（园林植物与观赏园艺专业论文）湖北网湖湿地植物多样性研究.pdf

叭1 1 l l 矾帅 y 18 12 5 0 7 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 堤 如需保密，解密时间 扣。c 年f2 月弓f 日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 删签名争 帆删年多胗日 黼签磐争锄张彬l 签名日期：文印易年石月护日 签名日期：沙z 年易月矿日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 湖北嘲湖湿地植物多样性研究 目录 摘要：i a b s t r a c t 4 1 前言6 1 1 湿地研究概述6 1 1 1 湿地的概念及分类6 1 1 2 湿地研究方向和研究热点7 1 2 植物区系研究概述1 0 1 2 1 植物区系的概念和研究对象1 0 1 2 2 植物区系学研究方法一l o 1 2 2 1 分类学的统计和分析l o 1 2 2 2 分布区制图和分布区型谱1 1 1 3 生物多样性研究概述1 2 1 3 1 生物多样性的概念。1 2 1 3 2 生物多样性的价值及研究意义1 3 2 网湖湿地自然概况和研究方法。1 4 2 1 自然概况1 4 2 1 1 地理位置。1 4 2 1 2 地质地貌l5 2 1 3 气候特征一l5 2 1 4 土壤条件。l6 2 1 5 水文与水系1 6 2 1 6 水质l7 2 1 7 植被17 2 2 研究方法17 2 2 1 网湖湖区植物区系研究。1 7 2 2 2 网湖植物多样性研究18 3 结果与分析l8 3 1 网湖地区植物种类及区系统计分析1 8 3 1 1 植物种类组成18 3 1 2 植物区系组成1 9 3 1 3 植物区系分析2 1 华中农业大学2 0 0 6 届硕十学位论文 3 1 2 1 属的区系组成分析。2 l 3 1 2 2 种的组成分析。2 4 3 2 网湖植物多样性统计分析2 7 3 2 1 网湖湿地的典型植物群落2 7 3 2 2 网湖湿地的植物多样性分析3 3 3 3 2 1 群落多样性总体分析3 3 3 3 2 2 优势种相似群落的比较分析3 5 3 3 2 3 陆生植物湿地群落与浅水植物湿地群落的比较3 7 3 3 2 4 水位线对多样性指数的影响3 7 3 3 2 5 群落演替与物种多样性分析3 8 4 讨论和建议3 9 4 1 网湖湿地植物资源的现状3 9 4 2 网湖湿地群落的保护与恢复4 0 4 3 网湖湿地植物多样性研究的展望。4 l 参考文献。4 2 j ! i ：谢4 1 ； 9 付j 畏z 1 6 2 湖北蜘湖湿地植物多样性研究 摘要 网湖位于湖北省黄石市阳新县东部，被列入中国湿地保护行动计划和湖北 省湿地保护优先领域。近年来，由于不合理的开发利用，网湖j 下面临着区域面积减 小，生态功能退化和生物多样性减少的威胁。受黄石市园林局委托，于2 0 0 5 年1 2 月至2 0 0 6 年4 月对网湖湿地植物资源和植物群落进行了调查，对植物区系成分和 植物群落多样性进行了研究，以给本地区湿地建设和保护提供理论依据。 网湖湿地维管束植物种类比较丰富，有蕨类植物4 科4 属4 种，双子叶植物3 5 科7 8 属1 2 9 种，单子叶植物1 1 科3 2 属4 9 种。挺水植物1 4 种，占7 7 ，浮叶植 物9 种，占4 9 ，沉水植物7 种，占3 8 ，浮水植物4 种，占2 2 ，湿生植物1 4 8 种，占8 1 3 。 网湖种子植物属划分为1 2 个分布类型和5 个变型。世界分布有3 6 属，北温带 分布类型有2 7 属，泛热带分布有1 8 属，旧世界温带分布9 属，东亚分布7 属，表 明网湖植物区系和这些分布中心的密切联系。在种的分布上，北温带分布占4 8 5 1 ， 泛热带占1 9 8 0 ，旧世界温带分布占l o 8 9 ，东亚分布占6 9 3 ，证明该地区的 温带特性，同时又与热带和东喜马拉雅到同本有着紧密的联系，而和其他地区联系 较少。 对2 2 个网湖植物群落的丰富度指数、p i e l o u 均匀度指数j s w 、群集度、s i m p s o n 指数和s h a n n o n - - w i e n e r 指数进行了统计，对优势种相似的群落、陆生和水尘湿地 群落、同一区域离水位线不同距离的群落多样性指数进行了比较，对群落演替与物 种多样性关系进行了分析。 干扰在网湖湿地普遍存在。不同地区所受干扰强度不同，五爪嘴、石头嘴、赛 桥湖受到的干扰偏强。适度干扰可以提高群落的多样性指数。干扰过强则会使群落 多样性指数下降，群落退化，物种消失。 水生湿地群落同陆生湿地群落相比，多样性指数偏低，在相同干扰的情况下， 水生湿地群落所受的影响要大。网湖水生湿地群落种类比较单一，有些适生群落如 芦苇、菰、芦竹等群落破坏严重。 随着离水位线高程的增加，一定区域内物种多样性指数有增高的趋势，群落在 这一过程中发生着演替。发生演替的群落，其多样性指数比临近的群落要高。 根据网湖湿地群落的现状提出了保护和建设意见。 关键词：湿地；植物区系；区系成分；生物多样性 华中农业人学2 0 0 6 届硕1 ：学位论文 a b s t r a c t w a n g h ul a k ei sl o c a t e di nt h ee a s to fy a n g x i nc o u n t yo fh u b e ip r o v i n c e ，a n dh a s b e e nl i s t e da so n eo ft h ep r i o rp r o t e c t i o nf i e l d so ft h ep l a no fw e t l a n dp r o t e c t i o na c t i o n i nc h i n a d u r i n gt h er e c e n ts e v e r a ly e a r s ，w a n g h ul a k ei sc o n f r o n t e d 淅ms o m ed a n g e r s r e s u l t i n gf r o mv a r i o u su n r e a s o n a b l ee x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o n t ot a b l ea n yp r o p o s a l s t h e o r e t i c a l l yf o rt h ec o n s t r u c t i o na n dp r o t e c t i o no ft h ew e t l a n d ，t h ep l a n tr e s o u r c e s ，t h e d i v e r s i t yo fp l a n ts p e c i e sa n dc o m m u n i t i e s ，a n dt h ep l a n tf l o r ac o m p o n e n t si nw a n g h u l a k ew e t l a n dw e r ei n v e s t i g a t e da n da n a l y z e di nt h i ss t u d y t h e r ea r e18 2s p e c i e so fv a s c u l a rp l a n t st h a tb e l o n gt o5 0f a m i l i e sa n dl14g e n e r ai n t h ew a n g h ul a k ew e t l a n d ，i n c l u d i n g4s p e c i e so ff e r n s ( 4g e n e r ai n4f a m i l i e s ) ，12 9 d i c o t y l e d o n o u ss p e c i e s ( 7 8g e n e r ai n3 5f a m i l i e s ) ，a n d4 9m o n o c o t y l e d o n o u ss p e c i e s ( 3 2 g e n e r ai n11f a m i l i e s ) t h e s ep l a n t sc o n s i s to f14s p e c i e so fe m e r g e n tp l a n t s ( 7 7 ) ，9 s p e c i e so ff l o a t i n ga t t a c h e dp l a n t s ( 4 9 ) ，7s p e c i e so fs u b m e r s e dp l a n t s ( 3 8 ) ，4 s p e c i e so ff l o a t i n gp l a n t s ( 2 2 ) ，a n d14 8s p e c i e so fh y d r o p h y t e s ( 81 3 ) b a s e do nt h eg e o g r a p h i c a ld i s t r i b u t i o n ，t h ef l o r ao fg e n e r ai nw a n g h ul a k ec a l lb e d i v i d e di n t o12d i s t r i b u t i o nt y p e sa n d5v a r i a t i o n s t h e r ea r e3 6g e n e r ab e l o n gt o c o s m o p o l i t a nd i s t r i b u t i o nt y p e ，a n d2 7g e n e r ab e l o n gt on o r t ht e m p e r a t ed i s t r i b u t i o n t ) ，p e ，4 8 51 o ft o t a ls p e c i e s ；a n d 18g e n e r a b e l o n gt op a n t r o p i cd i s t r i b u t i o nt y p e ， 19 8 0 o ft o t a ls p e c i e s ；a n d9g e n e r ab e l o n gt oo l dw o r l dt e m p e r a t ed i s t r i b u t i o nt y p e ， 10 8 9 o ft o t a ls p e c i e s ；a n d7g e n e r ab e l o n gt oe a s ta s i a nd i s t r i b u t i o nt y p e 6 9 3 o f t o t a ls p e c i e s s ot h en o r t ht e m p e r a t ee l e m e n t so fg e n e r aa n ds p e c i e sa r ed o m i n a n t ，a n d t h ef l o r ah a sad i s t i n c tt e m p e r a t ec h a r a c t e r i s t i c r i c h n e s si n d e x ，p i e l o u se v e n n e s si n d e x ，g r e g a r i o u s n e s s ，s i m p s o ni n d e xa n d s h a n n o n w i e n e ri n d e xo f2 2p l a n tc o m m u n i t i e sw e r eu s e dt oa n a l y z et h ed i v e r s i t yo f c o m m u n i t i e s i na d d i t i o n ，t h ec o m m u n i t i e st h a tc o n t a i ns i m i l a rd o m i n a n ts p e c i e s ，t h e t e r r a n e o u sa n da q u a t i cc o m m u n i t i e s ，a n dt h ec o m m u n i t i e st h a tl o c a t e di nd i f f e r e n t d i s t a n c ef r o mw a t e rl i n ew e r ec o m p a r e d t h er e l a t i o n s h i po fs p e c i e sd i v e r s i t ya n d c o m m u n i t ys u c c e s s i o nw a sa l s oa n a l y z e d t h er e s u l t si n d i c a t et h a td i s t u r b a n c e se x i s tw i d e l yi nt h ew a n g h uw e t l a n d ，b u tt h e d i s t u r b i n gi n t e n s i t yi s v a r i o u si nd i f f e r e n tr e g i o n s ，、i t l lm o r ei n t e n s ed i s t u r b a n c e o c c u r r e di nt h ew u z h u a z u i ，s h i t o u z u ia n ds a i q i a o h u t h ec o m m u n i t yd i v e r s i t yi n d i c e s c o u l db ei m p r o v e db ys o m ea p p r o p r i a t ed i s t u r b a n c e s ，h i g hi n t e n s ed i s t u r b a n c e ，h o w e v e r , u s u a l l yd e c l i n e st h ec o m m u n i t yd i v e r s i t yi n d i c e s ，r e s u l t i n gi nc o m m u n i t yd e g r a d a t i o n a n ds p e c i e se x t i n c t i o n 4 湖北叫湖湿地植物多样件研究 t h ed i v e r s i t yi n d i c e so fa q u a t i cc o m m u n i t i e sw e r el o w e rt h a nt h a to ft e r r a n e o u s c o m m u n i t i e si nt h ew e t l a n d ，a n dt h ea q u a t i cc o m m u n i t i e sw a si n f l u e n c e dm o r e o b v i o u s l y t h a nt h et e r r a n e o u sc o m m u n i t i e s b yt h e s a m ei n t e n s ed i s t u r b a n c e t h e a q u a t i c c o m m u n i t i e si nw a n g h ul a k ew e t l a n da r es i n g l e ，a n ds o m ec o m m u n i t i e s ，s u c ha s p h r a g m i t e sc o m m u n i s ，z i z a n i ac a d u c i f l o r aa n da r u n d od o n a x ，h a v eb e e nd e s t r o y e d s e v e r e l y f u r t h e r m o r e ，t h es p e c i e sd i v e r s i t yi n d i c e st e n d e dt oi n c r e a s ew h i l et h ec o m m u n i t y l o c a t e di nh i g h e rp o s i t i o na w a yf r o mt h ew a t e rl i n e ，a n dc o m m u n i t ys u c c e s s i o nh a p p e n e d d u r i n gt h i sp r o g r e s s t h ec o m m u n i t i e su n d e r g o i n gs u c c e s s i o nh a v eh i g h e rd i v e r s i t y i n d i c e st h a nn e i g h b o r i n gc o m m u n i t i e s a c c o r d i n gt ot h ec u r r e n ts i t u a t i o no fw a n g h ul a k ew e t l a n d ，s o m es u g g e s t i o n sa r e b r o u g h tf o r w a r dh e r ew i t hr e s p e c tt oe c o l o g i c a lp r o t e c t i o na n dc o n s t r u c t i o n k e yw o r d s ：w e t l a n d ；f l o r a ；f l o r i s t i ce l e m e n t ；b i o d i v e r s i t y 华中农业人学2 0 0 6 届硕j ：学位论文 1 前言 湿地( w e t l a n d s ) 是一种重要的自然资源，是人类及许多野生动物、植物的重 要生存环境之一，生物多样性丰富。它不仅为人类的生产、生活提供多种资源，而 且具有巨大的环境功能和效益，在抵御洪水、调节径流、蓄洪防旱、控制污染、调 节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、美化环境等方面有其他系统不可替代的作用， 被誉为“地球之肾”，受到全世界范围的广泛关注( 陈宜瑜等，2 0 0 3 ；c o s t a n z ae ta 1 ， 1 9 9 7 ；m i t s c h ，2 0 0 0 ) 。在世界自然资源保护联盟( i u c n ) 、联合国环境规划署( u n e p ) 和世界自然基会会( w w f ) 世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋一起并称为 全球三大生态系统。 中国幅员辽阔，地理环境复杂，气候多样，造就了包括国际湿地公约列出 的全部湿地类型，提供了多种和巨大的经济效益、生态效益和社会效益。我国湿地 总面积为6 5 0 0 多万公顷，占世界湿地总面积的1 0 ，居亚洲第一位，世界第四位， 还拥有世界上独一无二的青藏高原湿地( 联合国新闻部信息科，2 0 0 0 ) 。然而，随着 人口的急剧增加，为解决农业用地的扩张和发展经济，对湿地的不合理开发利用导 致中国天然湿地日益减少，功能和效益下降；捕捞、狩猎、砍伐、采挖等过量获取 湿地生物资源，造成了湿地生物多样性逐渐丧失。湿地水资源过度开采利用，导致 湿地水质碱化，湖泊萎缩，长期承泄工农业废水、生活污水，导致湿地水污染，严 重危及湿地生物的生存环境，森林资源的过度砍伐，植被破坏，导致水土流失加剧， 江河湖泊泥沙淤积等等，使中国湿地资源已经遭受了严重破坏，其生态功能也严重 受损。据统计，近4 0 年来，全国湖泊围垦面积已超过五大淡水湖面积之和，失去调 蓄容积3 2 5 亿立方米，每年损失淡水资源约3 5 0 亿立方米( 国家林业局，2 0 0 0 ) ；保 护湿地就是保护我们人类自己，保护湿地是全人类的共同责任，保护好中国的湿地 具有特殊重要的意义。1 9 9 2 年我国成为关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿 地公约( 简称湿地公约) 的签约国，世界环境与发展大会之后，我国制定了 中国2 l 世纪议程，并将湿地的保护与合理利用列为优先项目计划，并组织编制 中国湿地保护行动计划。 1 1 湿地研究概述 1 1 1 湿地的概念及分类 湿地的定义最具代表性的就是湿地公约里定义：湿地是被淹没或被水饱和 的土地：自然的或人工的、永久的或暂时的，具有静止的或流动的、淡的、稍咸的 或咸的水体，包括海水水域：海水水域的水深在低潮时不超过6 m 。这是一个广义 6 湖北网湖湿地植物多样件研究 的定义。我国的科学工作者总结和提出了符合我国沼泽自然特性的概念，认为沼泽 具有3 个相互制约的特征：即地表经常过湿或有薄层积水；必须生长有湿生植物； 土层严重潜育化或有泥炭的形成和积累。目前湿地的概念较多，但总的来说湿地是 以多水( 积水或过湿) 、独特的土壤( 水成土或半水成土) 和适水的生物活动为基 本特征的独特景观( 黄锡畴等，1 9 8 8 ) 。 在欧洲，湿地分为四个大类：芦苇沼泽( r e e ds w a m p ) 、腐泥沼泽( w e e tg r a s s l a n d ) 、 泥炭沼泽( f e n ) 和苔鲜沼泽( b o g o rm o o r ) ；在美国湿地分为系统( s y s t e m ) 、亚系 统( s u b s y s t e m ) 、类( c l a s s ) 、亚类( s u b c l a s s ) 、主体型( d o m i n a n c et y p e s ) 和特殊 体( s p e c i a lm o d i f i e r ) 等六级。根据湿地地理分布和形成特点共分出五大系统；滨 海湿地( m a r i n e ) ，河口湿地( e s t u e r i n e ) 、河流湿地( r i v e r i n e ) 、湖泊湿地( 1 a c u s t r i n e ) 和沼泽湿地( p a l u s t r i n e ) ，以及1 0 个亚系统和5 5 个类。我国至今还没有建立一个 统一并且完善的湿地分类系统。中科院沈阳生态所与辽宁省环保局曾经做过的湿 地资源开发项目环境影响评价指标体系及方法研究( 1 9 9 3 ) 的湿地分类系统将中 国的湿地分成三大类：沼泽湿地、湖泊湿地和滨海湿地。总的说来，目前还没有既 能与湿地公约接轨，又符合我国实际的湿地分类系统( 吕宪国，1 9 9 8 ) 。 j 熨 ，刊 一 l “ 水位渡j l。 入 卜 公 相对千馕叹 口缓 t h 。t 廿i l l 簟 图1 1 湿地区域示意图 湿地生态系统处于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡区域( 图1 1 ) ， 一般由湿生、沼生和水生植物、动物、微生物等生物因子以及与其紧密相关的阳光、 水分、土壤等非生物因子构成。湿地生态系统是一个复杂的、非线性的、动态的巨 系统，系统内部要素众多，组成复杂多样，系统与外部环境存在密切的联系( 崔丽 娟，2 0 0 1 ) 。 1 1 2 湿地研究方向和研究热点 7 华中农业大学2 0 0 6 届硕l ：学位论文 ( 1 ) 湿地保护与管理 按湿地类型和不同开发利用方向，选择有代表性的湿地建立示范区，进行湿地 生态工程建设以及保护与合理利用模式的试验示范，为湿地资源的持续利用提供行 之有效的实用技术和管理技术。在湿地保护的战略、方针、政策与技术方法等方面 提出新的见解与观点；提供湿地保护示范区建设的方法与技术；提出重要湿地保护 的计划与方案；增建湿地保护区，有效促进湿地保护工作。湿地保护概念不再局限 于建立湿地保护区和与水禽有关的湿地管理的狭隘认识，而是从景观和生态系统范 围考虑保护与管理。 ( 2 ) 湿地形成、发育与演化 湿地形成、发育与演化是湿地理论研究的核心问题。当前研究更注重于形成、 发育、演化过程与规律，详细的形成、发育与演化模式、演化规律及其演化机制。 不仅要注重时间系列上的研究，而且也注重空间系列研究。 ( 3 ) 湿地区古环境重建 湿地区古环境演变研究侧重高分辨率、高准确度和高精度研究。研究侧重提高 采样与分析、鉴定与测试精度。运用多种方法提取信息，恢复区域古环境。运用 多种测年方法相结合建立牢固的年代框架。根据湿地演化过程中提供的多种信息， 详细重建湿地区全新世的古环境详细过程与环境变化的规律。近来尤其特别强调人 类活动对古环境变化的影响与响应及其与湿地演化和古环境变化关系研究。 ( 4 ) 湿地生态系统的生态过程与动态 为揭示湿地功能机理，需要进行湿地生态系统的生态过程研究。主要集中在以 下方面： 化学过程：侧重研究各类湿地大量元素、微量元素和汞等重金属元素循环、 沉积物、枯落物的积累和降解及微生物在养分循环中的作用；营养元素循环与生态 功能的关系：重金属元素的富集、迁移和转化；湿地净化水质的过程与机理。通过 此类研究可以增强对生态系统循环过程机制的理解，为构建湿地处理污水研究提供 依据。生物过程：研究注重长期定位和模拟实验研究。如研究自然与人类活动对 湿地植被干扰及其响应：长期监测，进行湿地植物生长、分解、积累过程与种群动 态研究等。物理过程：侧重湿地生态系统能量流动过程。 ( 5 ) 湿地生物多样性保护 湿地由于其生境独特，决定了生物多样性丰富的特点。湿地生物多样性是所有 湿地生物种类、种内遗传变异和它们生存环境的总称，包括所有不同种类的动物、 植物和微生物，及其所拥有的基因，它们与环境所组成的生态系统。湿地生物多样 性包含生态系统、物种和遗传多样性三个层次( 赵魁义，1 9 9 5 ：l ux i a n g u o & w a n g r o n g f e n ，1 9 9 6 ) 。 湿地生物多样性研究比较薄弱。过去主要侧重湿地动、植物研究。现在有加强 8 湖北网湖湿地植物多样性研究 湿地浮游生物、无脊椎动物和一些微生物研究的趋势。在物种多样性研究方面，现 在更注重丌展景观多样性、生态系统多样性和遗传多样性研究的趋势。遗传多样性 研究仍是生物多样性研究的难点与重点。各国相继开展湿地生物和环境的分类编 目，确定有关动、植物中濒危动、植物的等级。查明湿地生物多样性下降的主要原 因，并采取相应的保护对策。特别是在生物多样性的异地保护和就地保护技术与方 法方面的研究成为热点中关键问题。 ( 6 ) 湿地温室气体排放、温室效应和全球环境变化 湿地被认为是世界最重要的温室气体排放源，所以湿地温室气体研究发展很快， 由以往简单的湿地温室气体排放规律研究向排放机制研究发展，从仅对少量类型湿 地进行研究向多类型湿地研究，从短期监测向长期监测发展，从孤立的排放研究向 排放与环境因子关系研究发展，从描述性研究向模型研究发展，从限于c 0 2 和c h 4 气体研究向n 2 0 、n o 、n 0 2 等其它温室气体研究发展。主要侧重与不同类型湿地 温室气体源、汇过程、通量与模型，不同水平温室气体排放的气候效应，全球环境 变化对湿地生态系统结构和功能的影响。 ( 7 ) 湿地退化机制、退化湿地恢复与重建和人工湿地构建湿地退化机制、退化 湿地恢复与重建和人工湿地构建研究是湿地研究的又一个重点。主要利用恢复生态 学理论在考虑湿地生态系统的特点和功能的基础上，按照恢复生态学理论和方法进 行研究，侧重湿地生境恢复技术，提高湿地基底恢复、湿地水文状况恢复和湿地土 壤恢复。进行湿地净化功能与环境容量研究，湿地营养负荷、循环过程、转化规律、 迁移途径及其与水体富营养化的关系的研究。 ( 8 ) 湿地评价 湿地评价主要包括湿地功能评价、湿地价值评价和湿地环境影响评价。通过建 立湿地系统共有的关键过程以及它们与功能的联系，测定湿地系统对外界干扰的恢 复能力以及对这些干扰的反应，利用动力模型和定期的观测确定湿地功能分析阈 值，研究湿地功能评价指标和评价方法。 ( 9 ) 湿地监测理论和技术研究 湿地监测是湿地保护和合理利用工作的基础，它不仅为国家湿地政策的制定提 供重要依据，还可为具体的湿地保护行动提供赖以实施的基础情况。随着湿地保护 和管理工作的深人开发，研究湿地监测的监测内容、指标体系、监测程序、技术手 段、数据处理和贮存等方面的课题，将是当务之急。 ( 1 0 ) 湿地生态工程模式与管理技术 主要研究人工湿地建设的基础理论、工程工艺及管理等内容，侧重研究以湿地 污水处理工程建设与管理技术为主的环境治理生态工程与技术，不断地发现处理污 水效果更好的水生植物和处理新技术与新方法，并在生产实践上获得很高的效益。 近年来，运用景观生态学、农业生态学的理论与方法加强湿地生态工程模式与配套 9 华中农业人学2 0 0 6 届硕十学位论文 管理技术研究，取得显著的经济、社会和生态效益。 ( 1 1 ) 新技术、新手段与新方法应用 新技术、新手段与新方法的应用是湿地科学研究发展的动力源泉。3 s ( g i s 、 g p s 、r s ) 技术越来越普遍地应用于湿地资源调查、湿地编目、湿地功能评价、湿 地监测和湿地保护研究。( 杨永兴，2 0 0 2 ) 1 2 植物区系研究概述 1 2 1 植物区系的概念和研究对象 植物区系( f l o r a ) 是指地球上一个大陆、一个地理单元或行政区的植物种类的 总和，它是植物界发生过程中自然形成的类聚，是植物界在一定自然地理环境，特 别是自然历史条件综合作用下，长期发展和演化的结果( 吴征镒和王荷生，1 9 8 3 ) 。 左家甫等人( 1 9 9 6 ) 认为“植物区系是一个自然地理区域( 或行政地区) 某一( 地 质) 时期内所有植物分类单位( 如科、属、种等) 的总和；它是植物界在长期的自 然地理条件( 其中，特别是古地理条件) 影响下，尤其是植物种( 或居群) 遗传与 变异对立统一的综合作用下而发生发展、演化繁育、不断扩散的时空产物；它经历 了从无到有、从少到多、从简单到复杂、从低级到高级的无数次演变过程；最后， 形成各植物分类单位水平( 即地理) 与垂直分布、区系构成与组合，以及历史发展 过程既相互联系又相互区别，既连续又间断的有机整体( 或系统) ；它既是一个静 态体系，又是一个动态体系( 左家甫等，1 9 9 6 ) 。 植物区系学( f l o r o l o g y ) 是研究一个地带、一块大陆、一个国家或地区的植物 区系组成、分布、起源和演化的学科，与植物界系统发育研究相联系，即可能揭示 该区域植物区系的起源、分化和发展。植物区系的研究主要是对植物科、属、种的 统计和分析，左家甫等人把植物区系的基本特征分为植物分类学特征和植物地理学 特征两个方面。前者包括区系丰富性、区系相似性、区系古老性和区系种系发育性； 后者包括区系成分复杂性和区系成分特有性( 左家甫，1 9 9 3 ) 。张光富认为，一个 植物区系至少应该研究以下七个方面的问题：( 1 ) 区系性质；( 2 ) 特有现象；( 3 ) 地理联系；( 4 ) 替代现象；( 5 ) 在植物区系区划中的位置；( 6 ) 与古地理、古 环境的关系；( 7 ) 该区系的起源与演化( 张光富，2 0 0 1 ) 。 1 2 2 植物区系学研究方法 1 2 2 1 分类学的统计和分析 1 属的数目和大小 1 0 湖北网湖湿地植物多样性研究 对研究地区的全部植物名录进行科、属、种的统计分析，统计它们的数目和科 属的大小，分析该地区植物区系的分类组成和优势科属。 2 生活型和生活型谱 生活型是植物区系的生态学分类，可以反映一定地区的自然环境。残遗植物的 生活型，是研究植物区系历史和环境变迁的依据和证明。植物区系中各类生活型的 百分率组成即生活型谱。 3 分布多度和等种线 分布多度指某地区或单位面积内分稚的植物种属数。等种线是同一属内种数相 等的地方联成一线，制成等种线图。种的集中程度最大区就是该属中种系最复杂多 样的地方，形成它的密度中心或多样化中心。 4 相似性系数 采用属和种的相似性系数来比较甲、乙两地植物区系的亲缘关系，即甲、乙两 地共有属种数( 不包括世界广布的属种)与甲地总属种数( 不包括世界广布的属、 种)的百分比。但是当两地面积相差很大时，最好采用s o r e n s e n 植物区系相似性 系数。即两地共有的属或种数占甲、乙两地总属种数的百分比。对比两地的共有属 数越多，其相似性越大，或者关系越亲近。科的相似性系数以科来对比不同植物区 系的相似性程度，即甲、乙两地共有科数与甲地科数的百分比。左家甫从数学角度 详尽地比较研究了甲、乙两地植物区系间的多种相关系数，而且还尝试按两地植物 区系中不同地理分布类型来讨论其相似关系( 左家甫，1 9 9 6 ) 。 1 2 2 2 分布区制图和分布区型谱 1 分布区制图 绘制分布区图是植物区系地理研究最基本和最常用的方法，只有通过分布区图 才能得到植物分布区的正确概念，确定植物区系的地理成分及其相互关系，便于研 究对比。制图方法主要有点图法、轮廓法或周界法、涂斑法。 2 植物区系线 植物分布区边界密集的地方常是相邻植物区系之间的自然分界线，因此借助科、 属或种的分布区边界密集程度的内插法，可以在地图上绘出植物区系线或称为区分 线。科的区系线是植物区系区的自然边界。 3 特有性分析 一切没有在全世界分布的种类都可以称之为它们生长地区的特有种。一个小范 围内的特有种可以是包括该地的较大范围内的特有种；一个大范围内的特有种不可 能是该大范围内的任一较小范围内的特有种。植物特有性质的研究，实质就是从时 空两个方面对植物界发生和演化的全方位研究，其结果对阐述某个( 或全球) 区系 的发生和发展、区系区划乃至系统发育的重建等都具有极为重要的作用( 左家甫和 华中农业人学2 0 0 6 届硕i ：学位论文 傅德志，2 0 0 3 ) 。 由于5 0 年代以来一些新理论、新技术的产生和应用，至7 0 年代，现代植物区系地 理学发展到一个崭新的阶段，继续向宏观和微观两个方向发展，成为地理学和植物 学问- - f - i 高度综合和深化的学科。在方法上，也从野外调查、采集，传统的统计分析， 进步到数理统计，栽培实验，定位和实验室研究观测以及电子计算机和遥感技术的 应用等( 林春松，2 0 0 5 ；曾宪锋，1 9 9 8 ) 。 1 3 生物多样性研究概述 1 3 1 生物多样性的概念 生物多样性( b i o l o g i c a ld i v e r s i t y 或b i o d i v e r s i t y ) 是人类社会赖以生存和发展的 基础。它不仅提供了人类生存不可缺少的生物资源，也构成了人类生存与发展的生 物圈环境。生物多样性的减少，必将恶化人类生存环境，限制人类生存与发展机会 的选择，甚至严重威胁人类的生存与发展。保护和拯救生物多样性，目的是为使它 们向当代人提供最大的利益，并保持满足后代需要的潜力，以实现人类社会可持续 发展。 生物多样性由w i l l i a m s 于1 9 4 3 年首次提出，该词2 0 世纪8 0 年代才首次出现 在自然保护刊物上，之后世界各国学者发表了大量的论文和专著，讨论研究生物多 样性的概念及其相关内容，但至今还没有一个严格、统一的定义。通常来说，生物 多样性是指生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和， 包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与生存环境形 成的复杂生态系统( 马克平，1 9 9 4 ) 。生物多样性是一个内涵十分广泛的概念，包 括多个层次或水平：基因、细胞、器官、物种、群落、生态系统、景观等等。每一 个层次都有丰富的变化，即都存在着多样性。但一般认为，生物多样性包括了四个 主要层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性( 马克平，1 9 9 3 ) 。 植物多样性( p l a n td i v e r s i t y ) 是以植物为主体，由植物、植物与环境之间所形 成的复合体及与此相关的生态过程的总和。它是生物多样性的重要组成部分，在研 究上二者都涉及到遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层 次( 陈维川，2 0 0 5 ) 。 湿地生物多样性是所有湿地生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称， 包括所有不同种类的动物、植物和微生物，及其所拥有的基因，它们与环境所组成的 生态系统。湿地生物多样性同样包含遗传多样性、物种和生态系统三个层次( 严承 高等，2 0 0 0 ) 。 1 2 湖北网湖湿地植物多样性研究 1 3 2 生物多样性的价值及研究意义 国际自然保护联盟专家m c n e e l y 先生( m c n e e l y ，1 9 9 0 ) 提出的生物多样性价值分 类方法被世界上许多生态学家所承认。他认为，生物多样性的价值包括直接价值和 间接价值。直接价值又分为消耗性利用价值和生产性利用价值；间接价值分为非消 耗性利用价值、选择价值和存在价值。生物资源的直接价值通常以商品价格来度量， 较容易被观察和测算，而间接价值则范围很广，且很难估量。非消耗性利用价值即 生态价值，是指生物多样性在维持生态系统平衡方面的价值，如植物通过光合作用， 除供给人类所需的物质能量外，还在水源保护、气候调节、水土保持。选择价值则 是为全社会保留某一物种或多样性水平的选择权，以备将来各种选择。对于存在价 值而言，则是一种无形的伦理附加价值( 成克武，2 0 0 2 ) 。 总之生物多样性对人类生存和发展的价值是巨大的，它为人类生存提供了物质 和精神的基础。按i k b r a d b u r y ( 1 9 9 8 ) 的说法，它具有美学的、伦理的、经济的、人 类健康和福利的，以及生态系统完整性的多方面的价值；1 ) 它提供人类所有的食物 和许多诸如木材、纤维、油料、橡胶等重要的工业产品，中医药绝大部分来自生物， 它是维持人们健康的重要组成部分：2 ) 生物多样性的生态功能价值也是巨大的，它 在自然界中维系能量的流动、净化环境、改良土壤、涵养水源及调节小气候等多方 面发挥着重要的作用。丰富多彩的生物与它们的物理环境共同构成了人类所赖以生 存的生物支撑系统；3 ) 千姿百态的生物给人以美的享受，是艺术创造和科学发明的 源泉。人类文化的多样性很大程度上起源于生物及其环境的多样性；4 ) 目前尚不知 道其用途的绝大多数物种，将来可能发现其用途( 王清春，2 0 0 3 ) 。 但是，随着人口的迅速增长，人类经济活动的不断加剧，作为人类生存最为重 要基础的生物多样性受到了严重的威胁。特别是随着生产的发展和技术的改进，它 们正在遭到过度的开发利用。许多地方不但生物资源己陷入枯竭的境地，而且它们 所栖息的生境也在不断恶化，使它们再难以恢复。要想有效地保护生物多样性，单 纯保护某一个濒危物种的作用是十分有限的，所以应该在更大尺度上进行研究。由 于生物多样性正在迅速丧失而保护行动可用的资源有限，保护所有的生物多样性显 然是不可能的，而