繁殖的夏候鳥和留鳥，廣布種和古北界種最多，東洋界成分次之，具有顯著的兩屆過渡特征。獸類區系的地理分布成分以古北界為主。昆蟲區系的地理分布成分以古北界種類最多，古北界和東洋界共有的廣布種次之，東洋界種類最少。爬行動物廣布種最多，古北界種次之，東洋界成分最少，爬行動物總體上具有古北界特征。淡水魚類區系的地理成分主要是中國江河平原種類。

2.3.4 濕地資源性動植物物種多 臨沂濕地擁有較高經濟價值的動植物較豐富。維管束植物中有藥用植物約30種，如井欄邊草(Pteris multifidaPoir.ex Lam)、香附子(Cyperus rotundus)、節節草(Hippochaete ramosissima)、蓮(Nelumbonucifera)、白茅(Imperatacylindrical)、藎草(Arthraxonhispidus)、百合(Liliumbrownii)等；纖維植物有苘麻(Abutilontheophrasti)、香蒲(Typhaangustifolia)、蘆葦(Phragmitesaustralis)、小香蒲(Typha minima)等；鞣料植物有皺葉酸模(Rumexcrispus)、楓楊(Pterocaryasternoptera)等；飼料植物有浮萍(Lemna minor)、馬來眼子菜(Potamogeton malainus)、菹草(Potamogeton crispus)、黑藻(Hydrilla verticillata)、水鱉(Hydrocharis dubia)、槐葉萍(Salvinia natans)等；園林綠化植物有紅蓼(Polygonum orientale)、水蔥(Scirpus tabernaemontani)、雨久花(Monochoriakorsakowii)、慈姑(Sagittariatrifolia)、黃菖蒲(Irispseudacorus)、睡蓮(Nymphaea tetragona)等；蔬菜植物有水芹(Oenanthe javanica)、薄荷(Mentha haplocalyx)、車前(Plantago asiatica)等。水生動物資源有鱖魚(Sinipercachuatsi)、黃鱔(Monopterusalbus)、鯉魚(Cyprinuscarpio)、鯽魚(Carassiusauratus)等。

2.3.5 國家重點保護物種較多 珍稀濕地植物有國家一級保護植物水杉(Metasequoiaglyptostroboides)，國家二級保護植物野菱(Trapa incisa)、中華結縷草(Zoysia sinica)、野大豆(Glycine soja)和蓮(Nelumbo nucifera)；鳥類中國家一級保護鳥類白鸛(Ciconia boyciana)、白枕鶴(Grus vipio)、丹頂鶴(Grus japonensis）3種，二級保護鳥類鴻雁(Anser cygnoides)、白額雁(Anser albifrons)、大天鵝(Cygnus cygnus)等12種；

2.3.6 濕地入侵物種逐年增多 入侵濕地植物有蘆竹（Arundo donax）、白車軸草(Trifolium repens)、空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides)、野塘蒿(Conyza bonariensis)、牽牛(Pharhiris nil qianniuhua)、鳳眼蓮(Eichhornia crassipes)、鬼針草(Bidens pilosa)、小飛蓬(Conyza Canadensis)、斑地錦(Euphorbia maculate)、荸薺(Eleocharis dulcis)，牛筋草(Eleusine indica)、苘麻(Abutilon thoophrasti)，合計10科11屬11種；外來入侵動物4科5屬5種，2014年發現的入侵動物有食蚊魚(Gambusia affinis)、巴西紅耳龜(Trachemys scripta)、克氏原螯蝦(Procambarus clarkia)、牛蛙(Rana catesbeiana)；2016年在祊河河段發現蛇鱷龜(Chelydra serpentine)。

3 討 論

本次調查發現臨沂濕地浮游植物8門33科75屬195種，鳥類46科101屬195種，浮游動物3門36科60屬128種，浮游植物比高遠等[7]研究結果多14種，鳥類比徐敬明[8]的調查結果多150種，浮游動物比劉妍[12]調查結果多82種，本次調查與其他研究結果差異較大，其他研究所選的調查地點僅是沂河和祊河、沂河支流、岸堤水庫等臨沂濕地的部分區域，而本次調查所選擇地點的涵蓋臨沂濕地所有類型；同時，臨沂濕地物種明顯增多也與近年來臨沂濕地生態系統逐步得到恢復密切相關，截至2015年2月，臨沂市已建和獲批的各類、各級別濕地公園共17處，總面積30968 hm2，濕地公園的對濕地生物多樣性的保護初見成效。臨沂濕地豐富的浮游植物和維管束植物是濕地生態系統的主要生產者，為濕地動物提供豐富的食物來源和多樣的棲息環境，支持了濕地漁業資源的形成、同時實現了濕地的環境凈化功能以及濕地動物多樣性保護功能。

外來入侵物種對入侵地的生物多樣性易造成嚴重的影響[22]。本次調查發現濕地入侵物種共14科16屬16種，其中入侵動物4科5屬5種，在沂河和祊河部分河段發現蛇鱷龜和牛蛙的野生個體。蛇鱷龜生性兇猛，由于養殖逃逸和人為放生，近年來在浙江[23]、江蘇[24]、陜西[25]等多個地區發現蛇鱷龜野生個體，發現地域具有由東向西、由南向北蔓延的趨勢，本次調查發現3只蛇鱷龜成年個體，由于蛇鱷龜除冬眠期外全年均有交配行為[26]，本次調查未發現幼體，無法確定其在野外是否已成功繁殖；牛蛙隨著人工養殖場的逐漸增加，部分野化的種群已在自然環境中成功繁衍，在我國浙江、四川、云南等省區建立了自然種群[27]，本次在調查點發現的5只成體，未發現牛蛙卵、蝌蚪和亞成體，因此，牛蛙在臨沂濕地是否形成可繁殖的種群尚需進一步調查和研究。