（园林植物与观赏园艺专业论文）淮盐高速公路湿地植物选择及配置模式研究.pdf

摘要 随着我国高速公路建设的飞速发展，在带给人们便捷交通的同时，不可避免地会穿越 湿地。已建成通车的淮盐高速公路，穿越了射阳湖荡湿地，路段中出现多处被截断的小块 湿地，且分布范围广泛，因此湿地植物的选择与配置模式的应用对该道路区域内湿地生态 系统的恢复显得尤为重要。 首先对淮盐高速公路沿线的湿地进行调查，分析该高速公路沿线湿地植物的应用情 况，得出木本植物的应用比例偏高，而草本植物的应用比例过低。水生植物比例适中，为 湿地景观的营造提供了丰富的材料。水生植物应用广泛是该道路绿化的一个亮点，丰富的 水生植物创造了多样的湿地景观，在满足其生态功能的同时，又完成了湿地景观的美化。 在湿地植物调查的前提下，选择该道路应用广泛的2 0 种湿地植物进行适应性研究， 考虑到适应性是植物对环境的综合性反映，因此选择多个生理指标，采用主成分分析方法 结合隶属函数法进行适应性综合评价，得出2 0 种湿地植物的适应性强弱排序。 以车桥互通、盐城西枢纽互通、盐城南互通和盐城东枢纽互通为主要调查对象，归纳 总结出湿地植物配置的五种模式，分别为乔灌草复合模式、地被草花种植模式、挺水植物 模式、浮水植物模式和芦苇种植模式。应用隶属函数法与层次分析法相结合的评价方法， 对其进行综合评价，得出淮盐高速公路湿地植物配置模式的评价结果，乔灌草复合模式优 于其它四种配置模式，进一步筛选出四种乔灌草复合模式的具体配置形式，可以作为优化 模式推广应用于类似的高速公路湿地环境中。 关键词：湿地植物；适应性；配置模式；综合评价 s t l l d yo nw e t l a n dp l a n t sc h o i c ea n dc o n f i g u r a t i o nm o d e i nh u a i a n y a n c h e n ge x p r e s s w a y a b s 缸 璩t w m lt h er 印i dd e v e l o p m e n to fe x p r e s s w a yi 1 1o u rc o 咖，“b r i n g sc o n v e i l i e n t 仃a f ! e i ct 0 p e o p l e ，s o m e t i m e si tp a s s e s u 曲w e t l a n du i l a v o i d a b l y h u a i a 1 1 - y a n c h e n ge x p r e s s w a yh a s a l r e a d yo p e n e dt om e 仃a m ca tp r e s e n t i tp a s s e dt 哟u g hs h e y a l l gl a l 【e ，t h e nt l l es m a l lw e t l a l l d w a sb l o c k e di nm a n yp l a c e sa l o n g 衄se x p r e s s w a y t h ew e u a l l di sd i s t r i b u t i i l ge x t e n s i v e l y ，s o t h ec h o i c eo fw e t l a n dp l a n t sa n d 印p l i c a t i o no fc o 瓶g 删i o nm o d ea r et h ek e yp o i n t si i l r e b u i l d i n g 、t l a n de c o s y s t e m 血t h i se x p r e s s w a y w e t l a n da l o n gh u a i a n - y a n c h e n ge x p r e s s w l yi si n v e s t i g a t e da tf i r s t t h e a p p l i c a t i o no f 、e u a n dp l a i l t si sa n a l y z e da l o n gt h i se x p r e s s 、张y i nt i l i s 、a y ，t h ep r o p o n i o no fx y l o p h y t ai sab i t 1 1 i g h ，龇l dm ea p p l i c a t i o no fh e r bi st o ol o w h y c h o p h y t ei sm o d e r a t ei np r o p o r t i o n ，s oi to f f e r s a b u n d a l l tm a t e r i a l sf o rc o n s 仃u c t i o no ft h ew e t l a n dv i e w i ti sa s 1 1 i 1 1 i n gs p o ti nt m s e x p r e s s w a y w m l ee n s u r i r 培i t se c o l o g i c a l 丘m c t i o n ，a b u i l d a n th y c h p h y t ec r e a t e sm ew e t l a n d v i e wv a r i o u s l y u n d e rm ei n v e s t i g a t i o no fw e t l a n dp l 趾t s ，铆e n 锣k i i l d so fe x t e n s i v ew e t l a n dp l a n t sa r e c h o s e nt 0e a n yo na d a p t 乏面i l i 够r e s e a r c hi i lh u a i a n - y a u l c h e n ge x p r e s s w a y b e c a u s ea d a p 诎i i l i 够 i sac o m p r e h e n s i v er e n e c t i o nt ot 1 1 ee n v i r o i m e n t ，al o to fi i l d e x e sa r ca d o p t e dt oe v a l u a t et l l e a d a 础i l i 够t h ep f i n c i p a lc o m p o n e n t sa n a l y s i sa i l dm es u b o r d m a t e m c t i o na n a l y s i s a r e c a r r i e do nt l l ec o i n p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fa d 础i l 毋i ti sl e a m tt l a tt h ea d 印t a b i l 时o f “s t 、) 旧i l 锣p l a n t si sa r r a i 培e di 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n v i r o 砌e n t0 f 、) ，e t l a l l da l o i 培m ee x p r e s s w a y 1 沁yw o r d s ：w e t l a n dp l a n t ；a 出咖i l i 够；c o j i g u r a t i o nm o d e ；c o m p r e h e l l s i v ee v a l u a t i o n 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作 所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者( 本人签名) ：磊媛鳆沙方年石月江目 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南京林业大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版( 中国科学技术 信息研究所；国家图书馆等) ，允许论文被查阅和借阋。本人授权南京林业大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以汇编和综合 为学校的科技成果，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文全部或部分内容。 保密口，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密五 ( 请在以上方框内打“竹) 学位论文作者( 本人签名) ：聂绶绶矽雳年6 月肛日 指导教师撇名k 建国勿裙年乡月乙日 ) k 渤v l 致谢 本论文是在导师芦建国副教授的殷切关怀和悉心指导下完成的。导师渊博的知识、严 谨的治学态度和深邃的见解，使作者在思想上和学业上均受益匪浅。从论文的选题、实地 调查、撰写至定稿的过程中都倾注了导师大量的心血。导师还积极创造各种机会，支持和 引导笔者较好的利用各方面的有利条件，使论文得以顺利地开展和进行。在此向导师表示 最衷心的感谢和敬意。 在本论文的研究、写作和完成过程中，南京林业大学的祝遵凌副教授和胡海波教授都 给予了笔者大力的帮助，提出了大量的宝贵意见，在此表示衷心的感谢；感谢谢寅锋副教 授对论文试验阶段的帮助和指导；感谢江苏省交通厅的有关领导和工作人员的热心帮助与 支持。 在试验和论文的撰写过程中得到了孟凡云、杨金红和孙钦花等师兄师姐以及桂玲玲、 张昕欣、武翠红、连洪燕、张玉、王子凤等人的无私帮助，对他们表示真心的感谢。在论 文调研过程中，还得到了课题组成员周瑞、张奉元和曹剑的帮助，在此表示感谢。 在此，向所有关心、支持和帮助过作者的师长，家人、同学和朋友致以最诚挚的敬意 和深深的感谢。 作者：聂媛媛 二oo 八年六月 第一章综述 1 研究背景 近年来，随着我国高速公路建设的飞速发展，高速公路在给人们带来便捷交通的同时， 不可避免地会穿越湿地，对路域范围内的湿地生态环境和生态系统造成了极大的干扰和破 坏，如何有效恢复并维持其脆弱的生态系统成为目前最为重要的课题，但是目前国内外有 关高速公路湿地的研究还较少，而用以指导高速公路湿地绿化建设的行之有效的理论体系 更是风毛麟角。 目前已建成通车的淮盐高速公路穿越了射阳湖荡湿地地区，路段中出现多处被截断的 小块湿地，因此为恢复这些地区的湿地生态系统而进行必要的植物选择和配置模式研究具 有十分重要的意义。作为2 0 0 6 年度的江苏省交通厅科研项目，从2 0 0 6 年5 月起，江苏省 高速公路建设指挥部和南京林业大学共同承担并开展本课题的研究工作。 2 湿地研究概况 2 1 湿地 湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，与森林、海洋一起并称为全球三大 生态系统( 赵魁义，1 9 9 8 ) ，是自然界最富生物多样性( 杨永兴，2 0 0 2 ) 和具有最高生态 功能( 崔保山等，1 9 9 8 ) 的生态系统。在抵御洪水、调节径流、改善气候、控制污染、美 化环境和维护区域生态平衡等方面有其它系统所不能替代的作用，被誉为“地球之肾”、 “生命的摇篮”、“文明的发源地 和“物种的基因库”( 韩芳，2 0 0 4 ) 。 2 1 1 湿地的定义 湿地仍然是一门尚待完善的学科，迄今还没有一个得到全世界公认的湿地定义及类型 划分标准。各国以及各研究部门根据自己研究的领域及需要，对其进行了不同的定义，使 得湿地的定义多种多样( g i l l e rps 甜口，1 9 9 2 ；赵魁义，2 0 0 2 ) ，目前定义约有6 0 种以 上。 1 9 7 1 年在伊朗的拉姆萨会议上通过的湿地公约中的定义是：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，包括低潮时水深不超过6 m 的水域。该定义确定了湿地的内涵，但对湿地的 外延描述不全。 除了湿地公约中的定义之外，一些科学家和政府对湿地也有各自不同的理解和定 义。 最早关于湿地的定义是1 9 5 6 年美国渔业和野生动物管理局出版的3 9 号通告，其 中对湿地定义为：被间歇的或永久的浅水层所覆盖的低地( 中国湿地植被编辑委员会， 1 9 9 9 ) 。该定义强调了浅水覆盖在湿地形成中的主导作用，它不包括一些永久性的较深水 位的区域。 1 9 7 2 年国际生物学计划认为：湿地是陆地和水域之间的过渡区域或生态交错带，由 于土壤浸泡在水中，所以湿地特征植物得以生长。此概念将湿地定义为有挺水植物生长的 区域( 安树青，2 0 0 3 ) ，是一种狭义的概念，将紧密联系的开阔水体和湿地分割开来，对 于湿地的管理和保护有所不便，但为湿地生态系统结构和组成等方面的研究提供了一些方 便。 1 9 7 9 年加拿大科学家z o l t a i 和t a m o c a i 提出了湿地系水淹或地下水位接近地表以及 浸润时间足够长，从而促进湿化和水成过程，并以水成土壤、水生植被和适应潮湿环境的 生物活动为标志的土地( 中国湿地植被编辑委员会，1 9 9 9 ) 。 1 9 7 9 年美国渔业和野生动物管理局在美国湿地和深水生境分类的研究报告中， 提出了一个较为综合性的湿地定义，即“湿地是处于陆地生态系统和水生生态系统之间的 转换区，通常其地下水位达到或接近地表，或者处于浅水淹覆状态，湿地常常具有以下三 个特征：( 1 ) 地表长期或周期性受到水淹或水浸；( 2 ) 适应多水环境的水生植物；( 3 ) 基 质以排水不良的水成土为主”( 贾忠华，2 0 0 1 ) 。 1 9 9 4 年湿地公约中，将湿地定义为：不问其为天然或人工，长久或暂时性的沼 泽地、泥炭地或水域地带，静止或流动，淡水、半咸水、咸水体，包括低潮时水深不超过 6 m 的水域( 李禄康，2 0 0 1 ) 。此定义的湿地范围很广，它涵盖了湖泊、河流、沼泽、滩 地、盐湖、盐沼以及海岸带区域的珊瑚滩、海草区、红树林和河口等类型。其中也包括人 工湿地，如水稻田、鱼池、虾池、盐田、盐碱地、水库和运河等。该定义源于1 9 7 1 年湿 地公约中的湿地定义，具有明显的应用特征，侧重于湿地的范围和类型，将湿地扩大到 陆地河、湖水体和浅水带，但它丢掉了1 9 7 1 年湿地定义中的内涵，即“湿地是被淹没或 被水饱和的土地”。 在我国被广泛接受的湿地定义有两个：1 9 9 4 年湿地公约中的定义和国际生物学 计划中的定义。在以上两个定义的基础上，我国湿地主管部门国家林业局在1 9 9 7 年对湿 地进行定义，其定义基本上采用湿地公约中的定义，将湿地定义为陆地上常年或季节 性积水( 水深2 m 以内，积水期4 个月以上) 和过湿的土地，并与其生长、栖息的生物种 群构成的独特的生态系统( 安树青，2 0 0 3 ) 。它强调构成湿地的3 个要点：积水、过湿地 及其生物群落。 2 1 2 湿地的分类 在美国渔业和野生动物管理局出版的3 9 号通告中，把湿地划分为四大类，即内 陆淡水湿地、内陆咸水湿地、海岸淡水湿地和海岸咸水湿地( 付为国，2 0 0 6 ) ，并按照水 深和淹水频率进一步细分为2 0 个湿地类型，分别为季节性泛洪区或平原；内陆性淡水草 甸；内陆淡水浅滩沼泽；内陆淡水深水沼泽；内陆淡水水域；灌木沼泽；树木沼泽；植物 腐朽化沼泽；内陆盐原；内陆盐地沼泽；内陆咸水水域；淡水性沿岸浅滩：淡水性沿岸深 水沼泽；沿岸淡水水域；沿岸咸水滩涂；草甸；不规律的咸水泛洪区沼泽；规律的咸水泛 洪区沼泽；海湾沼泽；红树林沼泽。另外，由d u g a j l 于2 0 世纪9 0 年代初提出的，经湿 地公约批准的分类系统也在国际上被使用。该系统将湿地分为咸水湿地、淡水湿地和人 工湿地三大类，并进一步细分为2 7 类自然湿地和8 类人工湿地。各国家和地区可根据需 要做必要和特定的修改，并将其特有的湿地包含在湿地分类系统中。 本世纪5 0 年代末我国开始研究沼泽。沼泽是在多水和过湿条件下形成以沼生植物占 优势的一种植被类型。沼泽在中国植被分类系统中属植被型组。根据群落中优势种的生活 型和群落外貌的差异分为木本沼泽、草本沼泽和苔藓沼泽3 个植被型，再根据群落的建群 种和优势层片的异同划分为群系组，在群系组内根据群落的建群种继续分为1 9 个群系( 中 国植被编辑委员会，1 9 8 0 ) 。 2 我国学者王飞( 1 9 9 0 ) 把我国湿地分为四种类型，即沼泽、浅水湖、湖滩和滩涂等。 华东师范大学的陆健健( 1 9 9 0 ) ，将中国湿地分为2 2 种类型：浅海湾及海峡( 低潮时 水深在6 m 以内) ；河口、三角洲；小型岛屿；岩石海滩、峭壁；沙质海滩；潮滩、泥滩； 红树林沼泽海滨；海滨微咸及咸水湖泊和沼泽；盐场；鱼塘、虾池；河、溪( 流速慢的) ； 河、溪( 流速快的) ；河滩沼泽地；淡水湖泊及相邻的沼泽地；沼泽地及小型淡水池塘( 8 公顷以内) ；内陆水系盐湖及相邻的咸水沼泽；水库( 人工湖) ；季节性淹水草甸、草地； 稻田；水浇田、灌溉农田；沼泽树林，暂时性淹水林：泥炭沼泽地。但水浇田、灌溉农田 也列入了湿地，其实水浇田、灌溉农田只是农用耕地的一种形式，不应该列入湿地。陆健 健的湿地分类系统相对来说比较简单，对细节的划分还不够。 由于我国的湿地尚未进行过清查，系统的分类仍有待研究。虽然我国的地理学家对沼 泽进行过广泛深入的研究，并对沼泽按照类、亚类和组进行了分类；在7 0 年代末至8 0 年代初对我国的海岸带和海涂资源进行了大规模的全面普查，提出了比较细致的海岸分类 系统。但是，沼泽只是湿地的主要类型，海岸带也并非全都属于湿地。关于中国湿地的全 面类型的划分，只有亚洲湿地和中国湿地两书参照美国1 9 7 9 年的湿地分类系统， 对中国有关湿地的资料进行了整理，是中国湿地分类的初步尝试。 中国湿地面积为0 6 6 1 0 8 2 ，居世界第四位( 杨永兴，2 0 0 2 ) ，占国土面积的6 5 0 。 在类型上，湿地公约中列出的2 7 类自然湿地和8 类人工湿地在我国均有分布，此外我 国还拥有独特的青藏高原湿地，是亚洲湿地类型最齐全的国家之一。 2 2 湿地植物与水生植物 2 2 1 湿地植物概述 近年来，“湿地植物”与“湿生植物”概念的运用日趋增多，但在相关的文献、著作 上并没有确切的定义，两者也没有明确区分。本文认为，“湿地植物”的概念更为宽泛， 包括湿生植物和水生植物；而“湿生植物”的概念更为注重其生态习性，其定义可以理解 为“水陆交替地段分布的植物，它们生长在地表常年浅层积水、季节性积水或土壤过湿的 环境中，是水生植物和陆生植物之间的过渡类型 ( 柳骅等，2 0 0 3 ) 。 2 2 2 水生植物概述 通常意义上的水生植物是指生长在淡水深处的土壤中或自然漂浮在水中的植物，有时 包括沼泽中出现的植物( 余树勋等，1 9 9 3 ) 。从这个定义可以看出，水体对于水生植物来 说是必需的。根据水生植物的生活方式与形态特征，水生植物可分为挺水、浮叶、漂浮、 沉水及海生等五大类( 余树勋等，1 9 9 3 ；李尚志，2 0 0 0 ，2 0 0 3 ；林培勋，2 0 0 4 ) 。 ( 1 ) 挺水植物 茎直立挺拔，仅下部或基部沉于水中，根扎入泥中生长，上面大部分植株挺出水面； 有些种类具有肥厚的根状茎，或在根系中产生发达的通气组织。此类植物种类繁多，植株 高大，花色艳丽，多用于水景园的岸边浅水和湿地中布置；对水环境的适应能力较其它生 活型的水生植物要强。 ( 2 ) 浮叶植物 根生长于泥土中，茎细弱不能直立，仅叶片漂浮于水面上。浮叶植物通过具一定柔韧 性的茎干将根部与叶片连接起来，其茎干长度通常大于水深，这是植物自然调节的好方法。 浮叶植物的叶片上表面暴露于空气中，而下表面则与水面接触。其叶型一般呈卵形、 圆形或椭圆形等，这能最大程度的保护叶片免受风浪的撕裂，同时部分浮叶植物革质的叶 片也能保护其免受外界的伤害。叶片上表面有较多呼吸孔，能帮助空气进出植株体内贮气 组织，而这些贮气组织则有助于植株体平稳地飘浮于水面( n a s h 甜口，1 9 9 9 ) 。 常见应用的浮叶植物主要以睡莲科( 册m p j l z 口口口c e 口p ) 、菱科( 死印口c p 口p ) 和龙胆科 ( g p 砌泐，z 口c p 口e ) 植物为主，且多为人工栽培植物。 ( 3 ) 漂浮植物 通常不扎根于泥中，而茎叶则浮于水面，植株可以随风浪自由漂浮，多以观叶为主， 观花为辅。为适应水面上的漂浮生活，就得有与之相适应的形态结构。特别是其所具有的 贮气组织可减轻植物体的重量，以至整个植物体不下沉而飘浮于水面。如风眼莲 ( 协彪巾船舾钞m 施肠以口) 的叶柄中部膨大呈葫芦状，其体内贮存有大量的气体；而水鳖 ( 协加c 乃口胁砒6 记) 则是在其叶背中央有一群由细胞膨胀成的气室( 赵家荣，2 0 0 2 ；李 尚志等，2 0 0 3 ；李博等，2 0 0 4 ) 。 漂浮植物与浮叶植物的明显区别在于前者整个植株体都飘浮于水面，通常不与底泥接 触。但若水位较低时，根部也会固着于底泥中，但附着能力差，只要水位一上升，植株即 漂浮起来，如大漂( 鼢砌s 抛砌幼) 、凤眼莲、水鳖等；而后者则能较好得扎根生长于底 泥中。人们最为熟悉的莫过于满江红( 彳z d 玩f m 6 以缸) 、浮萍( 三p 聊行口m f ，z d 厂) 等种类。 ( 4 ) 沉水植物 整个植株都生活于水中，并只在花期将花及少部分茎叶伸出水面的水生植物。此类水 生植物主要以观叶为主；花较小、花期短，但开花时亦有一定观赏价值。其生长所依赖的 水环境造就了其特殊的生理结构。各器官的形态、构造都是典型的水生性，不具有抑制水 分蒸发的结构；另一方面，植物体比较柔软，细胞含水量多，渗透压较低，在水分不足时， 细胞很快就会出现脱水现象( 李尚志，1 9 9 6 ) 。一般不能离开水，否则就会因失水而干枯 致死( 赵玉宝等，2 0 0 2 ) 。 目前在园林水景中常见应用的种类主要集中于水鳖科( 硒，加以口订纪c p 口口) 、金鱼藻科 ( m 五甲砂玩c g ) 、茨藻科( 舭和妇c e 口e ) 和眼子菜科( p d 幻m d 彤幻胛口c 8 口p ) 等( 孔杨 勇等，2 0 0 5 ) 。 ( 5 ) 海生植物 一般生长于海水中，并能扩展分布到海滩沙砾、岩石和烂泥沼上( 李尚志等，2 0 0 3 ) ； 也有称红树林，种类有水椰( m 伊口触疗邶) 、秋茄树( 如加，z 如z ) 、红树科 ( r 五z 唧 o 朋c p 口p ) 等。不仅有多种植物资源，同时也为鱼虾、蟹类提供场所，为湿地鸟 类提供栖息地，并对防风护堤、稳定沉积、扩大滩涂有重要的生态效益( 单家林等，2 0 0 5 ) 。 2 3 湿地研究概况 湿地生态系统广泛分布于世界各地，是地球上生物多样性最丰富的生态系统。它对一 个地区、一个国家乃至全球的生态环境发展都具有重要的意义。1 9 7 1 年2 月2 日全球政 府间的湿地保护公约湿地公约诞生( 王文卿等，1 9 9 7 ) 。当时以美国、加拿大、英国 为首的一些国家对湿地展开了一系列的研究，涉及湿地的定义、范围的界定、分类、特点、 功能和植被等方面。至今已有1 3 0 个缔约方，中国于1 9 9 2 年正式加盟。 4 湿地不但为人类创造了生存的环境，而且也为人类提供了精神家园，湿地具有多方面 的功能，提供给人类多种效益，正如这几年“世界湿地日”的主题：“从高山到大海，湿 地在为我们服务”( 2 0 0 4 年) 、“湿地生物多样性和文化多样性 ( 2 0 0 5 年) 、“湿地与减贫 ( 2 0 0 6 年) 、“为了明天的鱼类 ( 2 0 0 7 年) 、“健康的湿地，健康的人类 ( 2 0 0 8 年) 。湿 地的研究始终围绕“水、生物、文化和人文 这几个主题。 2 3 1 国外湿地研究概况 目前国外对湿地的研究已经涉及了诸多方面，重点与热点是在湿地保护与管理、湿地 综合功能与价值的研究、湿地的生物地球化学循环、湿地恢复与重建( h e n 巧c p ，1 9 9 6 ； c l a u d ea m o r o s ，2 0 0 0 ；r o yr l ，2 0 0 0 ；k e d d yp a ，2 0 0 0 ) 、湿地生物多样性与保护 ( k 0 w a l c h u l 【g a 刃砒1 9 9 7 ；a l b r e c h t a ，1 9 9 8 ；a g a t zm 刃砒1 9 9 9 ；b e u k e m aj j 刃口， 2 0 0 0 ；g o t on 甜刃，2 0 0 0 ；s t a a t sn 甜口，2 0 0 1 ；t i m m sb v & r i c l i t e rs ，2 0 0 2 ) 、特殊 湿地类型的研究，以及新方法与新技术在湿地监测、管理、模拟、恢复与创建等方面的应 用。 美国是世界上湿地分布相当广泛的国家，也是当今世界湿地研究较先进的国家。美国 湿地研究始于1 9 世纪末，研究了北部的淡水湿地和泥炭地，并且介绍了欧洲和前苏联的 沼泽与泥炭地研究成就，对湿地的细致研究主要始于2 0 世纪6 0 年代。2 0 世纪8 0 年代以 来是美国湿地研究的蓬勃发展时期，在继续推进湿地编目与制图的同时，高度重视湿地生 态系统、结构与功能的研究，湿地保护研究尤为突出，并促进了湿地政策与立法的研究。 1 9 8 6 年w j m i t s c h 和j g g o s s e l i i l l ( 所著湿地一书的出版，表明美国湿地研究在国际 上已占有一定的领先地位。当前美国湿地研究成果较多，而且范围也比较广，涉及以下多 个方面：生境特点和效率、生产力、湿地植被的因子分析、湿地损失原因分析、湿地开发 利用以及湿地自然资源保护和管理等( 牛明香等，2 0 0 3 ) 。 欧洲许多国家如芬兰、丹麦、荷兰等，因本国拥有大面积的沼泽湿地，因而对湿地研 究具有典型的地域性特点，他们在沼泽、泥炭的研究方面具有悠久的历史和很高的造诣， 做出了很大贡献( i a i n ej ，1 9 9 6 ) ，尤其是在湿地环境保护和恢复方面投入了大量的人力、 物力。 近年来国际上湿地研究的内容逐渐增多，主要研究内容有湿地的概念、定义，湿地的 分类、形成、发育、演化，湿地生态系统的生态过程、结构与功能，湿地生物多样性，湿 地地区古环境演变，人工湿地构建的理论与技术，退化湿地生态恢复与重建，湿地温室气 体与全球环境变化，湿地开发保护与管理，湿地教育、法规与政策及湿地资源可持续发展 研究，湿地健康与湿地评价等( 王文卿等，1 9 9 7 ；a l l a i lc r o 、e ，2 0 0 0 ) 。 概括地讲，国外湿地研究总的发展趋势是在恢复计划的具体操作过程中，科学家和工 程技术人员按照生态系统的恢复与重建原则，对湿地生态系统的功能设计、生态恢复的操 作程序、风险评价及恢复与重建指标体系等对策与方法方面进行系统全面的研究和具体规 划。在实施过程中，应用并发展许多新技术，把湿地的局部恢复扩大到整个流域恢复的范 围，而且最终在景观和生态系统水平上恢复其美学价值。 2 3 2 国内湿地研究概况 中国是世界上湿地类型多、面积大、分布广的国家之一。中国湿地面积约0 6 6 1 0 8 l l m 2 ， 居亚洲第一，世界第四位，而且我国的湿地几乎涵盖了所有的湿地类型，鉴于湿地不可取 代的生态功能和社会经济价值，湿地生态系统的保护与恢复对中国来说意义更为重大。 我国对湿地的研究和保护，也经历了较长的历史，但研究方向较分散，分属于多个学 科，造成了湿地的深入和系统研究薄弱。对湿地的研究，是以2 0 世纪6 0 年代对沼泽的研 究开始的，东北师范大学沼泽教研室、中国科学院长春地理研究所先后对东北三江平原、 大小兴安岭、长白山、若尔盖高原等地区的沼泽进行了综合考察；1 9 8 3 年郎惠卿主编出 版中国沼泽，系统地介绍了我国沼泽湿地研究的情况( 郎惠卿，1 9 9 9 ) 。8 0 年代中期 之后，我国学者开始关注“湿地”问题，湿地研究范围扩展至滨海湿地、湖泊湿地和人工 湿地等多种类型，在对湿地资源综合考察、湿地概念及其分类、湿地功能、湿地合理开发 与保护等方面取得了一定的研究成果( 吕宪国等，1 9 9 8 ) 。从地域上讲，我国对沼泽湿地 的研究以东北三江平原为典型( 崔保山等，2 0 0 1 ) ；对湖泊湿地的研究主要集中在长江中 下游的淡水湖地区( 刘海燕等，1 9 9 8 ；贺建林，1 9 9 9 ；吴炳方等，2 0 0 0 ；刘桃菊等，2 0 0 1 ) ； 对滨海湿地的研究，近年来主要集中在环渤海的黄河三角洲湿地及辽河三角洲滨海湿地 ( 王宪礼等，1 9 9 6 ；穆从如等，2 0 0 0 ；肖笃宁等，2 0 0 1 ；刘红玉等，2 0 0 1 ；崔保山等，2 0 0 1 ) 、 苏北沿岸湿地( 朱晓强等，2 0 0 3 ；刘青松等，2 0 0 3 ) 以及南方红树林湿地研究上。 1 9 9 5 年，由中国科学院陈宜瑜主编的中国湿地研究的出版和中国科学院湿地中 心的成立，标志着中国湿地研究开始达到高峰。中国学者在湿地野生动、植物物种多样性、 湿地生态评价、湿地功能、湿地保护与恢复、湿地资源可持续利用以及3 s 技术在湿地研 究中的应用等方面发表了大量的文章( 陈伟烈，1 9 9 6 ；王宪礼，1 9 9 7 ；刘振乾等，1 9 9 9 ； 汪爱华等，2 0 0 2 ；张志锋等，2 0 0 3 ；孙玉梅，2 0 0 3 ；吕宪国，2 0 0 4 ) 。 湿地生态修复是目前湿地科学应用领域的重要内容( 崔保山等，1 9 9 8 ；彭少麟等，2 0 0 3 ； 李丽等，2 0 0 4 ；张永则等，2 0 0 6 ) 。湿地的生态修复是指对退化或受损湿地，通过一定的 生物或生态工程的技术和措施，人为的改变和切断生态系统退化的主导因子或过程，调整、 配置和优化系统内部及其与外界的物质、能量和信息的流动过程及其时空秩序，使生态系 统的结构、功能和生态学潜力尽快成功地恢复到原有的或更高的水平( 章家恩等，1 9 9 7 ) 。 生态学家们认为湿地植被群落的恢复是湿地生态恢复的关键和基础。湿地植被群落恢 复是通过优选植物品种( 李文朝，1 9 9 9 ；成小英等，2 0 0 2 ) ，调整区域生态系统结构，增 加群落层次性和空间异质性，构建相应的湿地植物群落( 张秀敏等，1 9 9 8 ) ，达到生态和 景观的双重效果。 目前我国还没有形成较完整的湿地理论体系，为提高我国湿地研究的整体水平，开展 如下方面的研究( 吕宪国等，1 9 9 8 ) ：湿地分类系统研究、自然过程研究、湿地结构与功 能研究、人类活动对湿地的影响研究、湿地对全球变化的影响与响应研究、湿地健康及评 价指标体系研究、湿地生物多样性保护、区域湿地保护及合理利用研究、退化湿地整治与 恢复研究。随着我国对湿地问题的高度关注，以及各学科对全球变化研究的不断深入，有 关湿地的研究正在不断扩展、深化，研究的领域与重点也趋向与国际研究趋势相一致( 孙 娟，2 0 0 2 ) 。 2 4 我国湿地植被研究概况 湿地植被系指生活在地表过湿或有季节性或常年性积水、土壤潜育或有泥炭的地段 6 上，生长由湿生植物或水生植物为主组成的植物群落( 中国湿地植被编辑委员会，1 9 9 9 ) 。 湿地植被是湿地动物，特别是水禽的栖息地，是湿地生态系统的核心组分、生态学金字塔 的基础、生物网和食物链中关键性的链环和物、能流的入口，是湿地生态系统形态结构的 骨架。因此，湿地植被的研究是整个湿地生态系统研究的重要内容。 我国地域辽阔，自然地理条件复杂，湿地类型多、分布广，为保护和持续利用湿地资 源，对湿地植被分区是非常重要的。分区可以反映湿地植被的区域差异，反映植被在空间 分布与区域特点的相关性。郎惠卿( 1 9 9 8 ) 在湿地植被分类的基础上，以地理区域为对象 进行分区。根据湿地的不同地域，结合它们形成的环境因素，将中国湿地划分为7 个植被 区，1 9 个植被亚区。 湿地植被在空间上的地理分布，主要取决于水分和热量状况，各地的水热条件，受纬 度地带性的控制，也受海陆分布和地貌等非地带性因素的影响，因此，湿地植被分布的广 域性，表明湿地植被的隐域性质，从不同地带内湿地植被类型的特征，又具有地带性烙印。 中国湿地植被分布具有2 个显著特点：东部与西部的湿地植被类型及其分布有明显的差 异；河源区沼泽湿地多，且有泥炭。湿地植被地带性现象既有水平分布也有山地湿地的垂 直变化。 我国的湿地植被研究大致可分为两个阶段。一是2 0 世纪5 0 年代末期到8 0 年代中期， 二是从8 0 年代中期至今。 5 0 年代末期，随着我国沼泽研究的开始，以及随后的沿海滩涂研究的开展，我国湿 地植被的研究逐步展开。此期间的研究中，以东北师范大学地理系沼泽教研室、中科院东 北沼泽所及华东师范大学的河口岸滩涂研究所的调查研究成果最具代表性，其研究成果为 后来我国湿地的研究奠定了坚实的基础。但此期间的研究较零散，研究深度和广度均有所 不足，主要集中在一些大面积的沼泽湿地上，如三江平原、诺尔盖沼泽等湿地，没能在全 国性的范围内展开研究；研究的内容也主要集中在湿地植物种类的调查和植被类型的描述 上；研究方法大多为定性描述，而定量分析则相对较少；研究手段主要是实地调查，很少 应用遥感( r s ) 、地理信息系统( g i s ) 、卫星定位系统( g p s ) 等先进技术手段。 8 0 年代中期以来，特别是湿地的概念及其相关理论引入以后，随着人们对湿地功能 和价值认识的逐步提高，大量的湿地研究在我国展开，湿地植被的研究得到了很大的发展， 涌现了许多重大的科研成果。中国湿地植被的分布与区划的研究，特别是1 9 9 9 年中国 湿地植被的出版，标志着我国湿地植被的研究达到了一个新的水平。概括起来说，此时 期的研究有如下特点： ( 1 ) 随着湿地研究“热”的悄然升起，湿地植被研究的范围逐渐拓宽。湿地植被的 研究逐渐在全国性的范围内展开，并取得了许多研究成果。 ( 2 ) 研究内容包括了湿地植物种类的调查、植被类型的分析、植物种群生态( 种群 分布格局、生态位等) 、群落生态、植物生物多样性、植被的生物量、生产力、植被的演 替、植被的恢复、植被的功能( 净化水源、降解污染、调节气候) 、植物资源等( 杨海龙 等，2 0 0 1 ；王立宝，2 0 0 3 ) 。 ( 3 ) 研究方法以定量分析为主，运用了大量的数学分析手段，建立了大量的模型( 董 厚德，1 9 9 5 ) 。 7 ( 4 ) 在研究手段上，遥感( r s ) 、地理信息系统( g i s ) 、卫星定位系统( g p s ) 等 先进技术在湿地植被的研究中应用越来越多( 李仁东，2 0 0 1 ) 。 目前，我国湿地植被研究主要包括以下几个方面：( 1 ) 湿地植被类型和多样性研究( 李 湘萍等，1 9 9 8 ；李根有等，2 0 0 2 ) 。主要是对不同区域、不同湿地类型下的植被组成、群 落特征及其资源保护进行研究。( 2 ) 湿地植被演替和种群动态研究( 严国安等，1 9 9 7 ；任 长久等，1 9 9 9 ；余国营等，2 0 0 0 ；汤梦玲等，2 0 0 1 ；李英年等，2 0 0 3 ；倪志英等，2 0 0 3 ； 葛继稳等，2 0 0 4 ；汲玉河等，2 0 0 4 ) 。湿地植被演替过程受多种因素影响，环境中水因子 的变化具有决定作用。( 3 ) 受损湿地的恢复与重建，湿地植被的恢复研究( 阳承胜等，2 0 0 1 ： 罗新正等，2 0 0 3 ；陈芳清等，2 0 0 4 ；王圣瑞等，2 0 0 4 ) 。( 4 ) 湿地植物种质库对湿地植被 的演替和受损恢复具有重要作用( 陈中义等，2 0 0 1 ；李伟等，2 0 0 2 ；刘贵华等，2 0 0 4 ) 。 ( 5 ) 群落种群种间关系和种群特征研究也有较多的相关研究( 李伟等，1 9 9 5 ；黄志伟等， 2 0 0 1 ；吴东丽等，2 0 0 3 ；赵建刚等，2 0 0 3 ；曲颖等，2 0 0 4 ) 。 综上所述，国内对湿地植被研究还处于初期阶段，尚缺乏对湿地植被的定位研究工作。 而湿地独特的水陆交错生境下的植物的适应进化机制研究尚无涉足，因此开展这方面的研 究工作对加深我国湿地科学研究具有积极意义。 3 研究的目的与意义 在降雨量充沛的南方地区，如江苏、浙江等地，其内水域众多，星罗棋布，这种高速 公路穿越湿地的现象尤为明显，更会引起生态系统的失衡和生态环境的急剧恶化。 植被是湿地生态系统能流的入口，在湿地人工种植植物是增强生态系统活力、提高初 级生产力的有效方法。由于高速公路环境条件复杂，对植物的生态适应能力要求较高，因 此选择适宜湿地环境尤其是在高速公路特殊环境下生长的植物种类，进行多区域栽植，不 仅能使湿地在调节气候、控制污染、蓄洪防旱、调节径流等方面继续发挥作用，提高生态 系统的稳定性，而且能最大程度的凸显其自然景观，创造出富有地域特色的高速公路湿地 景观，为今后高速公路湿地植物的选择和配置模式的研究提供依据。 4 研究内容 本研究以园林及生态学原理为指导，从植物的生态适应性出发，经过植物资源调查、 试验研究和实践应用这三个方面的有机结合，选择出适合高速公路湿地这个特殊生境的植 物种类，并且对淮盐高速公路湿地植物的配置模式进行研究，提出更加合理的可持续发展 的绿化配置模式。 本研究分为三个层次： 第一层次是淮盐高速公路湿地植物应用状况的调查研究。主要包括江苏省湿地以及湿 地植物的基本概况研究、淮盐高速公路自然概况的调查以及沿线湿地植物的应用情况研 究。在此基础上，分析该生境条件下湿地植物的应用比例及造景特点。 第二层次是在湿地植物资源调查的基础上，选择在淮盐高速公路应用广泛的2 0 种湿 地植物，对其进行适应性研究，结合一系列生理指标的试验研究，对此2 0 种湿地植物的 适应性进行综合评价，筛选出适合该生长环境的植物种类。 第三层次是淮盐高速公路湿地植物配置模式研究。选择车桥互通、盐城西枢纽互通、 盐城南互通和盐城东枢纽互通为典型试验地，以江苏省湿地植物群落调查为依据，对该路 段分布广泛的五种湿地植物配置模式进行研究，运用层次分析法结合模糊数学的隶属函数 法，对五种不同的配置模式进行综合评价，得出最适合该环境的湿地植物配置模式。 9 第二章淮盐高速公路湿地植物种类及应用概况 1 江苏省湿地概况 江苏地处暖温带向亚热带的过渡地带，海岸线长，湖泊多，湿地类型丰富，湿地植物 区系共有高等植物4 8 4 种，隶属8 1 科2 5 2 属，具有明显的温带性质，地理成份复杂多样， 具有过渡性明显、单子叶植物占优势等特点。 1 1 江苏省湿地资源现状 江苏省各类湿地的总面积约3 5 ，3 5 2 8 1 k m 2 ，占全省总面积的3 4 4 6 。根据湿地公 约中的湿地分类系统，并结合具体情况将江苏省湿地分为自然湿地和人工湿地两大类， 面积分别为7 ，4 4 3 2 8 k m 2 和2 7 ，9 0 9 5 3 l 2 ( 杨秀春等，2 0 0 4 ) 。而在人工湿地中，又以稻田 占绝对优势，面积为2 3 ，7 7 6 2 0 k m 2 ，其余部分为水库及人工养殖水面。江苏省各类湿地的 分布及资源状况如下： 1 1 1 沿江湿地 长江中下游地区河道迂回曲折，许多湖泊、河道和港汊，经常受到河湖泛滥的影响， 因排水困难进而造成大面积的常年积水或季节性的积水洼地、洲滩和湖泊。此地段积水较 浅，有利于湿地植物的生活，形成了浅水湿地。沿江湿地面积约为1 5 3 9 9 k m 2 ，占全省湿 地总面积的0 4 7 ，占江苏自然湿地总面积的2 0 7 。该类湿地中的植物群落有苔草群落、 芦苇群落和三棱草群落( 中国湿地植被编辑委员会，1 9 9 9 ) 。 1 1 2 海滩湿地 江苏省海滩湿地面积约为6 ，5 2 1 5 3 蛔2 ，占全国同类湿地总面积的2 0 ，占江苏全省 湿地总面积的1 8 4 5