四川乡野杂草多样性特征与3个保护策

摘要：【目的】乡野杂草是乡村生物多样性的重要组成部分，更是乡村生态系统的核心生物要素。长期以来，乡野杂草多样性的科学价值未得到足够重视，研究乡野杂草多样性特征及维持机制，并提出乡野杂草多样性保护策略，是乡村生物多样保护亟待解决的科学问题。

 

【方法】选取四川东北丘陵区域典型传统村落蚕华山村为研究区域，对村落内乡野杂草种类及分布情况进行定性及定量调查。

 

【结果】共记录乡野杂草65科188属263种，分布在院落、农田、水塘、沟渠、篱笆、崖壁、片林等21种不同类型的乡村生境中。分析发现，影响乡野杂草分布的主要环境因子为光照强度和土壤含水量，丰富多样的乡村生境类型为乡野杂草生长提供了多样化水热组合条件，而乡村生境多样性的维持与乡村生产生活方式密切相关。

 

【结论】基于实证研究结果，在分析乡野杂草多样性维持机制的基础上，提出5项乡野杂草多样性保护策略：

 

1）合理布局“三生”空间；

 

2）修复重建“丘-田-林-塘-居”单元；

 

3）保护乡村小微生境及构建立体生境网络；4）选用乡野杂草恢复乡村植被；5）传承传统乡村生态智慧。

 

在快速城镇化和乡村现代化进程中，传统乡村生态系统及其生物多样性正面临着严峻的威胁，乡村原有生境的改变、破碎化和逐步丧失，对乡村生物多样性造成了严重破坏。乡野杂草是指以乡村本土草本植物为主的所有分布在乡村区域的野生杂草种类，是乡村生物多样性的重要组成部分[1]，在乡村生态系统中发挥着不可替代的生态系统服务功能。作为初级生产力的重要来源之一，乡野杂草维系着乡村生态系统食物网结构的完整性[2]，不仅是各类动物重要的栖息地和庇护所，还为其提供丰富的食物资源。乡野杂草所构成的植物群落是乡村生态系统的核心要素和反映乡村生态系统健康的主要指示生物类群[3]，更是“山水林田湖草”生命共同体的重要组成部分[4]。

 

在中国现有的生物多样性保护研究中，对乡野杂草多样性的科学价值尚未给予足够的重视。因此，无论是在乡村快速城镇化还是在集约化农业发展过程中，部分不合理的农业生产活动对乡村自然生境结构及功能造成了破坏，更对传统乡村生境及其中广泛分布的乡野杂草造成了严重的影响[5-7]。

 

2021年，《生物多样性公约》第十五次缔约方大会（COP15）第一阶段会议通过的《昆明宣言》强调：“生物多样性及其提供的生态系统功能和服务为地球上所有形式的生命提供支持，巩固人类和地球的健康与福祉、促进经济增长和可持续发展。”[8]中国乡村生态系统占国土面积的50%左右[9]，乡村生物多样性是中国生物多样性保护中不可忽视的重要组分。

 

欧盟在乡村生物多样性保护方面处于世界领先地位[10]，自1992年实行“共同农业政策”（commonagriculturalpolicy,CAP）改革以来，通过“农业环境计划”（agri-environmentschemes,AES）持续不断地开展乡村农田生物多样性保护实践，并于20世纪80年代末提出了“高自然价值农田”（highnaturevaluefarmland,HNVF）概念，致力于在保证生产的前提下保护乡村生物多样性。高自然价值农田包括三大类型：

 

1）半自然植被比例高的农田；

 

2）支持稀有物种或重要本土物种生存的农田；

 

3）农业生产强度低且包含自然景观元素的农田，其中自然景观元素包括农田边缘、树篱、石墙、林地或灌丛、河溪等[11]。与强调集约化的农业发展模式不同，欧盟通过恢复乡村生境多样性发展高自然价值农田，这种方式不仅实现了粮食的低成本生产，还显著提升了乡村生物多样性。欧美学者通过对不同乡村生境及其中植物群落的结构及功能等开展研究，进一步表明高异质性乡村农田生境有利于提升乡村生物多样性[12-13]。

 

国内乡村生物多样性研究多聚焦于宏观尺度，且多以城乡空间格局与乡村生物多样性变化关系为切入点[14-15]，对中小尺度乡村生物多样性的时空演变研究相对缺乏，对生境及草本植物群落保护和恢复的相关研究多集中于城市、城郊区域或自然生态系统[16]，对乡村区域草本植物群落定量研究较少。乡村聚落中关于植物群落的研究大多是识别单一生境类型中的植物多样性特征并分析其影响因素[17-18]，且更关注灌木、乔木等木本植物群落与乡村景观要素间的相关关系[19-20]，缺乏对乡村生态系统整体性及乡村生境中乡野杂草对环境影响因子的响应机制研究。一些学者关注乡村土地资源适应性管理智慧与乡村植物多样性保育之间的关系，但多以定性描述为主，且主要集中在少数民族村落及特定植物类群[21-22]，对乡村生物多样性尤其是乡野杂草多样性缺乏系统研究[23]。

 

 

国内外对四川乡野杂草这一乡村生物多样性重要组分的研究相对匮乏，而乡野杂草多样性的快速衰退和丧失已经威胁到乡村生物多样性和乡村生态系统的整体健康。因此，应尽快开展乡野杂草多样性研究，探寻乡野杂草多样性维持机制，构建应对全球变化背景下的乡野杂草多样性保护策略，加快推动乡村生物多样性保护进程。

四川省东北部丘陵区部分乡村的传统风貌及人居结构保留完整，乡野杂草分布广泛且生长情况良好。本研究选取川东北典型丘陵区村落西充县蚕华山村为研究区域，在调查及识别各种乡村生境类型的基础上，对乡野杂草种类及分布情况进行定量调查研究，提出乡野杂草多样性保护策略，以期为中国乡村生物多样性保护提供科学依据和技术指引。

 

 

 

1.1研究区域概况

 

研究区域蚕华山村是位于四川省南充市西充县青龙乡的一个行政村，属川东北典型丘陵地带，地势西北高、东南低，海拔为300~400m，属亚热带湿润季风气候区，四季分明，温暖湿润。蚕华山村面积约为200hm2，北倚蚕华山，南濒青龙湖，村内丘峦起伏、丘坝相间，丘间平坝的聚居院落呈点状分布，平坝缓坡中的大面积农田及水塘成为联系各聚居院落的纽带；民居院落呈现出川东北村落典型的就势而筑、依山傍水、错落有致的格局（图1）。蚕华山村是中国第三批传统村落，村内保存有以严家大院、贺圣寺为代表的明清建筑，具有较高的历史和文化价值。

 

 

 

本研究采取定量与定性相结合的调查方法，于2016年10月—2017年8月在蚕华山村内共计开展4次现场调查。对研究区域内各种乡村生境特征及分布的乡野杂草种类进行记录，选取其中具有代表性的乡村生境开展乡野杂草群落定量调查，共设置固定调查样点48个；在不同季节进行调查时，在每个调查样点中随机设置3个1m×1m样方，对样方中乡野杂草的种类、多度、高度及盖度等数量特征进行记录。

 

根据FloraofChina（foc.eflora.cn）及《中国植物志》[24]对乡野杂草物种的科、属、种分类，选取Shannon-Wiener多样性指数（以下简称S-W多样性指数）和均匀度指数比较不同生境中乡野杂草的多样性差异；采用Jaccard相似性指数分析各生境中乡野杂草物种组成的相似性，并基于物种组成的相似性对乡村生境进行聚类分析。

 

根据蚕华山村各类型生境特征及其中分布的乡野杂草的生态特征，选取光照强度、土壤含水量及地形坡度作为影响乡野杂草分布的主要环境因子，并对其进行分级和赋值，通过典型相关分析（canonicalcorrelationanalysis,CCA）对各生境中乡野杂草的S-W多样性指数和环境因子进行排序，分析乡野杂草多样性与环境因子的相关关系。所有统计分析和作图均在R软件中完成，本研究采用以下计算式及赋值标准进行乡野杂草多样性计算。