哈尔滨文化中心湿地公园植物多样性与区系特征分析
李青楠，梁英辉，穆 丹，周 楠
（佳木斯大学 生物与农业学院，黑龙江 佳木斯 154007）
湿地位于水生生态系统和陆生生态系统之间的过渡地带，其中湿地植物是湿地生态系统的初级生产力，在全球生态平衡中发挥重要作用，是促进湿地生态系统发展的重要特征［1］。植物生活型是植物长期对生长环境适应的结果，并反映在外貌、习性和结构上的类型［2］。植物区系研究能揭示植物物种的分布格局、物种形成过程的反应空间［3-5］，也指某一特定地区生长的全部植物种类的综合，是植物科、属、种在历史演化和发展过程中形成的自然综合体［6-8］。通过对文化中心湿地公园的种子植物资源进行实地调查和区系分析，以期为文化中心湿地公园进行植物资源保护、管理以及为公园合理地引种栽培植物提供参考和依据。
1.1 研究区概况
哈尔滨文化中心湿地公园（126°45′28″E～126°47′22″E，45°45′09″N～45°46′29″N）位于哈尔滨市道外区，东临道外区团结镇百菜村，南接长江路，西连申通物流园区，北靠先锋路，距城市中心仅10 km，为当地重要保护湿地之一［9］。文化中心湿地公园的设计秉承了“海绵城市”的生态理念，通过景观手法修复和重建被江堤隔离的湿地生态，为动植物的繁衍提供可靠的保障；
另一方面构建具有弹性的水系统，完善和发挥湿地的调整功能，利用湿地对城市雨水进行滞留和净化，缓解城市雨水压力。湿地公园总规划面积229.90 hm2，其中湿地面积152.20 hm2，湿地率66.20%。湿地类型包括河流和沼泽湿地，属珍稀的城市荒野湿地生态系统，也是阿什河流域湿地的典型代表。
1.2 研究方法
2020年7～8月，针对文化中心湿地公园采取定点辐射状普查与样线调查相结合的方法，全面记录和采集植物标本。利用《东北植物检索表》、《中国植物志》等工具书对标本进行鉴定，整理出该区的种子植物名录，研究其科属组成、生活型以及药用部位统计。在此基础上，根据吴征镒等［10-11］的标准划分科、属的地理成分，根据《东北地区湿地野生种子植物区系》［12］的标准划分种的地理成分。
2.1 植物区系成分统计分析
2.1.1 植物区系基本组成
通过对文化中心湿地公园植物种类的初步调查，共记录湿地植物135种，隶属于49科114属。根据表1可知，被子植物为文化中心湿地植物的主要组成成分，更能反映该区系的特点。与黑龙江省种子植物（111科565属1 663种）［13］对比可知，文化中心湿地公园植物数量分别占黑龙江省植物科、属、种总数的44.14%、20.18%、8.12%，物种较为丰富。
表1 文化中心湿地公园植物数量统计Tab. 1 Quantity Statistics of plants in Cultural Center Wetland Park
2.1.2 科、属的区系特征
文化中心湿地公园植物科的总数为49科，含10种以下的科为46个，含10种及以上的科为3个，分别占总科数的93.88%和6.12%。含10种及以上的科占比不足10%，但其属数和种数占整个区系的35.09%、34.81%，在区系中优势明显，为优势科。这3科分别为菊科（Compositae）、禾本科（Gramineae）和豆科（Leguminosae），大多为世界性分布的大科，且所含的植物大多都是草本植物，是本地区最适合生长的类群，在数量上具有明显的优势。含5～9种的科仅有2科，为蔷薇科（Rosaceae）和百合科（Liliaceae），共2科8属11种，占整个植物区系科、属和种的4.08%、7.02%、8.15%。含2～4种的科有旋花科（Convolvulaceae）、唇形科（Lamiaceae）、雨久花科（Pontederiaceae）等，共21科43属54种，其科、属、种占整个区系植物的42.86%、37.72%、40.00%。仅含1种的科有十字花科（Brassicaceae）、伞形科（Umbelliferae）、罂粟科（Papaveraceae）等23科23属23种，科、属、种占整个植物区系的46.94%、20.17%、17.04%。数据表明，该湿地中的单种科含量较多，优势现象较为明显，具有集中分布于少数大科的特点。具体科的物种数排序见表2。
文化中心湿地公园植物共计114属（表2）。研究区植物统计结果显示，将数量划分为2个等级：即小型属（2～10属）和单种属（1种）。据统计结果分析，小型属含37种，占27.41%，分别为蒿属（Artemisia）5种、委陵菜属（Potentilla）3种、苋属（Amaranthus）2种及葎草属（Humulopsis）2种等；
单种属的数量极多，为98属98种，如白屈菜属（Chelidonium）、马唐属（Digitaria）、雨久花属（Monochoria）、以及月见草属（Oenothera）等，为本区种子植物属的主要组成部分，导致区系的多样化程度大。由以上分析可知，文化中心湿地公园属内种的数量大多较少，植物属的组成中单种属占据优势，小型属内物种数量较多。
表2 文化中心湿地公园植物科、属的统计Tab. 2 Statistics of seed plant families， genus in Cultural Center Wetland Park
2.2 植物生活型统计分析
文化中心湿地公园植物生活型按照草本、灌木、乔木和藤本进行分类，其中，草本植物最为丰富，所占比例最大，为总种数的81.48%；
其余生活型中，乔木占总种数的11.11%；
灌木占总种数的4.45%，藤本种类最为稀少，仅占比2.96%。该调查区域常见的植物以草本植物为主。
2.3 植物药用部位统计分析
哈尔滨市中心湿地公园药用植物根据药用部位的不同（对于有多个药用部位的同一植物，以常用部位计）可分为全草（株）、根类、根茎类、鳞茎等8类，见表3。由表3可知，湿地公园药用植物的入药部位较为丰富，其中全草（株）入药的种类有42种，占总种数的31.11%；
其次是以根类、叶类入药的种类，分别占总种数的4.44%；
往后依次是种子类（2.96%）、根状茎类（1.48%）、鳞茎类（1.48%）、果类（1.48%）和花类（0.74%）。全草（株）类、根类、根状茎和鳞茎类四者共计52种，占总种数的38.51%；
不同于每年可以新生出花、果的花类和果实类等药材，这四类药用植物的采收利用常会导致整个植株消亡，对群落物种多样性造成的损害比较大。基于此，在后续对保护区药用植物的开发利用过程中，必须考虑其自然更新规律，以保持资源的永续利用。
表3 文化中心湿地公园植物不同药用部位统计Tab. 3 Plants based on different medicinal parts from wetland in Cultural Center Wetland Park
2.4 植物区系地理成分统计分析
2.4.1 科、属的区系特征
科的地理成分反映出物种间的亲缘关系是与其他区系的联系和区系起源的线索谱［14］。根据《世界种子植物科的分布区类型系统》将湿地公园种子植物划为6个分布区类型（表4）。可见，科的区系地理成分组成既具有热带性质，又具有温带性质，反映植物区系与温带和热带具有重要关联。
属的地理分布较科能更好的反映出物种分化与区系发生的过程，也更能具体地反映区域的区系特征［15-16］。根据中国种子植物属的分布区类型将湿地公园种子植物划分为13分布型（表4）。结果可知，该公园以温带分布型为主，北温带分布尤为丰富，占温带分布的53.33%，表明种子植物属的组成与各温带分布类型有密切联系，具有很大的温带亲缘特性。依据《中国蕨类植物科属志》［17］，节节草（Equisetum ramosissimumDesf.）所在的木贼科（Equisetaceae）为世界广布分布，所属的木贼属（Equisetum）为温带地区及北半球寒带的分布属。
表4 文化中心湿地公园植物科、属的分布区类型Tab. 4 Distribution types of botanical families and genera in Cultural Center Wetland Park
2.4.2 种的区系特征
植物种的地理成分能反映出植物区系的特点和性质，蕨类植物节节草广泛分布于世界热带以及亚热带地区，根据《中国东北部种子植物种的分布区类型》［18］将种子植物分为17个分布型（表5）。结果表明植物区系涵盖较为全面，包含世界性、亚寒带-寒带、温带和热带成分，但未发现地方特有种或狭域特有种。
表5 文化中心湿地公园种子植物种的分布区类型Tab. 5 Distribution of seed plant species in Cultural Center Wetland Park
2.4.2.1 世界分布
世界分布种有26个，占湿地公园总种数19.40%。。种的类型虽少，但数量上有绝对优势，体现出该区植物区系的组成具有普遍性。且多为水生植物或杂草，如虎尾草（Chloris virgataSw.）、芦苇［Phragmites australis（Cav.） Trin. ex Steud.］、灯心草（Juncus effususL.）、马 唐［Digitaria sanguinalis（L.）Scop.］等。
2.4.2.2 亚寒带-寒带性质分布型
亚寒带-寒带性质分布型5种（分布区类型2～3），占湿地公园总种数3.73%。其中，北温带-北极分布型共1种，如知风草［Eragrostis ferruginea（Thunb.） P. Beauv.］；
西伯利亚分布型共4种，如瞿麦（Dianthus superbusL.）、石竹（Dianthus chinensisL.）和珍珠梅［Sorbaria sorbifolia（L.） A. Braun］等。
2.4.2.3 温带性质分布型
温带性质分布型共有88种（分布区类型4～19），占湿地公园总种数的65.68%，为种子植物区系的主体。其中主要的为：中国-日本分布27种，分布型中的多种木本植物是建设温带地被性植被的优势种，如雪松［Cedrus deodara（Roxb.） G. Don］和朴树（Celtis sinensisPers.）等；
胡枝子（Lespedeza bicolorTurcz.）等为林下、林缘或灌丛优势成分；
常见的草本植物有白屈菜（Chelidonium majusL.）、水苏（Stachys japonicaMiq.）和结缕草（Zoysia japonicaSteud.）等；
温带亚洲分布有12种，木本植物的优势种有榆树（Ulmus pumilaL.）等。常见草本植物如鸡冠花（Celosia cristataL.）、费菜［Phedimus aizoon（L.）′t Hart］和 打 碗 花（Calystegia hederaceaWall. in Roxb.）等；
中国东亚分布共9种，林下或林缘常见灌木如榆叶梅（Prunus trilobaLindl.）、紫丁香（Syringa oblataLindl.）和 蛇 葡 萄［Ampelopsis glandulosa（Wall.） Momiy.］等，常见的草本如莲子草［Alternanthera sessilis（L.） R. Br. ex DC.］和旋覆花（Inula japonicaThunb.）等；
旧世界温带分布8种，木本植物较常见的如稠李（Prunus padusL.）等，常见的草本如荩草［Arthraxon hispidus（Thunb.） Makino］、头状穗莎草（Cyperus glomeratusL.）和地锦草（Euphorbia humifusaWilld. ex Schltdl.）等；
北温带分布共8种，水生及湿生植物占比重大，如荇菜 ［Nymphoides peltata（S. G. Gmel.） Kuntze］等，林下常见种类如荠菜［Capsella bursa-pastoris（L.） Medik.］、田 旋 花（Convolvulus arvensisL.）和早熟禾（Poa annuaL.）等。Ⅳ）热带性质分布型
热带性质分布型为15种（分布区类型22～23），占湿地公园总种数的11.19%。北温带-热带分布12种，均为草本植物。水生植物常见种如睡莲（Nymphaea tetragonaGeorgi）、香蒲（Typha orientalisC.Presl）和莲（Nelumbo nuciferaGaertn.）等，常见杂草如铁苋菜（Acalypha australisL.）、附地菜［Trigonotis peduncularis（Trevis.） Benth. ex Baker & S. Moore］、芒（Miscanthus sinensisAndersson）和月见草（Oenothera biennisL.） 等；
泛热带分布3种，为鳢肠［Eclipta prostrata（L.） L.］、黄 花 草［Arivela viscosa（L.）Raf.］和马齿苋（Portulaca oleraceaL.）。
文化中心湿地公园湿地物种多样性丰富，区系组成成分复杂，联系较为广泛。湿地公园植物种类共135种，隶属49科114属。总体上研究区域植物物种较为丰富，对维持湿地植物的多样性方面有着重要的生态学地位。但是属种比例较低，单种科和单种属为研究区域湿地植物组成的主体。可能与研究地生境的独特性存在一定的关系，且湿地常年积水对大多数陆地植物的生长有一定的限制。
文化中心湿地公园植物生活型以草本植物（81.48%）占优势。该湿地中药用植物用药部位以全草（株）类为主，其次为根、根状茎及鳞茎类，这与其生活型以草本类占优势一致。但以这四种部位入药的植物在采集时会对自身有较大的破坏性，要秉持可持续化发展的原则进行资源的开发与利用。
植物的科、属分布区类型组成反映了不同地区间区系发生的亲缘性。文化中心湿地公园中的49科植物科的分布区类型较为简单，划分为6类型；
113属的分布区类型比较复杂，划分为13类型，科和属的区系划分同哈尔滨的群力国家湿地公园［19］和阿勒锦岛国家湿地公园大致相同［20］。除世界分布外、泛热带分布、热带亚洲、旧世界热带、北温带和旧世界温带分布外，其他分布区类型都包括在湿地公园植物属的分布区类型中，属于北温带分布的属所占比例（40.71%）最大，其次为泛热带分布（14.16%）和东亚及北美间断分布（11.50%）。整体看来，该湿地公园植物属的区系以温带分布（68.14%）为主，意味着该湿地公园的植物起源于温带地区。与科、属的区系特征相比，种的地理成分和区系特征更能表现出植物进化和变异的情况，同时更能说明一个地区植物区系的特征［21］。种的区系分析直接反映出该湿地公园植物区系的地理成分联系广泛，具有明显的温带属性，所属北温带气候，与所在地理位置的温带季风气候相统一，且融入亚寒带-寒带及热带性质的植物，特有程度低，与中国东北植物区系［18］、黑龙江省湿地植物区系［14］特征一致。据调查发现，文化中心湿地公园植物资源丰富，植被保存较为完好，后续可对湿地公园植物多样性的变化深入研究，为植物资源的多样性保护和可持续发展提供理论依据。