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Study on the Flora of Vascular Plants of Wetland in Beijing

北京湿地维管植物区系研究



全 文 :武汉植物学研究 2004,22(5):406~411
Journal of Wuhan Botanical Research
北京湿地维管植物区系研究
王 辰,刘全儒
(北京师范大学生命科学学院,北京 100875)
摘 要:记录了分布于北京地区的典型湿地维管植物 266种 7变种 1变型,共 274个分类群 ,隶属于 58科 144属 。
从种一级的水平对这 274个分类群进行分析,可分为 14个分布区类型,其中温带性质的种 187种 ,为整个区系成分
的主体,另有世界广布种 45种,热带性质的种 3O种,中国特有种 12种。就北京湿地维管植物区系特征而言,其种类
组成与华北其他地区湿地存在着相似性,温带成分占优势地位,并存在一些古老孑遗种类及特有种。此外,还对区
系成分中的受危种和外来种进行了讨论。
关键词:北京;湿地;维管植物;区系
中图分类号 :Q948 文献标识码 :A 文章编号 :1000—470X(2004)05—0406—06
Study on the Flora of Vascular Plants of Wetland in Beijing
W ANG Chen,LIU Quan—Ru’
(College of Life Sciences,Beijing Normal University,Beijing 100875,China)
Abstract:The typical vascular plants of wetland in Beijing comprise 266 species,7 varieties and 1
form,which belong to 144 genera and 58 families.Based on the species level,the geographic distri—
bution of vascular plants in the flora can be divided into 14 types.The total of temperate species is
187,which contribute to the flora a lOt,while there are 45 cosmopolitan species,30 tropical species
and 12 Chinese endemic species.As to the flora of vascular plants of wetland in Beijing,its consti—
tution iS familiar with the flora of wetland in other provinces of North China.There iS a domi—
nance of temperate species,and the flora as well as contains some archaic species and endemic
species.Furthermore.threatened species and invasive species are also discussed.
Key words:Beijing;Wetland;Vascular plant;Flora
湿地作为一类特殊的生态系统 ,无论对于环境、
气候、经济和生物多样性各方面而言,其重要作用是
不可替代的。北京市政府已启动了旨在治理和保护
湿地资源的项 目,对于治理水体污染等方面的工作
力度也逐步加强 ,对于湿地保护的重视程度正日益
增加。湿地植物是湿地的主要成分之一,在保护环
境、特别是水资源的保护上具有不可替代的作用;同
时,作为水禽栖息地,随着对于水禽相关研究的深
入,湿地植物成为鸟类多样性保护和研究的重要组
成部分;此外,以湿地植物群落为主的景观又是重要
的旅游资源。因此,无论从科研价值、环保价值、经济
价值或社会效应而言,湿地植物都有待于系统及全
面的研究。然而,关于北京湿地维管植物区系的全面
研究尚未见报道。
介于此,笔者于 2002年 2月至 2003年 9月,对
北京地区湿地维管植物区系的组成进行了调查 ,并
分析了其区系特征,为北京湿地资源的保护及利用、
河湖水体污染的治理、生物多样性的保护等方面提
收稿 日期:2003—12—29,修回日期 :2004—08—09。
基金项目:。北京植物多样性本底调查与编 目的研究”课题(H030630050490)资助项目。
作者简介 :王辰(1981一),男,硕士研究生,现从事于植物分类学及植物区系学的学习及研究。
通讯作者(Author for correspondence.E—mail:liuqr7647@sina.com)。
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第 5期 王 辰等:北京湿地维管植物区系研究 407
供了重要的参考资料。
l 关于湿地植物划分的讨论
拉姆萨尔公约(Ramsar convention)将湿地定
义为:“湿地系指,不问其天然或人工,长久或暂时性
的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有或静止或
流动、或为淡水、半咸水、咸水体者,包括低潮时水深
不超过 6米的水域。”L1]
基于上述湿地的概念,前人在总结中国湿地植
物名录时,遵循了以下原则(赵魁义等):湿地植物包
括:①只有在湿地中出现的;②在同一地区,既能在
湿地中,又可在非湿地中生长的;③在一些地区仅见
湿地 ,而在另一些地区则可同时出现在湿地或非湿
地中的植物[2]。而后中国湿地植物名录(fig卿惠等)
得到了进一步的补充和完善,基本将生于湿地的湿
生植物、沼生植物、水生植物和喜湿的盐生植物都包
括在内。
依据中国湿地植物初录[2]和湿地植物拉丁名、
中名对照表[3],笔者将北京湿地 内记录到的全部种
及种下单位共 492个分类群(蕨类植物按秦仁昌系
统,被子植物按恩格勒系统,所有植物命名依据中国
植物志相关卷册)分为 3类:①属于上述两份名录中
的植物。共有 267个分类群属于上述名录中,其中多
是典型的水生、沼生或湿生植物,构成北京湿地植被
的主体。②基于上文对于湿地植物的定义,虽未出现
于名录中,但在北京地区仅见于湿地,且在全国范围
内亦多分布于湿地。这样的分类群共有 7个,例如箭
叶 蓼 (Polygonum sieboldi)、脐 草 (Omphalothrix
longipe )、疗齿草(Odontites serotina)等。③生态幅
比较广泛的中生植物,以及偶然分布于湿地的种类。
前者如j蕈草(Humulus scandens)、藜(Chenopodium
album)、朝天委陵菜(Potentila supina)、旋鳞莎草
(Cyperus michelianus)等,后者有蒺藜(Tribulus ter-
restrer)、双 花 堇 菜 (Viola biflora)、额 河 千里 光
(Senecio argunensis)等。值得一提的是,部分出现于
名录中的种类,在北京地区明显分布于干燥地区而
非湿地,例如野罂粟(Papaver nudicaule)、三脉紫菀
(Aster ageratoides)等,笔者亦将其归入第三类。
在划分的三大类群中,属于第一、第二类的植物
对湿地的贡献较大 ,能更好地代表北京湿地植被及
区系特征,因此笔者将对这 274个分类群进行重点
讨论。而第三类植物虽然见于湿地,但并非典型的湿
地植物,在后面进行区系讨论及分析时不计算在内。
2 研究区内湿地分布及其主要植被类型
北京平原地段主要由永定河、潮白河、温榆河、
拒马河和汤河等冲洪淤积而成,山区则分布着几条
大河的上、中游段。河流沿岸及浅水区以芦苇群落
(Co.Phragmites australis)和水烛群落(Co.Typha
angustifolia)为主,河流 中部多为竹 叶眼子菜+穿
叶眼子菜群落 (Co.Potamogeton malaianus+Pota—
mogeton perfoliatus)。
京郊亦分布有大小水库若干,如密云水库、官厅
水库、怀柔水库、沙河水库、汉石桥水库等。水库及其
周边湿地群落类型丰富,除大面积的芦苇群落、水烛
群落外,可见槐叶苹群落 (Co.Salvinia natans)、浮
萍 群 落 (Co.Lemna minor)、水 鳖 群 落 (Co.Hy—
drocharis dubia)、穗状狐尾藻群落(Co.Myriophyz—
lum spicatum)、酸模叶蓼群落(Co.Polygonum lap—
athifolium)等。
此外,在山区的许多沟谷中,由于存在溪流,也
会形成小面积湿地,如小龙门、松山、雾灵山西区等。
此 处多以豆瓣菜群落(Co.Nasturtium officinale)、
水苦荬群落(Co.Veronica undulata)和水毛茛群落
(Co.Batrachium bungei)为优势。
在北京城近郊区,主要水域为一些湖泊及连接
它们的河道,如昆明湖、圆明园、玉渊潭、什刹海、龙
潭湖等。湖泊中常见有金鱼藻群落(Co.Ceratophyz—
lum demersum)、菹 草 群 落 (Co.Potamogeton
crispus)、替菜群落(Co.Nyrnphoides peltatum)、紫
萍群落(Co.Spirodela polyrrhiza)等。
3 北京湿地维管植物区系的基本组成
借鉴前人的工作,笔者在统计北京湿地植物时,
将样方及样地内采集的维管植物标本 487号进行了
整理及鉴定,核实了收藏于北京师范大学生命科学
学院植物标本室(BNU)的标本,同时借助相关参考
资料[4 ],整理出北京湿地植物初录,包括维管植物
477种 14变种 1变型,共 492个分类群,隶属于 78
科 269属。除去生态幅较广泛的中生植物及偶然分
布于湿地的种以外,典型的湿地维管植物有 266种
7变种 1变型,共 274个分类群,隶属于 58科 144
属。将这274个分类群作为重点研究对象,其中蕨类
植物6科,6属,9种;双子叶植物37科,87属,142种;单
子叶植物15科,51属,123种,7变种,1变型(见表1)。
科内属的组成:在这 58个科中,禾本科含属最
多,有 22个属,其次为菊科(12属)、莎草科(8属)、
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表 1 北京湿地维管植物区系的基本组成
Table 1 Basal composition of flora of wetland vascular plants in Beijing
科内含属统计(属数 :种数) Contents of each families(genera:species)
玄参科(7属)、唇形科(6属)、石竹科(5属)、伞形科
(5属)。有 34科仅含 1属,占全部科的 58.62 ,但
仅占总属数的 23.61 。
科内种的组成:含 种最多的科为莎草科 (46
种)、其次为禾本科 (32种)、蓼科(23种)、菊科(18
种)、眼子菜科(12种)、毛茛科(1O种),这些科仅占
总科数的 1O.17 ,而种数则占 51.46 。含 2~9种
的 科 有 28科,占 总 科 数 的 48.45 ,种 数 占
39.78 。仅含 1种的科有 24科,占总科数的
41.38 ,但种数仅占 8.76 。
属内种的组成:含种最多的属为苔草属(Carex)
16种,其次为蓼属 14种,眼子菜属 11种,莎草属 1O
种;含 5~9种的属有 6属;含 2~4种的属有 34属;
含 1种的属共有 100属,占总属数的 69.44 。其中
鹅肠菜属(Myosoton)、芡属(Euryale)、水棘针属
(Amethystea)、脐草属、款冬属 (Tussilago)、角果藻
属(Zannichelia)、花蔺属 (Butomus)、黑藻属 (Hy—
drilla)等 12个属为世界单型属。
4 北京湿地维管植物分布区的统计分析
湿地较之森林、草原等生态系统而言,属于比较
特殊的生境类型。仅对某一个属而言,往往其中既包
含有典型的水生或湿生植物,又有中生甚至旱生的
种类,对于中、大型属而言这种现象尤为普遍,例如
婆婆纳属中,除沼生组(Sect.Beeeabunga)中的水苦
荬、北水苦荬 (Veronica anagalis—aquatica)等几个
种之外,其余多为中生或旱生种。同时,一些水生或
湿生种的分布区类型与其属的分布区类型也有较大
差异,例如金鱼藻属应属于世界广部属 ,但东北金鱼
藻 (Ceratoph3,llum manschuricum)则属于中国特有
种。
因此,对于湿地植物的区系而言,从属一级的水
平上来讨论不能较好地反映该地区湿地的区系特
点。笔者详查了北京地区湿地植物在世界范围内的
分布样式,参照前人的相关工作(于丹),试以种的分
布异同来对北京湿地植物进行地理成分的划分[6],
分布区类型采用吴征镒划分的中国种子植物属的分
布区类型[7],将北京湿地植物归入 14个分布区类型
中(见表 2)。
4.1 世界分布
共有 45种,这些种大都是典型的水生植物。由
于水生植物属于隐域性植被,因而较容易形成世界
广布种。例如北京湿地中一些主要群落的优势种之
一 芦苇,除了南美洲亚马孙地区,几乎全世界都有分
布[3 ;而很多生于淡水中的水生植物,如金鱼藻、浮
萍、紫萍,以及眼子菜属的多个种类等,亦属于世界
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第 5期 王 辰等 :北京湿地维管植物区系研究 409
广布类型。
4.2 热带分布成分
泛热带分布共有 13种,其中一半以上为归化种
和外来种,例如红蓼(PD gonum orientale)即为归
化 的栽 培观 赏植 物,而 水苋菜 (Ammannia bac-
cifera)、水蜈蚣 (Kylinga brevifolia)等 皆为外来
种,喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)已构
成了入侵。旧世界热带分布 6种,其中水鳖在湖泊浅
水处及河流边缘多形成小面积群落,而鸭舌草
(Monochoria vaginalis)多在芦苇或水烛群落边缘形
成小面积的单一群落。热带亚洲至热带大洋州分布
5种,其中黑藻(Hydrilla verticilata)是北京地区沉
水植物的重要组成部分。此外,热带亚洲和热带美洲
间断分布仅逸生植物凤眼莲(Eichhornia clastpes)
1种,热带亚洲至热带非洲分布有尼泊尔蓼(Poly-
gonum nepalense)等 2种,热带亚洲分布有丁香蓼
(Ludwigia prostrata)等3种 ,均为零星分布的种类。
表 2 北京湿地维管植物的分布区类型
Table 2 The areal—type of wetland vascular
plants in Beijing
4.3 温带分布成分
北温带分布共有 68种,蓼科、禾本科、莎草科等
占据了相当比例。其中,酸模叶蓼、水毛茛、豆瓣菜、
柳叶菜(Epilobium hirsutum)、稗(Echinochloa CIUS—
gali)、蔗草(Scirpus triqueter)等为湿地群落中的重
要成分或常见种类。东亚和北美洲间断分布2种,其
中菖蒲(Acorus calamus)是水烛群落中常见的伴生
种。旧世界温带分布 33种,其中分布于北京的菱属
(Trapa)所有种类均属于此分布区类型,此外如长
叶 碱 毛 茛 (Halerpestes ruthen&a)、水 棘 针
(Amethystea caerulea)、荩 草(Arthraxon hispidus)
等,多为沼生或湿生的重要种类 。温带亚洲分布共有
47种,其中蓼属和苔草属 占有很大比例,此外茴茴
蒜 (Ranunculus chinensis)、达香 蒲 (Typha davidi—
aria)、香 蒲 (Typha orientalis)、东方 泽 泻 (Alisma
orientale)等种均属于挺水植物层的重要成分。东亚
分布 35种,较为典型的如芡实(Euryale ferox)、盒
子草(Actinostemma tenerum)、竹叶眼子菜、白鳞莎
草(Cyperus nipponicus)等。此外,地中海区、西亚至
中亚分布有齿果酸模(Rumex dentatus)等 2种,均
非区系中的重要组成部分。
4.4 中国特有分布
共有 12种,如北京湿地特有分布的植物北京水
毛茛(Batrachium pekinense)、见于东北及华北北部
的东北金鱼藻、芥叶蒲公英 (Taraxacum brassicae-
folium)和短鳞苔草(Carex angustinowiczi)、野生
种分布中心为华北的柽柳(Tamarix chinensis)等。
5 北京湿地维管植物区系特征分析
5.1 种类组成与华北其他地区湿地相似
现知北京地区典型的湿地维管植物有 266种 7
变种 1变型,共 274个分类群,隶属于 58科 144属 ,
以禾本科、菊科、莎草科、蓼科等种类较多。把北京及
其周缘省份湿地维管植物种类进行统计E8-12],而后
利用SPSSIO.0软件进行聚类计算,采用欧氏距离
法进行分析,得到结果如图 1。从聚类图中可以看
出,北京及其周缘省份湿地维管植物按其种类组成
可分为 3组(北京、河北省、山东省、河南省及山西省
为一组,吉林省、黑龙江省、辽宁省为一组,浙江省为
一 组)。可见北京与华北地区、尤其是河北省湿地就
种类组成而言最为接近,其相似程度由华北至东北、
华中递减。究其原因,北京地处山脉与平原的交界
处,兼有二者成分,且气候类型与华北其他省份差异
不大,除沿海湿地植物成分外,北京湿地植物的种类
组成与华北其余省份颇为相似;而东北因其特殊的
地形与气候,含有森林沼泽型植被,兼与俄罗斯接
壤,具有一些特殊的湿地植物种类,与北京地区存在
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410 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
一 定差异;浙江省位处华南沿海,与北京气候有所差
异,具有一些华南的区系成分,因而湿地植物有所不
同。
CASE 一 0 5 l 0 l 5 20 25
Beijing
Pro.Fiebei
Pro.Shandong
Pm.Henan
Pro.Shanxi
Pro.Jilin
Pm.Heilongjimag
Pm.Liaoning
Pl’O.Zhejiang
图 1 北京及其周缘省份湿地维管植物种类组成的相似性
Fig·1 The similarity of composition among Beijing
and other around provinces
5.2 温带成分占优势地位
由表 2可见,温带性质的种有 187种,占全部种
数的 68.25 ,表明了温带种在北京湿地维管植物
区系中起着主导作用。整个北京植物区系以世界广
布成分和温带成分为主 ],与北京湿地维管植物区
系相比较,一方面,由于湿地植物区系特点与整个北
京的植物区系存在一定差异,另一方面,由于本文从
种一级的水平上进行讨论,许多世界广布属中所含
的种均非世界广布种,故湿地区系中世界广布成分
的比例相对较低。而湿地区系中温带性质的种占有
很大 比例,这与北京所处的地理位置及植被类型相
符,也与整个北京地区的植物区系特点相近似。
5.3 草本植物占绝对优势
在北京湿地维管植物区系中,木本植物仅占总
种数的 1.82 ,而草本植物占绝对优势的地位。由
于北京湿地类型多为浅水植物湿地型组以及沼泽型
组中的草丛沼泽型[3],缺乏森林沼泽型、红树林湿地
型等类型,因此草本植物占据了绝对优势的地位。
5.4 古老、孑遗种及特有种
分布于湿地、尤其是水生或沼生性质的单型属
及少型属中,多有古老、孑遗的种类。在第一次泛古
大陆北太平洋扩张以前就有的原始古遗生物[1 如
单型属芡属、角果藻属、花蔺属 以及少型属莲属
(Nelumbo)等,以及在第一次北太平洋扩张期间及
后期已分化的古老种属如单型属脐草属,少型属杉
叶藻属(Hippuris)、金鱼藻属、水鳖属、苦草属(Val—
lisneria)等,均见于北京湿地植物区系中。此外,北
京湿地维管植物区系成分中,存在一些中国特有种,
例如东北金鱼藻、柽柳、阿齐苔草(Carex argyi)等,
零星分布于北京湿地;同时,北京地区的特有种北京
水毛茛,在北京西北部八达岭至松山的山区溪流中
可形成小面积群落。
5.5 存在一些受危种
根据于丹对于中国水生维管植物受危种的划
分[1引,北京水生维管植物区系内存在未定种(Inde—
terminate species)3种,为水芹 (Oenanthe javani—
ca)、细果野菱(Trapa maximowiezii)、花蔺 (Buto-
rags umbelatus);脱险种(Out of danger species)莲
(Nelumbo nucifera)、芡实、乌菱 (Trapa bicornis)、
野慈姑(Sagittaria trifolia)、菰 (Zizania latifolia)
在北京亦有种植或野生植株分布。依据北京湿地的
具体情况,笔者将长叶水毛茛(Batrachi“ kauff-
mani)和北京水毛茛列为易危种,而将近些年来分
布较为广泛的水芹排除在受危种之外;同时,杉叶藻
(Hippuris vulgaris)、狸 藻 (Utricularia vulgaris)、
茶菱(Trapela sinensis)、纤细茨藻(Najas gracilli—
ma)等也存在着不同程度的受危现象。
5.6 外来人侵植物见于区系中
在北京湿地维管植物区系中,有一些典型的水
生或湿生植物为外来入侵植物[ ]。例如现广布于溪
流中、能形成单一群落的豆瓣菜;见于稻田中的耳基
水苋 (Ammannia arenaria)、多花水苋(A.multiflo—
ra)、丁香蓼,以及近年来分布区域逐渐扩增的喜旱
莲子草等。此外,入侵的检疫杂草豚草 (Ambrosia
artemisiifolia)、三裂叶豚草(A.trifda)和意大利苍
耳(Xanthium italicum)也见于河流边缘湿地,且豚
草、意大利苍耳均有形成群落的趋势。另有栽培种凤
眼莲和大藻(Pistia stratiotes),近年来偶见有逸生,
因其在北京无法越冬,故对本地种不构成直接威胁,
但作为外来植物,尤其是在南方已造成危害的凤眼
莲,应对此类物种予以足够的重视,避免其形成入
侵。
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