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洞庭湖湿地柳属木本植物变化趋势及成因



全 文 :第 12卷 第 5期 湿 地 科 学 Vol.12 No.5
2014年10月 WETLAND SCIENCE October 2014
洞庭湖湿地柳属木本植物变化趋势及成因
李有志 1,2,李锡泉 1,2*,张灿明 1,2,万献军 3
(1.湖南省林业科学院,湖南长沙 410004;2.国家林业局洞庭湖湿地生态系统定位观测研究站,湖南岳阳 414000;
3.湖南省沅江市林业局,湖南沅江 413100)
摘要:柳属(Salix)植物是洞庭湖湿地唯一的原生木本植物,对湿地生态系统功能的维护具有重要意义,而以往研
究大多关注草本植物,缺乏对木本植物的认识。本研究通过2008年5月和2013年11月的洞庭湖湿地大面积调
查,揭示洞庭湖湿地柳属木本植物的变化趋势。结果表明,洞庭湖湿地柳属木本植物主要分布于东洞庭湖,其
次是南洞庭湖,分布形式为小面积点状分布和大面积带状分布。2008年5月,洞庭湖湿地柳属木本植物分布区
的面积为993.7 hm2,2013年11月减少至192.9 hm2。2008年5月,洞庭湖湿地柳属木本植物以原生型植物为主,
2013年11月,其以种植型植物为主。在2008~2013年间,柳属木本植物呈现分布面积急剧减少、原生型植物减
少、种植型植物增加的变化趋势,业已成为本地区的濒危物种。2013年11月,各柳属木本植物分布点的乔木层
特征差异明显,树高为4.37~15.2 m,胸径为3.63~68.71 cm,原生型植物树高和胸径明显大于种植型植物。在
原生型植物区,林下优势植物主要为短尖薹草(Carex brevicuspis);在种植型植物区,林下优势植物主要为芦苇
(Phragmites australis)、荻(Miscanthus sacchariflorus)和短尖薹草。水位降低、淹水时间缩短、水质下降与大面积种
植杨树等是导致洞庭湖湿地柳属木本植物退化的主要原因。
关 键 词:柳属;木本植物;洞庭湖湿地
中图分类号:Q941;Q949.733 文献标识码:A 文章编号:1672-5948(2014)05-646-04
洞庭湖是中国第二大淡水湖(28º38′N~29º45′
N,111º40′E~113º10′E),海拔 28~35 m[1],地处亚
热带湿润季风气候区 [2];年平均气温为 16.2~
17.8℃,年降水量为 1 200.7~1 414.6 mm,年平均
风速为2.0~3.0 m/s,年蒸发量为1 270 mm。受自
然因素和人类活动的双重影响,洞庭湖湿地植物
呈现与高程对应的带状分布特点,形成以草本植
物为主、木本植物为辅的生活型格局[3]。川三蕊柳
(Salix triandroides)、苏柳(Salix jiangsuensis)和旱柳
(Salix matsudana)等柳属植物为洞庭湖湿地的原生
植物。与草本植物相比,柳属木本植物树冠层多、
分枝力强、枝叶柔顺、生长缓慢、能耐受一段时间
和一定深度的水淹,具有明显的抗风、防浪、护堤
等生态功能,被认为是洞庭湖湿地的关键物种[4,5]。
随着洞庭湖生态环境的变化,尤其是水文条件和
水质的变化,以及外来杨属(Populus)木本植物的
大规模种植,侵占了原生柳属植物的生存空间,而
关键物种的变化必将对整个湿地生态系统产生重
要影响[6,7]。以生物多样性保护为例,国家一级野
生保护动物麋鹿(Elaphurus davidianus)主要以川三
蕊柳林为主要栖息地与繁殖场所,植物群落的变
化将影响麋鹿的生存[8,9]。保护川三蕊柳、苏柳等
原生柳属木本植物已成为洞庭湖湿地生态环境和
生物多样性保护的重要方面。而关于洞庭湖湿地
植物的研究主要集中于薹草 (Carex sp.)、芦苇
(Phragmites australis)等草本植物,缺乏对原生木本
植物的认识。因此,本研究拟通过 2008年 5月和
2013年 11月对洞庭湖湿地柳属木本植物大面积
跟踪调查,揭示柳属木本植物变化趋势及其成因。
1 材料与方法
于2008年5月和2013年11月,两次对洞庭湖
收稿日期:2013-12-10;修订日期:2014-08-12
基金项目:国家林业公益性行业科研专项项目 (201104065)、国家国际科技合作专项项目 (2012DFB30030)和湖南省科技计划项目
(2013WK4012, 2013FJ6048, 2013ZK2040)资助。
作者简介:李有志(1981-),男,湖南省邵东人,博士,副研究员,主要从事湿地生态与环境研究。E-mail: liyouzhi2004@163.com
*通讯作者:李锡泉,研究员。E-mail: li5578761@126.com
DOI: 10.13248/j.cnki.wetlandsci.2014.05.016
湿地柳属植物进行了大面积调查。其中,2008年5
月只对植物分布点和分布面积进行了测定,在此
基础上,2013年11月的调查增加了植物群落特征
分析。
采用GPS路线法,估测植物分布面积,即沿植
物分布区域调查一圈,根据行走路线的长度估算
植物分布面积。同时,采用样地调查法与单株调
查法相结合的方法,对洞庭湖湿地柳属木本植物
群落进行采样调查。对面积≥2 000 m2的植物区
域,采用样地调查法,在植物区域中央各设置3个
重复样地,面积为 20 m × 30 m;对面积<2 000 m2
的植物区域,采用单株调查法,对区域内分布的植
物进行逐个调查。记录调查区域所处的经纬度、
树高、树胸径、优势物种和伴生物种等。
2 结果与分析
2.1 柳属植物分布特征
洞庭湖湿地柳属木本植物主要有旱柳、苏柳
和川三蕊柳3种,以旱柳和苏柳居多,川三蕊柳相
对较少;2008年5月,柳属木本植物分布区的面积
为 993.7 hm2,2013年 11月减少至 192.9 hm2,分布
区面积减少了 80.58%。在2008~2013年间,洞庭
湖湿地柳属木本植物的分布面积大幅减少(表1)。
柳属木本植物的分布形式主要以面积较小的
点状分布和面积相对较大的带状分布为主。2008
年5月,柳属木本植物的点状分布和带状分布面积
分别占总面积的1.28%和98.72%,2013年11月,则
分别占 6.07%和 93.93%,呈现出分布区域破碎化
趋势。
洞庭湖湿地柳属木本植物主要分布于东洞庭
湖,其次为南洞庭湖,而在西洞庭湖未发现柳属木
本植物。以 2008年 5月调查结果为例,柳属木本
植物在东洞庭湖和南洞庭湖的分布面积分别占总
面积的97.99 %和2.01 %。
洞庭湖湿地柳属木本植物可以分为原生型植
物和人工种植型植物。在 2008年 5月,主要以原
生型植物为主,占总面积的83.87%;2013年11月,
主要以种植型植物为主,占总面积的 85.78%。可
见,在2008~2013年间,洞庭湖湿地原生柳属木本
植物在大面积消失。
2.2 柳属植物群落特征
2013年11月,在11个柳属木本植物分布点,乔
木层特征差异明显,树高为 4.37~15.2 m,胸径为
3.63~68.71 cm,原生型植物树高和胸径明显大于
种植型植物。其中,以位于沅江市共华镇的柳属群
落树高(4.37 m)与胸径(3.63 cm)最小,而以位于沅
江市南大镇的柳属群落树高(15.20 m)与胸径最大
(68.71 cm)。在原生型植物区,林下优势植物为短
尖薹草(Carex brevicuspis)、伴生种为虉草(Phalaris
arundinacea)、辣蓼(Polygonum hydropiper)、水芹(Oe⁃
nanthe javanica)、益母草(Leonurus japonicus)、钻叶
紫菀(Aster subulatus)、苜蓿(Medicago sativa)、革命
表1 洞庭湖湿地柳属木本植物分布状况
Table 1 Distribution of Salix woody plants in Dongting Lake wetlands
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
所属区域
君山区君山公园
君山区良心堡镇
华容县注滋口镇
华容县幸福乡
华容县团洲乡
大通湖区金盆镇
岳阳县红旗湖
湘阴县清潭乡
沅江市南大镇
沅江市南大镇
沅江市黄茅洲镇
沅江市白沙大桥
沅江市赤山岛
沅江市共华镇
面积(hm2)
0.4
0.5
900
200
0.7
9.0
500
0.3
0.2
12.0
6.0
0.1
4.5
5.0
分布类型
点状
点状
带状
带状
点状
带状
带状
点状
点状
带状
点状
点状
点状
点状
来源属性
原生型
原生型
原生型
种植型
原生型
原生型
原生型
原生型
种植型
原生型
原生型
种植型
原生型
种植型
2008年5月














2013年11月














注:√表示分布点存在柳属植物;/表示分布点不存在柳属植物。
5期 李有志等:洞庭湖湿地柳属木本植物变化趋势及成因 647
草(Alternanthera philoxeroides)等;而在人工种植型
植物区,林下优势植物为芦苇(Phragmites austra⁃
lis)、荻(Miscanthus sacchariflorus)和短尖薹草 3种,
伴生种为蒌蒿(Artemisia selengensis)、鸡屎藤(Paede⁃
ria foetida)、毛地黄(Digitalis purpurea)、狗牙根(Cyn⁃
odon dactylon)和野胡萝卜(Daucus carota)等。
2.3 柳属植物退化的原因
2.3.1 水文条件和水质变化
洞庭湖湿地植物依据水位梯度从高至低依次
分布着沉水植物、浮叶植物、挺水植物、沼泽化草
甸、沼泽化乔灌丛、沼泽化禾草、阔叶落叶林 7种
主要类型,其中沼泽化乔灌丛主要为川三蕊柳等
柳属木本植物,受水位影响最为关键 [10~13]。随着
三峡工程的蓄水,洞庭湖湿地涨水时间延后,退水
时间提前,地下水位下降,洲滩出露时间变长,导
致洲滩植物扩张,高位洲滩的植物向低位洲滩生
长[11,12]。因此荻、芦苇等沼泽化禾草植物向柳属沼
泽化乔灌丛植物区域扩张,而木本植物扩张能力
远低于草本植物,从而导致柳属木本植物分布面
积锐减。
其次,洞庭湖湿地水质的下降也是导致柳属
木本植物大面积消失的主要原因之一。研究表
明,受湖区工农业和生活污水的排入和湘江、资
江、沅江、澧水水质下降的影响,洞庭湖湖水的水
质明显下降[14]。而作为洞庭湖湿地的原生木本植
物(如川三蕊柳、苏柳),其生长与水环境质量密切
相关,水质的显著变化改变了区域植物分布的格
局[15]。
2.3.2 生物入侵与人为砍伐
在洞庭湖湿地,除物种间的自然竞争外,人类
大范围种植造纸原材料荻和杨树等对柳属木本植
物产生了严重威胁。研究表明,1993~2010年
间,洞庭湖湿地杨树面积净增 367.88 km2,增加率
达 1 127.51%,其种植范围逐步向洲滩扩展 [16],而
芦苇在东洞庭湖湿地的面积年均增长量也高达
28.93 km2 [17]。在柳属木本植物密集生长区域,种
植荻前,直接将柳属木本植物伐除;在柳属木本植
物生长稀疏区域,直接种植荻,待荻收获后,将柳
属木本植物与地表枯落物一起焚烧。据调查,分
布于岳阳县红旗湖的川三蕊柳的消失是荻造林后
直接焚烧的结果。而杨树通常采用开沟起垄的方
式造林,以降低水位,水位的降低直接导致柳属木
本植物的消失。
3 结 论
2008~2013年期间,洞庭湖湿地原生柳属木
本植物变化明显,表现在分布点与分布面积的大
幅减少,呈现出原生型植物减少和种植型植物增
加的变化趋势,柳属木本植物已经成为该区域的
濒危物种。而洞庭湖湿地水位的降低、水质下降、
杨树与荻的大规模种植是导致柳属木本植物退化
的主要原因。
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Change Trend of Salix Ligneous Plants
in the Dongting Lake Wetlands and Its Reasons
LI You-zhi1,2, LI Xi-quan1,2, ZHANG Can-ming1,2, WAN Xian-jun3
(1. Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, Hunan, P.R.China; 2. Dongting Lake Station for
Wetland Ecosystem Research, Forestry Bureau of China, Yueyang 410004, Hunan, P.R.China;
3. Forestry Bureau of Yuanjiang County, Yuanjiang 413100, Hunan, P.R.China)
Abstract: Salix, the only native ligneous plants in the Dongting Lake wetlands, have important role in main-
taining the functions of wetland ecosystem. However, these plants were rarely investigated in previous stud-
ies. This paper clarified the changed trends of Salix ligneous plants through large-area field investigations in
2008 and 2013, respectively. Salix were mainly distributed in the East Dongting Lake and followed by the
South Dongting Lake. These plants had 2 distributions types: small-area spotted distribution and large-area
zonal distribution. During the period from 2008 to 2013, the area decreased from 993.7 ha to 192.9 ha and
main types changed from natural plants to artificial plants. These data indicated that Salix have become the en-
danger species in the Dongting Lake wetlands. Among all distribution areas, plant height ranged from 4.37 m
to 15.2 m and diameter at breast height from 3.63 cm to 68.71 cm. Understory dominant plants were different
between natural plants and artificial plants: Carex brevicuspis in the former but Phragmites australis, Miscanthus
sacchariflorus, and Carex brevicuspis in the latter. Additionally, decreased water level and water quality, fewer
flood time, large-area poplar plantations were the main reasons for degraded trends of Salix in the Dongting
Lake wetlands.
Keywords: Salix; ligneous plant; Dongting Lake wetlands
5期 李有志等:洞庭湖湿地柳属木本植物变化趋势及成因 649