湿地是指发育在水陆交替过渡地带的生态系统[1]，具有独特的水文、土壤、植被和生物特征以及景观多功能性[2]，对促进和保障生态安全以及经济社会的可持续发展具有重要作用[3]。受气候变化以及人类活动干扰等因素影响，湿地总面积呈减少趋势[4]，之后随着湿地保护措施的实施，湿地总面积呈恢复趋势[5-6]。当前，湿地保护尤其是湿地植被保护仍然尤为重要。齐成[7]研究提出，新疆湿地资源存在退化形势严峻、湿地生物多样性本底不清等现状，建议加强湿地保护力度。展开湿地植被调查，提高对其生境、群落结构和生态功能的认知，增强对湿地生态系统的保护意识，对保障湿地生态环境的健康和有序发展具有积极意义[8]。诸多学者在不同地点开展了湿地植被调查研究，于振海[9]采用线路调查与样地调查相结合的方法对乌拉特中旗植被进行了调查，对其植被特点、植物区系及植被分布做了系统阐述；黄献章等[10]对浙江云和梯田国家湿地公园植被进行调查，分析了湿地植被类型的组成、结构特征、分布规律和生境条件。
1 材料与方法
1.1 研究区基本情况
白山湖湿地坐标范围为75°56′30.39″—75°58′03.83″ E，39°09′54.60″—39°10′41.48″ N，面积101.8 hm2。湿地范围主要土地利用类型有草本沼泽、坑塘水面、沟渠、水浇地和乔木林等。
1.2 调查方法
采用典型区样方调查法[18]，在不同的植被型和物种群系内选取了26个植物样地，其中落叶阔叶林面积20 m×20 m，灌丛及草本样地面积分别为10 m×10 m和1 m×1 m；在每个乔木样地内随机设置3个灌木样方和3个草本样方，每个灌木样地随机设置3个草本样方。分层调查乔木、灌木及草本，实地观察记录物种生境类型、生长状况等；测量记录乔木和灌木的多度，草本的高度及盖度[19-20]。调查结束后及时录入、整理和分析野外调查数据。对每个样地分别计算乔木、灌木和草本的重要值。物种鉴定及群系命名参考《中国植被》[21]《新疆植被及其利用》[22]和《中国植物志》[23]等植被分类系统和原则，将样地中优势度（重要值）最大的物种作为群系的名称。
植物分布区是指任何植物分类单位——种、属或科的分布区域，即其分布于一定空间的总和。种子植物分布区类型的划分参照《世界种子植物科的分布区类型系统》[26]。
2 结果与分析
2.1 湿地植被类型
表1 白山湖湿地植被类型 |
| 植被型组 | 植被型 | 植物群系 |
|---|---|---|
| I落叶阔叶林 | 温性落叶阔叶林 | 1 新疆杨群系 Form. Populus alba var. pyramidalis |
| 2 白柳群系 Form. Salix alba | ||
| 3 新疆杨+白柳群系 Form. Populus alba var. pyramidalis +Salix alba | ||
| Ⅱ灌丛 | 温性落叶阔叶灌丛 | 4 多枝柽柳群系 Form. Tamarix ramosissima |
| Ⅲ草甸 | 低湿地草甸 | 5 拂子茅群系 Form. Calamagrostis epigejos |
| 6 牛筋草群系 Form. Eleusine indica | ||
| 7 藨草群系 Form. Schoenoplectus triqueter | ||
| Ⅳ沼泽 | 沼泽 | 8 芦苇群系 Form. Phragmites australis |
| V水生植被 | 水生植被 | 9 浮叶眼子菜群系 Form. Potamogeton natans |
| 10 芦苇+水烛群系 Form. Phragmites australis + Typha angustifolia | ||
| 11 水烛群系 Form. Typha angustifolia | ||
| 12 水葱群系 Form. Schoenoplectus tabernaemontani | ||
| 13 莲群系 Form. Nelumbo nucifera |
2.2 主要植被类型特征
2.2.1 落叶阔叶林
植被型为温性落叶阔叶林，主要的植物群系包括新疆杨群系、白柳群系以及新疆杨+白柳群系（表1）。
（1）新疆杨群系。新疆杨以新疆南疆较为普遍，属中湿性树种，抗寒性较差，喜光，不耐阴，抗大气干旱、风和烟尘，较耐盐碱。在调查区以纯林为主，少与钻天杨（Populus nigra var. italica）、箭杆杨（Populus nigra var. thevestina）混种，少量配植沙枣（Elaeagnus angustifolia）和白柳（Salix alba）等乔木，形成混交林带，林下多伴生柽柳属（Tamarix）灌木。草本层有粉绿铁线莲（Clematis glauca）、芦苇（Phragmites australis）、骆驼刺（Alhagi camelorum）、苦豆子（Sophora alopecuroides）、甘草（Glycyrrhiza uralensis）和刺儿菜（Cirsium arvense var. integrifolium）等。该群系类型多以防护林带形式分布在道路、渠系两侧或田边。
（2）白柳群系。白柳是新疆地区主要的人工造林树种之一，属湿性树种，喜光，不耐阴，耐寒，耐修剪，中等耐盐。常单独种植或与沙枣混交种植，林下多黑果枸杞（Lycium ruthenicum）和柽柳属等灌木。草本层有芦苇、粉绿铁线莲、骆驼刺、苦马豆（Sphaerophysa salsula）、苦豆子、刺儿菜和牛筋草（Eleusine indica）等。该群系类型多数分布在灌排渠系两侧或田边，以防护林形式整齐排列，渠系内及周边常伴生有湿生植物。
（3）新疆杨+白柳群系。该群系多按杨多柳少的比例混交种植，还混生种植沙枣和桑（Morus alba）等乔木。林下多柽柳属、疏花蔷薇（Rosa laxa）等灌木。草本层有芦苇、粉绿铁线莲和骆驼刺等。
上述3个群系在湿地范围内均为人工栽植型落叶阔叶林。
2.2.2 灌丛
植被型为温性落叶阔叶灌丛，主要植物群系为多枝柽柳（Tamarix ramosissima）群系。多枝柽柳是柽柳科柽柳属灌木，对干旱荒漠环境的适应性强，在水热条件较好的地区可形成乔木状灌木，通常分布于河漫滩、河谷阶地、盐土、沙土及沙丘。该物种多分布于土壤盐化较重的渠系两侧、坑塘水面岸边，常与黑果枸杞、花花柴（Karelinia caspia）、甘草、骆驼刺、白麻（Apocynum pictum）、盐角草（Salicornia europaea）、平车前（Plantago depressa）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）和拂子茅（Calamagrostis epigeios）等组成群系。该群系在湿地中部加马铁热克水渠以北有大片分布（面积约1 hm2），形成连片的群落景观。
2.2.3 草甸
植被型为低湿地草甸，主要植物群系包括拂子茅群系、牛筋草群系以及藨草（Schoenoplectus triqueter）群系等。
（1）拂子茅群系。拂子茅为多年生草本，高80～150 cm，具根状茎。喜生于平原绿洲，习见于水分条件良好的农田、地埂、河边及山地，土壤常轻度至中度盐渍化，是组成平原草甸和山地河谷草甸的建群种，常与花花柴、盐角草、平车前和蒲公英等组成群系。该群系在低湿地内有片状分布。
（2）牛筋草群系。牛筋草为一年生草本，根系发达，秆丛生，基部倾斜，高10～90 cm，多生于荒芜之地及道路旁。牛筋草可通过有性和无性繁殖，常以绝对优势建立群系，有少量的黑果枸杞、蒲公英、盐生车前（Plantago salsa）、乳苣（Lactuca tatarica）、芦苇、芨芨草（Neotrinia splendens）、赖草（Leymus secalinus）和粗脉薹草（Carex rugulosa）等草本植物生长。该群系在路边、渠埂上有大量片状分布。
（3）藨草群系。藨草挺拔直立，色泽光雅洁净，抗寒耐湿，喜生于潮湿多水之地，常于沟边、塘边、山谷溪畔或沼泽地成片出现藨草优势群系。时常有少量的盐生车前、乳苣、芦苇、粗脉薹草、圆囊薹草（Carex orbicularis）、节节草（Equisetum ramosissimum）、问荆（Equisetum arvense）及褐穗莎草（Cyperus fuscus）、红鳞扁莎（Pycreus sanguinolentus）和小花灯心草（Juncus articulatus）等湿生型植物生长。该群系在湿地区有片状分布。
2.2.4 沼泽
植被型为沼泽，主要植物群系为芦苇群系。芦苇主要分布在较潮湿土壤、沼泽和泊浅水区域。群落发育良好，高度2～3 m，盖度60%～90%，形成茂密的纯群。群落组成单一，芦苇占绝对优势，群落边缘伴生种有水烛（Typha angustifolia）、凤眼莲（Pontederia crassipes）等。
2.2.5 水生植被
植被型为水生植被，主要植物群系包括浮叶眼子菜（Potamogeton natans）群系、芦苇+水烛（Typha angustifolia）群系、水烛群系、水葱（Schoenoplectus tabernaemontani）群系以及莲（Nelumbo nucifera）群系等。
（1）浮叶眼子菜群系。该群系分布于低洼地小水塘内、河沟、水渠和池塘等，水体多呈微酸性或中性环境，水深10～20 cm，群落盖度10%～15%，呈片状分布，且占有绝对优势。常见伴生种有芦苇、水烛、小香蒲（Typha minima）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）、海韭菜（Triglochin maritima）和水麦冬（Triglochin palustris），偶见丝叶眼子菜（Stuckenia filiformis）、狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）和穗状狐尾藻（Myriophyllum spicatum）等。
（2）芦苇+水烛群系。芦苇生态幅较广，可在河边、池沼中生长成为沼泽类型；又可在地下水位较高、水分饱和的土壤中生长成为草甸类型，于盐渍化土壤中生长形成盐化草甸类型，于流沙地区的沙丘间低地生长成为沙生植被的组成成分。该群系湿地内群落高度100～150 cm，下部10～50 cm部分被水淹没，盖度50%～90%。伴生种有小香蒲、金鱼藻、丝叶眼子菜、小眼子菜（Potamogeton pusillus）、狐尾藻和穗状狐尾藻等。
（3）水烛群系。水烛为多年生水生或沼生草本，生于湖泊、河流、池塘浅水处，水深达1 m或更深，沼泽、沟渠亦常见，当水体干枯时可生于湿地及地表皲裂环境。该群系呈片状分布，盖度50%～90%，伴生种有芦苇、浮叶眼子菜、小香蒲、金鱼藻、丝叶眼子菜、小眼子菜、狐尾藻和穗状狐尾藻等。
（4）水葱群系。水葱匍匐根状茎粗壮，有许多须根，秆圆柱状，高1～2 m，生长在湖边、水边、浅水塘、沼泽地或湿地草丛中。该群系呈小片状分布，盖度30%～90%，伴生种有芦苇、浮叶眼子菜、小香蒲、金鱼藻、丝叶眼子菜、小眼子菜和狐尾藻等。
（5）莲群系。莲是多年生水生草本，根状茎横生、肥厚，节间膨大，内有纵行通气孔道，节部缢缩；叶圆形、盾状，直径25～90 cm，表面深绿色，被蜡质白粉覆盖；花瓣红色、粉红色或白色。该群系为人工栽培，生长于池塘，伴生种有浮萍（Lemna minor）、芦苇、浮叶眼子菜、小香蒲、丝叶眼子菜、小眼子菜、狐尾藻和金鱼藻等。
2.3 植物区系的组成
植物区系是植物科和属的自然综合体，可以反映植物的演化历史、土壤和气候条件等变化[24]。科的特征能够体现物种间较为广泛的亲缘关系，其数量及排序可以反映某一区域优势科的数量、种类及对植物区系组成的重要作用。属的组成则集中体现该地区植物区系的演化历史与地理特征。科、属的特征是区分不同植物类群的重要标志，能够反映植物在进化过程中形成的独特的适应性特征。
2.3.1 植物科的组成
本次调查共记录到植物111种，隶属35科81属。按形态结构特征分类：蕨类植物1科1属2种（木贼科木贼属），占物种总数的1.8%；被子植物34科80属109种，占比98.2%。被子植物中，双子叶植物27科55属74种，种数占被子植物总种数的67.9%；单子叶植物7科25属35种，占比32.1%。按植物对水的适应性分类：水生植物28种，归属于14科20属，占植物总种数的25.2%，其中湿生型植物10种，占水生植物总种数的35.7%；挺水型植物10种，占比35.7%；沉水型植物7种，占比25.0%；漂浮型植物1种，占比3.6%。区系分析表明，物种数目较少的小型科、小型属占绝对优势。
科按所含种数的多少依次排序为禾本科（Gramineae）、菊科（Asteraceae）、豆科（Leguminosae）、莎草科（Cyperaceae）、藜科（Chenopodiaceae）、杨柳科（Salicaceae）、茄科（Solanaceae）、车前科（Plantaginaceae）、眼子菜科（Potamogetonaceae）、毛茛科（Ranunculaceae）、胡颓子科（Elaeagnaceae）、木贼科（Equisetaceae）、桑科（Moraceae）、蓼科（Polygonaceae）、苋科（Amaranthaceae）、蔷薇科（Rosaceae）、柽柳科（Tamaricaceae）、小二仙草科（Haloragaceae）、唇形科（Lamiaceae）、香蒲科（Typhaceae）、水麦冬科（Juncaginaceae）、胡桃科（Juglandaceae）、马齿苋科（Portulacaceae）、石竹科（Caryophyllaceae）、睡莲科（Nymphaeaceae）、金鱼藻科（Ceratophyllaceae）、蒺藜科（Zygophyllaceae）、锦葵科（Malvaceae）、报春花科（Primulaceae）、夹竹桃科（Apocynaceae）、萝藦科（Asclepiadaceae）、旋花科（Convolvulaceae）、狸藻科（Lentibulariaceae）、浮萍科（Lemnaceae）和灯心草科（Juncaceae）。
对组成植物区系的35个科按所含种数多少划分为5个类别（表2），其中单种科有14科，寡种科19科，中型科2科，无较大型科和大型科，单种科和寡种科占优势。从科的分级及比例上可以看出，在科水平区域植物以单种科和寡种科为区系优势科的特征明显。单种科和寡种科在此区域占比较大，表明植物在逐步适应严酷环境时只有一种或少数种能较好地生存，科内的其他种可能因无法适应环境而被淘汰。无大型科的现象说明区系内部各科之间优势差别不明显，植被整体多样性程度不高，植被内部结构较为简单。
表2 白山湖湿地植物科的组成 |
| 类别 | 科 | 属 | 种 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 科数 | 比例/% | 属数 | 比例/% | 种数 | 比例/% | |
| 大型科（>50种） | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 较大科（21~50种） | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 中型科（11~20种） | 2 | 5.7 | 25 | 30.9 | 28 | 25.2 |
| 寡种科（2~10种） | 19 | 54.3 | 42 | 51.8 | 69 | 62.2 |
| 单种科（1种） | 14 | 40.0 | 14 | 17.3 | 14 | 12.6 |
| 总计 | 35 | 100 | 81 | 100 | 111 | 100 |
2.3.2 植物属的组成
由表3可知，白山湖湿地被子植物有80属共109种。按所含种数划分为5种类型，其中单种属59个，寡种属（2～5种）21个，无中型属、较大型属和大型属。寡种属中含2种以上的属包括杨属（Populus）（4种）、车前属（Plantago）（4种）、眼子菜属（Potamogeton）（4种）、藨草属（Scirpus）（3种）和薹草属（Carex）（3种），含2种的属包括蓼属（Polygonum）、藜属（Chenopodium）、滨藜属（Atriplex）、苋属（Amaranthus）、碱毛茛属（Halerpestes）、草木犀属（Melilotus）、苜蓿属（Medicago）、柽柳属（Tamarix）、胡颓子属（Elaeagnus）、狐尾藻属（Myriophyllum）、茄属（Solanum）、旋覆花属（Inula）、蒲公英属（Taraxacum）、香蒲属（Typha）、水麦冬属（Triglochin）和拂子茅属（Calamagrostis）。
表3 白山湖湿地被子植物属的组成 |
| 类别 | 属 | 种 | ||
|---|---|---|---|---|
| 属数 | 占属比例/% | 种数 | 占种比例/% | |
| 大型属（>20种） | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 较大型属（11~20种） | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 中型属（6~10种） | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 寡种属（2~5种） | 21 | 26.2 | 50 | 45.9 |
| 单种属（1种） | 59 | 73.8 | 59 | 54.1 |
| 总计 | 80 | 100 | 109 | 100 |
统计表明，该区域植被完全由单种属和寡种属（2～5种）组成，无中型属、较大型属和大型属。从数据上看，单种属的比例为73.8%，占绝大部分，说明该区植物整体多样性不高。
2.4 植物分布区的类型
分布区是植物种的发生对环境的长期适应，以及许多自然因素对其影响的综合结果。各植物可根据其地理分布划分出分布区类型或分布型。植物区系地理成分是按照其分布区类型划分的，植物区系分区也以此为主要依据。此外，植被的分类、区划，综合自然地理区划和区域自然地理的研究等，也以植物区系的分布区类型或地理成分作为重要参考或依据[26-27]。通过对白山湖湿地植物区系科的地理成分分析，其植物区系中优势科基本为世界广布科，这反映出该地区气候较严酷，干旱荒漠气候使许多温带成分虽在该区有分布，却难以形成优势，而广布性的科能以其庞大的种系和较强的适应能力在生境恶劣地域取得优势[28]。其次是温带成分，这表明尽管其所含种数相对优势科而言不多，但在植物区系中起着重要的表征作用，反映出植物分布与地区气候条件的一致性。如柽柳科，为该区植物区系的表征科，但仅有1属2种，主要分布在荒漠和洪泛区，其中多枝柽柳是该区植被中的建群种或优势种。
2.4.1 科的地理成分分析
2.4.2 属的地理成分分析
世界广布的属占绝对优势，占比58%，如木贼属、毛茛属、合头草属、藜属、杨属、柳属、槐属、狐尾藻属、金鱼藻属、旋花属和车前属等；古地中海成分与温带成分在该区已难以划清界限，占比16%，表明其温带性质和起源的特殊性。这一类型的植物也分布在中亚各部温暖干旱荒漠/绿洲等群落中。泛热带分布属排第三，占比11%，有鹅绒藤属、苦苣菜属等；再次为北极—高山属，占比10%，有委陵菜属和水麦冬属；最少为东亚属，占比5%（图1B）。
3 结论与讨论
本研究采用典型区样方调查法对该湿地植被类型、分布特征、植物区系组成和植物分布区类型进行调查研究。结果表明，参考《中国植被》和《新疆植物志》等植被分类系统和原则，根据物种优势度将研究区植被划分为5个植被型组、5个植被型和13个群系，其中沼泽类和水生类群系最能代表该区湿地水生植物特征。本次调查共记录到植物111种，隶属35科81属。按形态结构特征分类：蕨类植物占物种总数的1.8%；被子植物占比98.2%（双子叶植物占67.9%，单子叶植物占比32.1%）。按植物对水的适应性分类：水生植物28种，占物种总数的25.2%（其中湿生型植物占比35.7%；挺水型植物占比35.7%；沉水型植物占比25.0%；漂浮型植物占比3.6%）。植物区系分析表明单种和寡种科占优势，科和属的地理成分均主要表现为世界广布。
该湿地位于典型的内陆干旱荒漠绿洲地区，湿地内陆生植物组成、植被类型均有着显著的温带性质和荒漠特征，与该区域的历史起源和气候、地理演化过程相符合。规划区内湿地生态系统完整，湿地植被类型较丰富，保存完好。湿地内沼生、水生湿地植被种类丰富、层次多样、群系较复杂，能够代表该区域湿地群落的共性，展示了湿地生态系统的健康度，保护现状趋于良好。湿地水源单一，易受人类活动干扰，为避免人为干扰引起的湿地生境条件恶化，导致湿地植被由湿生植物群落向旱生植物群落发生逆向演替，应减少工农业与湿地争水，还水于湿地，使湿地生态系统保持良性可持续发展。