海口城市濕地公園植物多樣性分析
——以美舍河國家濕地公園和五源河國家濕地公園為例①

蔡永富 吳淑邦 錢 軍 陳宗鑄 雷金睿

(1海口市林業局 海南海口 570311;2海口市濕地保護管理中心 海南海口 570311;3海南省林業科學研究所 海南海口 571100;4海口市濕地保護工程技術研究開發中心 海南海口 571100)

隨著社會經濟發展的不斷推進，城市地表覆被、生態環境、生物多樣性等方面發生著巨大變化［1]，城市濕地已成為最脆弱的生態系統之一，嚴重威脅到城市生態安全和城市人居環境［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境與質量［3]，對維持濕地生態功能和生態系統的穩定有重要作用［4]，深刻地影響著城市可持續發展［5]。

目前，國內外已經開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與利用提供了重要基礎數據支撐。2017年底，海口市的美舍河國家濕地公園和五源河國家濕地公園獲得國家林業和草原局批準開展國家濕地公園試點工作，作為海口市城區主要河流的美舍河與五源河的生物多樣性保護也逐漸得到重視和關注。基于此，本文以海口市2個國家濕地公園為研究對象，對比分析濕地植物組成及物種多樣性狀況，以期為海口國家濕地公園的保護、合理利用和生物多樣性的維持與發展提供科學依據。

1 研究地區與研究方法

1.1 研究區概況

海口市地處海南島北部（110°07'～111°03'E，19°20'～20°10'N），地勢平坦，濕地資源豐富，濕地總面積達3萬hm2，在2018年榮獲全球首批“國際濕地城市”稱號。美舍河國家濕地公園位于海口市東部，南起羊山濕地玉龍泉，北至海甸溪，總規劃面積468 hm2，其干流美舍河流經城市中心片區，承載著周邊居民休閑娛樂、科普教育、維系生態環境質量等多重生態服務功能；美舍河源頭區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種國家Ⅱ級保護植物，也是中國野生水菜花的主要分布區。五源河國家濕地公園位于海口市西部，南起永莊水庫，北至五源河河口海域，規劃面積為1 315 hm2；五源河源頭的永莊水庫是海口市主要的飲用水源保護地，周邊植被茂密。

1.2 調查方法及數據處理

本研究于2018年10～12月，采用典型抽樣法設置10m×10m的標準喬木樣方，并在喬木樣方內隨機設置3個3m×3m的灌木樣方，5個1m×1m的草本樣方。分別記錄胸徑≥3 cm的喬木植物種名、株數、高度、胸徑和生長狀況，灌木植物（含胸徑＜3 cm的喬木幼苗）種名、株數、高度、面積和生長狀況，以及草本植物的種名、高度、面積和生長狀況等。其中，美舍河國家濕地公園和五源河國家濕地公園分別調查喬木樣方10個，灌木樣方30個，草本樣方50個。參考相關書籍［10-11]進行植物種類的歸類統計與分析。

1.2.1 重要值計算

植物物種的重要值（Impor tance value）計算公式為［12]：

（1） 喬木層重要值IV＝（相對密度＋相對頻度＋相對顯著度）/3；

（2） 灌木層重要值IV＝（相對密度＋相對頻度＋相對蓋度）/3；

（3） 草本層重要值IV＝（相對高度＋相對頻度＋相對蓋度）/3；

（4） 相對重要值＝該物種的重要值/該樣地內所有物種的重要值之和。

1.2.2 多樣性指數測度

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

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

2 結果與分析

2.1 植物組成

通過樣方調查統計（表1），美舍河國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、草本植物數量分別為43種、39種和91種。五源河國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、草本植物數量分別為36種、45種和64種。

從植物來源上看，美舍河國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，各占植物總數的72.25%、17.34%和10.41%；五源河國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，各占植物總數的66.90%、17.93%和15.17%。這表明2個國家濕地公園的植物來源均以本地種為主，達2/3以上；但五源河國家濕地公園的植物入侵種比美舍河的高。

表1 國家濕地公園植物種類組成統計

2.2 主要優勢種

從美舍河和五源河國家濕地公園各層次植物重要值排名前10位的物種來看（表2、3），喬木層的優勢種較為明顯，灌木層的物種優勢度相對較弱。其中五源河國家濕地公園各層次植物的主要優勢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幾個物種上，優勢種明顯。

表2 美舍河國家濕地公園植物層次的主要優勢種

從具體物種上分析，美舍河國家濕地公園喬木層以苦楝（Mel ia azedarach）、對葉榕（Ficus hispida）、菠羅蜜 （Artocarpus heterophyl lus）等本地植物為主要優勢種，而五源河喬木層則以厚皮樹（Lannea coromandel ica）、桉樹（Eucalyptus robusta）、苦楝 （Mel ia azedarach） 為主，其中桉樹、木麻黃（Casuarina equisetifol ia）為主要的人工造林樹種；美舍河和五源河國家濕地公園的灌木層均有本地野生植物為主，其植物優勢種不明顯；而草本層植物重要值排序前幾位都是外來入侵種，如飛機草（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 五源河國家濕地公園植物層次的主要優勢種

2.3 植物多樣性

總體來看，國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，但美舍河國家濕地公園要稍微高于五源河（表4）。在Shannonwiener多樣性指數上，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最低，優勢物種較為明顯；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飛機草分布較多，重要值達0.186 1，也因此造其Pielou均勻度指數較低。其次，五源河的喬木層以厚皮樹、桉樹等少數幾個物種為主，優勢種突出，也在一定程度上降低了其物種均勻度。

表4 國家濕地公園植物α多樣性指數比較

海口市美舍河國家濕地公園和五源河國家濕地公園植物群落Jaccardβ多樣性指數灌木層＜草本層＜喬木層，其中喬木層的差異性最大，達0.804 9，要明顯高于2個公園總體的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 討論與結論

3.1 討論

3.1.1 植物組成與優勢種

經樣方調查統計，美舍河國家濕地公園共記錄有維管束植物173種，隸屬于69科148屬；五源河國家濕地公園共有維管束植物145種，隸屬于55科130屬。可見，美舍河的植物物種數量要高于五源河，這可能與美舍河國家濕地公園分布有獨特的火山熔巖濕地有關，地貌復雜，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。在植物來源上，雖然2個國家濕地公園均以本地種為主，但五源河國家濕地公園的植物入侵種比美舍河的要多，如飛機草、微甘菊等，已明顯形成優勢種群，抑制或排擠其他植物的生長，對植物多樣性造成負面影響。上述結果與雷金睿等［12]對海口市10個主要城市公園的研究結果不同，城市公園在植物生活型上主要以喬木植物為主，植物來源則以栽培種為主，表明不同性質、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，五源河國家濕地公園優勢物種的優勢程度高于美舍河國家濕地公園，美舍河喬木層以苦楝、對葉榕、菠羅蜜等本地植物為主要優勢種，五源河喬木層則以厚皮樹、桉樹、苦楝為主，其中桉樹、木麻黃為主要的人工造林樹種。且2個濕地公園草本層主要優勢物種均為熱帶惡性入侵植物，如飛機草、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

美舍河國家濕地公園的Margalef豐富度、Shannon-wiener多樣性和Pielou均勻度指數要稍微高于五源河，其中Margalef豐富度以草本層最高，其次為灌木層和喬木層。而2個濕地公園的植物群落Jaccardβ多樣性指數為灌木層＜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。

美舍河與五源河國家濕地公園試點工作的開展，在一定程度上為海口市的濕地保護與恢復提供了一種行之有效的方法。但在海口濕地分布區域依然存在濕地植被破壞、鄉土植物缺乏、優勢物種突出等不足，因此，從保護生物多樣性的角度出發，海口城市濕地制定管理與保護措施時，我們建議：

（1） 加強濕地類型的分類管理與保護，在不同類型的生境中保護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） 在濕地公園的建設與管理中，基于不同生境特點盡可能地運用特色鄉土植物，控制栽培種和入侵種，增強植物的適應性和觀賞性，如滑桃樹（Trevia nudiflora）、方葉五月茶（Ant idesma ghaesembi l la）、 玉 蕊 （Barringtonia racemosa）、大花紫玉盤（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區或郊野公園，受人為干擾的因素較多，應制定嚴格的措施限制城市及周邊居民開墾、養殖、生活污染等人為活動造成濕地植被的破壞，提高濕地生態系統服務功能。

3.2 結論

（1） 美舍河國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） 美舍河國家濕地公園喬木層以苦楝、對葉榕、菠羅蜜等本地植物為主要優勢種，五源河喬木層則以厚皮樹、桉樹、苦楝為主，2個國家濕地公園草本層主要優勢物種均為熱帶惡性入侵植物。

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