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2024 , Vol. 22 >Issue 1: 82 - 87

DOI: https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.2024.01.009

Diversity and Floristic Composition of Plant Communities in Huixian Karst Wetlands, Guangxi

  • HU Cong , 1, 2 ,
  • WEI Feng 3 ,
  • XU Chaohao 1, 2 ,
  • ZHANG Zhonghua 1, 2 ,
  • HU Gang , 1, 2, *
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Received date: 2023-03-16

  Revised date: 2023-04-20

  Online published: 2024-01-04

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Abstract

Plant communities in the wetlands have great significance in maintaining the function of wetland ecosystem and protecting the biodiversity. The diversity and floristic composition of plant communities in Huixian Karst wetlands, Guangxi were analyzed in this study. The results indicated that there were 133 species of plants belonging to 79 genera and 39 families in Huixian Karst Wetlands, of which angiosperms belonged to 34 families, 74 genera and 128 species, ferns belonged to 4 families, 4 genera and 4 species. Gramineae and Cyperaceae were the dominant families, belonging to 15 genera and 7 genera, respectively. Polygonum, Heleocharis, and Cyperus were the dominant genera. Emergent plants are the most abundant, there were 77 emergent plants, accounting for 57.9% of the total species. The flora of the plants in Huixian Karst wetlands was divided into 10 types and showed obvious tropical subtropical characteristics.

Cite this article

HU Cong , WEI Feng , XU Chaohao , ZHANG Zhonghua , HU Gang . Diversity and Floristic Composition of Plant Communities in Huixian Karst Wetlands, Guangxi[J]. Wetland Science, 2024 , 22(1) : 82 -87 . DOI: 10.13248/j.cnki.wetlandsci.2024.01.009

受喀斯特裂隙和地质构造的影响，喀斯特生态系统的水文过程具有补给和排泄迅速、水位和流量季节变化剧烈等特点。喀斯特湿地中的水体富钙、偏碱、易损性高，地表污染物极易通过落水洞快速污染地下水[1]。喀斯特湿地中的水量和水质的动态易变性以及快速的水文过程也极易引起生态过程的变化，导致喀斯特湿地生态系统极为敏感和脆弱[2-3]。
喀斯特湿地中的植物群落对环境变化具有敏感性。随着经济和社会的发展，人类活动对流域尺度上水循环和水资源量具有强烈的干扰，改变了流域的水文过程和水量平衡，导致部分喀斯特湿地大幅度萎缩、生态功能严重退化和生物多样性丧失[4]。已经开展了会仙喀斯特湿地的植物理化参数的反演[5]、地下水分水岭移动特征[6]、沉积物的沉积速率[7]和桂林市典型喀斯特区湿地生态网络[8]等方面的研究。近40 a来，广西会仙喀斯特湿地的面积持续缩小，水体富营养化严重，喀斯特湿地中的中华水韭(Isoetes sinensis)和普通野生稻(Oryza rufipogon)等重点保护野生植物已经消失或者正在减少[9]。湿地水文过程的变化直接影响湿地中植物的覆盖度、植物群落的物种组成、植物的初级生产力和生态系统的物质能量循环，进而导致植物群落演替[10]。
本研究对广西会仙喀斯特湿地中的植物进行了较全面调查和研究，以期为该湿地生态系统的生物多样性保护和管理提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究区

会仙喀斯特湿地(25°1′30″N至25°11′15″N，110°8′15″E至110°18′E)位于广西壮族自治区北部，海拔为150~160 m，总面积为120 km2。
会仙喀斯特湿地所在区域的气候属亚热带季风气候，年平均气温为16.5~20.5 ℃，年降水量为1 890.4 mm。每年的4月至9月为丰水期，常有洪涝灾害出现；10月到翌年3月为枯水期。会仙喀斯特湿地中的植物以挺水植物和沉水植物为主，主要建群种包括华克拉莎(Cladium chinense)、芦苇(Phragmites australis)、长苞香蒲(Typha angustata)、柳叶箬(Isachne globosa)、田间鸭嘴草(Ischaemum rugosum var. segetum)、密齿苦草(Vallisneria denseserrulata)、黑藻(Hydrilla verticillata)、五刺金鱼藻(Ceratophyllum demersum var. oryzelorum)和石龙尾(Limnphila sessiliflora)等。

1.2 方 法

在会仙喀斯特湿地的睦洞湖、督龙、黄插塘、灌塘、斗门、下庭渣塘和马面圩各布设了1处调查样地，其中心点的纬度和经度分别为25°5′46″N和110°12′44″E、25°6′35″N和110°12′56″E、25°6′37″N和110°13′57″E、25°7′30″N和110°15′33″E、25°5′39″N和110°13′49″E、25°5′06″N和110°15′00″E、25°7′15″N和110°14′26″E。
于2022年8月1日至15日，采用样地和样方相结合的方法，开展了野外植物调查。
在睦洞湖、督龙、黄插塘、斗门、下庭渣塘和马面圩的调查样地中，都设置了规格为l m×l m的沉水植物调查样方10个和挺水植物调查样方20个；在灌塘的调查样地中，设置了规格为l m×l m的沉水植物调查样方5个和挺水植物调查样方15个。在7处调查样地，共设置了200个调查样方。
在调查沉水植物时，将每个样方内的沉水植物连根拔起，按种类统计植株数量，并记录每种沉水植物的盖度、植株高度、沉水植物群落的总盖度等。在调查挺水植物时，统计每个样方中每种挺水植物的植株数量、盖度、植株高度、季相、挺水植物群落的总盖度和生物量等。
根据野外调查结果，得到会仙喀斯特湿地中植物物种名录，研究植物群落和生存环境特征，根据《中国种子植物属的分布区类型》[11]，分析物种的区系成分。
选择Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数[12]，研究会仙喀斯特湿地中主要植物群落的物种多样性。

2 结果与分析

2.1 植物群落的物种组成

调查期间，在会仙喀斯特湿地中，记录了39科79属133种植物(表1)，包括1科1属1种苔藓植物(浮苔)、4科4属4种蕨类植物(节节草、水蕨、苹和满江红)和34科74属128种被子植物(21科33属49种双子叶植物和13科41属79种单子叶植物)，被子植物占绝对优势。
1 2022年8月会仙喀斯特湿地中的植物物种名录

Species list of plants in karst wetlands in Huixian in August 2022

科/属/物种名称 科/属/物种名称 科/属/物种名称
一 钱苔科Ricciaceae 十一 沟繁缕科Elatinaceae 二十 旋花科Convolvulaceae
(一)浮苔属Rcciocarpus (十六)田繁缕属Bergia (二十八)番薯属Ipomoea
1浮苔Ricciocarpus natans 19田繁缕Bergia ammanioides 41蕹菜Ipomoea aquatica
二 木贼科Equisetaceae 十二 蓼科Polygonaceae 二十一 茜草科Rubiaceae
(二)木贼属Equisetum (十七)酸模属Rumex (二十九)水团花属 Adina
2节节草Equisetum ramosissimum 20皱叶酸模Rumex crispus 42水团花Adina pilulifera
三 水蕨科Ceratopteridaceae 21齿果酸模Rumex japonicus 二十二 桔梗科Campanulaceae
(三)水蕨属Ceratopteris (十八)蓼属Polygonum (三十)半边莲属 Lobelia
3水蕨Ceratopteris thalictroidel 22火炭母Polygonum chinense 43半边莲Lobelia chinensis
四 苹科Marsileaceae 23扁蓄Polygonum aviculare 二十三 玄参科Scrophulariaceae
(四)苹属Marsilea 24习见蓼Polygonum plebeium (三十一)石龙尾属 Limnophila
4苹Marsilea quadrifolia 25水蓼Polygonum hydropiper 44石龙尾Limnophila sessiliflora
五 满江红科Azollaceae 26细刺毛蓼Polygonum harbatum var. gracile (三十二)母草属 Lindernia
(五)满江红属Azolla 27竹叶小蓼Polygonum minus 45母草Lindernia crustacea
5满江红Azolla imbricata 十三 苋科Amaranthaceae 46陌上菜Lindernia procumbens
六 三白草科Saururaceae (十九)莲子草属Alternanthera 47泥花草Lindernia antipoda
(六)三白草属Saururus 28莲子草Alternanthera sessilis (三十三)通泉草属Mazus
6三白草Saururus chinensis 29空心莲子草Alternanthera philoxeroides 48通泉草Mazus japonicus
(七)蕺菜属Houttuynia 十四 杨柳科Salicaceae (三十四)婆婆纳属Veronica
7蕺菜Houttuynia cordata (二十)柳属Salix 49水苦荬Veronica undulata
七 毛莨科Ranunculaceae 30闽柳Salix dunnii 二十四 狸藻科Lentibulariaceae
(八)毛茛属 Ranunculus 31垂柳Salix babylonica (三十五)狸藻属Utricularia
8猫爪草Ranunculus ternatus 十五 十字花科Cruciferae 50黄花狸藻Utricularia aurea
9辣子毛茛Ranunculus sieboldii (二十一)豆瓣菜属Nasturtium 二十五 爵床科Acanthaceae
10茴茄蒜Ranunculus japonicus 32豆瓣菜Nasturtium officinale (三十六)水蓑衣属Hygrophila
11小茴茄蒜Ranunculus cantoniensis 十六 金丝桃科Guttiferae 51水蓑衣Hygrophila salicifolia
八 金鱼藻科Ceratophyllaceae (二十二) 金丝桃属Hypericum 二十六 唇形科Labiatae
(九)金鱼藻属Ceratophyllum 33地耳草Hypericum japonicum (三十七)薄荷属Mentha
12五刺金鱼藻Ceratophyllum demersum
var. quadrispinum		 十七 千屈菜科Lytheraceae 52水薄荷Mentha haplocalyx
九 睡莲科Nymphaeaceae (二十三)节节菜属Rotala (三十八)水蜡烛属Dysophylla
(十)莲属Nelumbo 34圆叶节节菜Rotala rotundifolia 53齿叶水腊烛Dysophylla sampsonii
13莲Nelumbo nucifera 35节节菜Rotala indica (三十九)刺蕊草属Pogostemon
(十一)萍蓬草属Nuphar (二十四)水苋菜属Ammannia 54水珍珠菜Pogostemon aurcularius
14萍蓬草Nuphar pumilum 36水苋菜Ammannia baccifera 二十七 水鳖科Hydrocharitaceae
十 伞形科Umbelliferae 十八 柳叶菜科Onagraceae (四十)黑藻属Hydrilla
(十二)水芹属Oenanthe (二十五)丁香蓼属 Ludwigia 55黑藻Hydrilla verticillata
15水芹Oenanthe japonica 37丁香蓼Ludwigia prostrata (四十一)苦草属Vallisneria
(十三)积雪草属Centella (二十六)水龙属Jussiaea 56苦草Vallisneria spiralis
16积雪草Centella asiatica 38水龙Jussiaea repens 57密齿苦草Vallisneria denseserrulata
(十四)鸭儿芹属Cryptotaenia 十九 小二仙草科Haloragidaceae 58刺苦草Vallisneria spinulosa
17鸭儿芹Cryptotaenia japonica (二十七)狐尾藻属Myriophyllum (四十二)软骨草属Lagarosiphon
(十五)天胡荽属Hydrocotyle 39穗花狐尾藻Myriophyllum spicatum 59软骨草Lagarosiphon alternifolia
18破铜钱Hydrocotyle sibthorpioides var.
batrachium		 40轮叶狐尾藻Myriophyllum verticillatum
二十八 泽泻科Alismataceae 三十七 灯芯草科Juncaceae 三十九 禾本科Gramineae
(四十三)慈姑属Sagittaria (五十七)灯芯草属Juncus (六十六)稗属Echinochloa
60慈姑Sagittaria trifolia var. sinensis 78灯芯草Juncus effusus 107西来稗Echinochloa crusgalli var. zelayensis
61野慈姑Sagittaria trifolia var. angustifolia 三十八 莎草科Cyperaceae 108旱稗Echinochloa crusgalli var. hispidula
二十九 眼子菜科Potamogeronaceae (五十八)克拉莎属Cladium (六十七)菵草属Beckmannia
(四十四)眼子菜属Potamogeton 79华克拉莎Cladium chinense 109菵草Beckmannia syziachne
62菹草Potamogeton crispus (五十九)莎草属Cyperus (六十八)黍属Panicum
63马来眼子菜Potamogeton malaianus 80香附子Cyperus rotundus 110细柄黍Panicum psilopodium
三十 茨藻科Najadaceae 81毛轴莎草Cyperus pilosus 111铺地黍Panicum repens
(四十五)茨藻属Najas 82异形莎草Cyperus difformis (六十九)柳叶箬属Isachne
64玻璃藻Najas marina 83扁穗莎草Cyperus compressus 112柳叶箬Isachne globosa
65茨藻Najas japonica 84畦畔莎草Cyperus haspan 113尖颖柳叶箬Isachne kunthiana
三十一 鸭跖草科Commelinaceae 85短叶茳芏Cyperus malaccensis var.
brevifolius		 114平颖柳叶箬Isachne truncata
(四十六)鸭跖草属Commelina (六十)砖子苗属Mariscus (七十)假稻属Leersia
66鸭跖草Commelina communis 86展穗砖子苗Mariscus umbellatus 115李氏禾Leersia hexandrs var. japonica
(四十七)蓝耳草属Cyanotis (六十一)水蜈蚣属Kyllinga (七十一)稻属Oryza
67蓝耳草Cyanotis vaga 87短叶水蜈蚣Kyllinga brevifolia 116稻Oryza sativa
(四十八)水竹叶属Murdannia 88单穗水蜈蚣Kyllinga cororata 117野生稻Oryza rufipogon
68水竹叶Murdannia triquetra (六十二)藨草属Scirpus (七十二)芦苇属Phragmites
三十二 谷精草科Eriocaulaceae 89藨草Scirpus triqueter 118芦苇Phragmites communis
(四十九)谷精草属Eriocaulon 90萤蔺Scirpus juncoides 119卡开芦Phragmites karka
69谷精草Eriocaulon buergerianum 91猪毛草Scirpus wallichii (七十三)雀稗属Paspalum
70华南谷精草Eriocaulon sexangulare 92水毛花Scirpus triangulatus 120雀稗Paspalum thunbergii
三十三 雨久花科Pontederiaceae (六十三)荸荠属Eleocharis 121双穗雀稗Paspalum paspaeoides
(五十)凤眼蓝属Eichhornia 93野荸荠Eleocharis plantagineiformis 122长叶雀稗Paspalum longifolium
71凤眼莲Eichhorina crassipes 94荸荠Eleocharis tuberosa 123圆果雀稗Paspalum orbiculare
三十四 天南星科Araceae 95牛毛毡Eleocharis yokoscensis (七十四)鸭嘴草属Ischaemum
(五十一)菖蒲属Acorus 96龙师草Eleocharis tetraquetra 124田间鸭嘴草Ischaemum rugosum var. segetum
72菖蒲Acorus calamus 97暗紫荸荠Eleocharis atropurpurea 125纤毛鸭嘴草Ischaemum ciliare
(五十二)芋属Colocasia 98无根状茎荸荠Eleocharis attenuata var.
erhizomatosa		 126芒穗鸭嘴草Ischaemum aristatum
73野芋Colocasia antiquorum (六十四)飘拂草属Fimbristylis (七十五) 蜈蚣草属Eremochloa
(五十三)海芋属Alocasia 99水虱草Fimbristylis sericea 127蜈蚣草Eremochloa ciliaris
74海芋Alocasia odora 100两歧飘拂草Fimbristylis dichotoma 128假俭草Eremochloa ophiuroides
三十五 浮萍科Lemnaceae 101拟二叶飘拂草Fimbristylis diphylloides (七十六)牛鞭草属Hemarthria
(五十四) 紫萍属Spirodela 102扁穗飘拂草Fimbristylis compressa 129牛鞭草Hemarthria altissima
75紫萍Spirodela polyrrhiza 三十九 禾本科Gramineae 130扁穗牛鞭草Hemarthria compressa
(五十五)浮萍属Lemna (六十五)薏苡属Coix (七十七)看麦娘属Alopecurus
76浮萍Lemna minor 103薏苡Coix lacroymajobi var. mayuen 131看麦娘Alopecurus aequalis
三十六 香蒲科Typhaceae (六十六)稗属Echinochloa (七十八)芦竹属Arundo
(五十六)香蒲属Typha 104光头稗子Echinochloa colonum 132芦竹Arundo donax
77长苞香蒲Typha angustata 105稗Echinochloa crusgalli (七十九)菰属Zizania
106无芒稗Echinochloa crusgalli var. mitis 133菰Zizania caduciflora
在39科中，禾本科、莎草科、蓼科和玄参科的物种数量位居前4位，其分别为31种、24种、8种和6种；有17科为单种科。
在74属中，莎草属、蓼属、荸荠属和稗属的物种数量位居前4位，其分别为6种、6种、6种和5种。

2.2 被子植物属的区系地理成分

在被子植物属中，酸模属、蓼属、毛茛属、金鱼藻属、金丝桃属、水苋菜属、半边莲属、香蒲属、狸藻属、灯芯草属、黍属、浮萍属、紫萍属、水龙属、茨藻属、眼子菜属、狐尾藻属、莎草属、芦苇属、藨草属、豆瓣菜属、荸荠属和慈姑属共23属为世界分布属；节节菜属、丁香蓼属、积雪草属、天胡荽属、水蓑衣属、田繁缕属、芦竹属、柳叶箬属、克拉莎属、砖子苗属、雀稗属、鸭嘴草属、番薯属、牛鞭草属、水蜡烛属、通泉草属、黑藻属、水竹叶属、蜈蚣草属、石龙尾属、苦草属、飘拂草属、水蜈蚣属、凤眼莲属、谷精草属、鸭跖草属、莲子草属、蓝耳草属、水团花属、薏苡属、刺蕊草属、芋属、海芋属、莲属、母草属和稻属共37属为热带分布属，其中，属于泛热带分布、热带亚洲和热带美州间断分布、热带亚洲至热带大洋州分布、热带亚洲至热带非州分布、热带亚洲分布的属数分别为20属、1属、7属、3属、6属，这表明会仙喀斯特湿地中植物属区系具有热带特性；萍蓬草属、鸭儿芹属、薄荷属、婆婆纳属、菵草属、看麦娘属、水芹属、稗属、柳属、三白草属、菰属、菖蒲属、蕺菜属和假稻属共14属为温带分布属，其中，属于北温带分布、东亚和北美州间断分布、旧世界温带分布、东亚分布的属数分别为9属、3属、1属、1属。

2.3 植物的生活型和生长型

根据植物的生活型和生态特点，可以将会仙喀斯特湿地中的植物划分为湿生植物、挺水植物、浮水植物和沉水植物。
在133种植物中，有34种湿生植物，占物种总数量的25.56%；有77种挺水植物，占57.90%；有13种沉水植物，占9.77%；有9种浮水植物，占6.77%。这表明会仙喀斯特湿地中的植物以挺水植物为主。
会仙喀斯特湿地中植物的生长型可以划分为草本植物和木本植物。其中，一年生草本植物和多年生草本植物的物种数量分别为46种和84种；落叶灌木、小乔木和乔木的物种数量都为1种。

2.4 植物群落多样性

由表2可知，在12种植物群落中，马来眼子菜群落的Simpson优势度指数和Shannon-Weiner多样性指数值都最大，长苞香蒲群落和菰群落的都较小；五刺金鱼藻群落的Pielou均匀度指数值最大，长苞香蒲群落和菰群落的都较小。
2 2022年8月会仙喀斯特湿地中植物群落的多样性指数值

The values of diversity indexes in karst wetlands in Huixian in August 2022

植物群落名称 Simpson优势
度指数		 Shannon-Wiener
多样性指数		 Pielou均匀度指数 植物群落名称 Simpson
优势度指数		 Shannon-Wiener
多样性指数		 Pielou均匀度指数
密齿苦草群落 1.254 0.668 0.334 马来眼子菜+黑藻群落 1.552 0.779 0.779
马来眼子菜群落 2.410 1.386 0.875 穗花狐尾藻+密齿苦草群落 2.031 1.253 0.791
黑藻群落 1.160 0.381 0.381 水蓑衣群落 1.355 0.730 0.461
五刺金鱼藻群落 1.959 0.975 0.975 长苞香蒲群落 1.066 0.203 0.203
石龙尾群落 1.321 0.587 0.587 菰群落 1.067 0.205 0.205
密齿苦草+黑藻群落 1.090 0.256 0.256 芦苇群落 1.563 1.003 0.501

3 讨 论

植物多样性在衡量湿地功能和生态系统稳定性方面具有重要指示作用[13-14]。在会仙喀斯特湿地中，多样性水平很高的马来眼子菜群落主要分布在水深为0.8~1.8 m的静止或者流速很慢的水域中，五刺金鱼藻群落主要分布在水深0.6~1.0 m的流速缓慢的河流或者有活水的水塘中，人类活动对马来眼子菜群落和五刺金鱼藻群落分布区的干扰较小；多样性水平很低的长苞香蒲群落和菰群落主要分布在浅水湖泊或者河流的浅水区，人类活动对其干扰频繁。
沉水植物属于大型草本植物，作为水生生态系统中的主要初级生产者，沉水植物通过增加空间生态位、抑制生物性和非生物性悬浮物、改善水下光照条件和增加溶解氧含量，为形成复杂的食物链提供了食物、场所和其他必要条件，也间接支持了肉食和碎食食物链，是水生生态系统生物多样性赖以维持的基础[14]。挺水植物处于水生生态系统与陆地生态系统的过渡地带中，其能抑制水体中藻类的生长，有效截留陆地径流携带的营养物质，防止沿岸水体中沉积物的再悬浮，为鱼类提供产卵和繁殖场所等[15-16]。近几十年来，会仙喀斯特湿地的部分天然沼泽和湖泊被开垦为农田、果园和养殖场等，天然湿地面积逐渐减少。近年来会仙喀斯湿地的水位下降，出现了较严重的旱情，表明湿地生态系统的调节功能明显降低。大量生活污水、含有残留农药和化肥的农业废水、含有养殖场粪便的污水被排入湖泊和河流水体中，导致水体富营养化加剧，破坏了会仙喀斯特湿地的生态平衡。在会仙喀斯特湿地的湖泊中，凤眼莲和空心莲子草等外来入侵物种大量繁殖，阻塞了河道，使水体中的溶解氧含量减小，影响了水生动植物的正常生长和繁殖。

4 结 论

2022年8月，在会仙喀斯特湿地中分布着39科79属133种植物，被子植物占绝对优势，而且以挺水植物为主。马来眼子菜群落和五刺金鱼藻群落的多样性水平较高，长苞香蒲群落和菰群落的多样性水平较低。会仙喀斯特湿地中的植物属区系具有热带特性。

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