淡水森林湿地泛指长期或周期性被水(尤其指洪水)淹没的淡水木本群落，包括淡水木本沼泽、滩地硬木林、河滨森林缓冲带及溪岸森林缓冲带等。淡水森林湿地短期而频繁的洪水淹渍使系统具有比长期水淹更高的生产力，在调节气候、蓄洪防旱、净化水质、生产木材制品、为动物提供栖息环境及维持全球生态平衡等方面均具有重要作用(潘云芬等, 2007)。

森林湿地十分脆弱。随着人口的急剧增加，人类对湿地的过度开发与不合理利用直接导致了湿地面积锐减和湿地环境恶化。中国现有湿地面积3 848万hm²，但在占居总面积94%的天然湿地中，森林湿地仅26万hm²(丁维新等, 2002；安树青, 2003)。

安徽升金湖国家级自然保护区(简称为升金湖)位于长江中下游南岸，是世界上种群数量最多的白头鹤(Grus monacha)的天然越冬地之一。近十几年来，周边森林屡遭砍伐，加之过度放牧、耕作及洪水，湖区主要水源(如黄湓河)周边森林质量下降，集水区域内水土流失面积达1万hm²。1995—1996年连续2年特大洪水，升金湖上、下湖泥沙淤积，湖床抬高1 cm，水草资源逐年减少，枯水季节湖区湿地保水功能下降，部分地段土壤板结、干裂，湿地生态系统受损，植被破坏严重，水禽越冬觅食地发生转移(项桂娥, 2004；潘云芬等，2008)。

淡水森林湿地植被恢复和重建研究已成为全球湿地生态的研究热点之一，恢复和重建成功的关键是对特殊的生境选择适宜的树种。国际上有关适生树种筛选的研究较多(McLeod et al., 2000; Stanturf et al., 2004)，关于红树林(属咸水森林湿地)的研究与评价在国内外已有较多报道(Field, 1998; 安树青, 2003)，但对于淡水森林湿地的研究还严重不足(潘云芬等, 2007)。我国大量淡水湿地的修复基本上以草本为主，对于木本植物的研究较少，且研究主要集中在美洲黑杨(Populus deltoides)、垂柳(Salix babylonica)和池杉(Taxodium ascendens)等少数树种，有关淡水森林湿地适生树种筛选的系统研究还未见报道。中国至今还没有淡水森林湿地植被恢复与重建的成功案例(安树青, 2003; 潘云芬等, 2007; An et al., 2007)。

本研究在升金湖水陆(湖－山)过渡区，采用2种不同种植模式，选择种植8种本土树种和7种引进树种，通过不同水分梯度栽培试验，筛选出升金湖地区森林湿地植被恢复适生树种，为我国今后长江中下游地区淡水森林湿地恢复和重建工作提供科学依据。

1 研究区概况

升金湖位于长江南岸，安徽省南部的池州地区境内(116°55′—117°15′ E, 30°15′—30°30′ N)，是中国具有国际意义的40个自然保护区之一，白头鹤等越冬珍禽及该湿地生态系统均为国家重点保护对象。保护区总面积3.33万hm²。升金湖系永久性淡水湖泊，平均水面7 600 hm²，丰水期水面1.33万hm²，枯水期水面3 300 hm²，湖岸线长165 km，湖床平均海拔11 m，湖周平均海拔25 m，年均水位10.88 m。湖水主要来自地表径流和东南方的张溪河和东北方的唐田河，经黄盆闸与长江相通。

该区属亚热带季风气候，夏季炎热潮湿，冬季寒冷干燥。全国无霜期240 d，年降雨量1 600 mm，4—6月为雨季，年蒸发量757.5 mm，年均气温16.14 ℃。

该区土壤类型较单一，地带性土壤为红壤类的黄红壤亚类，非地带性土壤主要有潮土和水稻土。

2 研究方法

试验区位于安徽升金湖的下湖与附近燕窝山(湖与山)的水陆交接地带(2.26 hm²)，受山体滑坡和汛期湖水淹没的影响，该过渡区从东南到西北，地势梯度逐级降低，高低最大落差1.6 m。研究时间为2007-03—2008-05。

2.1 树种选择

根据树种生物学特性、经济价值及生态价值，参考前人研究(孙启祥等, 1998; 安树青, 2003; Stanturf et al., 2004)，选择本土树种8种：垂柳(观赏植物)、枫杨(Pterocarya stenoptera)(具抑螺作用)、江南桤木(Alnus trabeculosa) (具固氮作用)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)(速生用材)、枫香(Liquidamba formosana) (速生用材、药用及观赏植物)、乌桕(Sapium sebiferum)(鸟类食物、工业原料)、中山杉(Taxodium ascenden×T.mucronatum)(速生用材)和金丝垂柳(Salix×aureo-pendula)(观赏植物)；引进树种7种：美洲黑杨(速生用材)、落羽杉(Taxodium distichum)(用材及观赏植物)、水紫树(Nyssa aquatica)(用材及观赏植物)、池杉(速生用材)、日本甜柿(Diospyros kaki)(鸟类食物、用材)、美国山核桃(Carya illinoensis)(经济类用材树种)和彩叶杞柳(Salix integra)(观赏植物)。具体苗木信息见表 1。

2.2 苗木种植方式

将试验样地划分为试验1区和试验2区。

试验1区的种植模式(图 1)：在低(1L)、中(1M)、高(1H)3个不同地下水位梯度区种植相同树种，观测树种在不同水分状况(淹水程度)下的生长情况，筛选出不同耐水程度的树种，以推广应用，该模式2个重复，种植株行距为5 m×5 m，面积为1.23 hm²。预筛选的本土树种有枫香、垂柳、水杉、江南桤木和枫杨；引进树种有美洲黑杨、池杉、落羽杉和水紫树。

试验2区的种植模式见图 2：在低(2L)、中(2M)、高(2H)3个不同的地下水位梯度区种植不同的树种，在同一种水位梯度区分别有规律地交互种植3种本土树种和3种引进树种，本区的目标是在筛选适宜特定高程小生境树种的同时构建具一定多样性的森林群落的恢复示范模式，这也是目前国际上在植被恢复过程中常采用的恢复模式(McLeod et al., 2000)。该模式本土树种3个重复，引进树种2个重复，种植株行距为5 m×2.5 m，面积1.03 hm²。该区选择的本土树种有枫香、金丝垂柳、中山杉、枫杨、水杉、江南桤木和乌桕；引进树种有美洲黑杨、池杉、落羽杉、水紫树、美国山核桃、日本甜柿和彩叶桤柳。

2.3 地下水位观测

在试验1区的1L、1M和1H 3个区各挖一个地下水位观测井，井深4 m，高出地面1~2m。人工观测记录各区地下水位的变化，每隔10 d观测1次。

在试验2区的2L、2M和2H 3个区，各挖一个地下水位观测井，井深4 m，高出地面1~2 m。在每个观测井各安装1个自动水位计，自动记录各区每天地下水位的变化，每日早晨8:00和晚上20:00各观测记录1次，取2次的平均值为当日地下水位值。

2.4 苗木成活率的观测

定期观测各种苗木在自然状况下的成活率。在生长初期(3—6月)，每月观测3次(1次/10 d)；在淹水期(7—10月)，每月观测6次(1次/5 d)；在枯水期(11月至翌年5月)，每月观测1次。

2.5 淹水深度和时间观测

记录各区淹水的开始和结束时间。分别观测各水位梯度区4个角及中心位置的淹水深度，各水位区中5个点水位深度的均值为该水位区的淹水深度，每隔10天记录1次。

3 结果与分析 3.1 淹水时间和深度

据观测，试验地从7月10日开始淹水，淹水的面积逐步扩大，水位逐步上升，直到9月13日开始水位缓慢下落，10月1日开始退水速度加快，10月13日退水完毕，苗木的最长持续淹水时间达96 d。各水位梯度区平均淹水天数和最长持续淹水天数见表 2。

从表 2可以看出，试验1区低(1L)、中(1M)、高(1H)水位梯度区的平均淹水深度分别为35.3，65.1和81.7 cm，试验2区低(2L)、中(2M)、高(2H)水位梯度区的平均淹水深度分别为20.1，65.9和107.4 cm。

3.2 苗木成活率

升金湖试验区种植的15种木本植物(8种本土树种和7种引进树种，共1427棵)苗木在自然状态下生长14个月，各月成活率见表 3。

从表 3可以看出，就整个样地而言，枫香、垂柳、金丝垂柳、中山杉、乌桕、水杉、江南桤木和枫杨这8种本土树种在种植14个月后，成活率分别为98.9%, 98.3%, 91.3%, 51.2%, 50.0%, 7.3%, 4.0%和1.8%，其中枫香、垂柳、金丝垂柳成活率较高(＞90%)，表明这3个树种耐水性很强，在种植第1年，经受了2007年7—8月份的长江中下游特大洪水灾害和2008年1—2月份的特大雪灾，很适合升金湖湿地土壤生长。乌桕和中山杉在种植1个月(4月份)后，成活率分别为55.6%和55.8%，从2007年5月至翌年5月，这2树种的成活率基本保持不变。水杉、江南桤木和枫杨种植14个月后死亡率较高(成活率＜10%)，表明这3个树种不适宜在升金湖湿地种植。

就整个样地而言，美洲黑杨、池杉、彩叶杞柳、日本甜柿、落羽杉、美国山核桃和水紫树这7种引进树种在种植14个月后的成活率分别为79.7%, 72.4%, 56.8%, 55.7%, 34.6%, 15.8%和6.3%，其中美洲黑杨和池杉成活率较高(＞70%)，表明这2个树种耐水性较强，较适宜在升金湖湿地种植。落羽杉成活率较低，这主要与苗木高度较矮(＜1.5 m)，而淹水深度超过苗高的1/2有关。彩叶杞柳种植14个月后的成活率为56.8%，耐水性一般；日本甜柿和美国山核桃种植1个月(2007-04)后成活率较低，而在其后的各月里成活率保持稳定；水紫树种植14个月后的成活率最低(表 3)。

3.3 苗木成活率与淹水深度

淹水期间，各水位梯度区淹水深度和持续淹水天数见表 2，各水位梯度区每种树的淹水成活率见表 4。从表 2与表 4可以看出，在试验1区，本土树种枫香和垂柳在低(1L)、中(1M)、高(1H)3个地下水位梯度区，淹水期的成活率皆为100%，表明枫香和垂柳在81.7 cm的平均淹水深度下，至少可耐86 d左右的持续淹水，在最大淹水深度为117 cm时，可耐90 d的持续淹水，耐水性很强；江南桤木、枫杨和水杉在1L、1M和1H区，其淹水成活率皆较低，且从1L→1M→1H区，随着淹水深度的增加，成活率逐渐降低，表明这3个树种耐水性较弱。

引进树种美洲黑杨在试验1区的1L、1M和1H区，其淹水期的成活率皆为100%，表明美洲黑杨在81.7 cm的平均淹水深度下，能耐86 d左右的持续淹水(表 2，4)，耐水性极强。池杉和落羽杉种植在1L、1M、1H区，其淹水成活率较高(分别大于95.2%和68.9%)，耐水性较强。水紫树种植在1L、1M和1H区，淹水成活率皆较低(分别为50.0%, 16.7%和10.0%)，且随着淹水深度的增加，成活率迅速降低。

从表 2，4可以看出，在试验2区，本土树种枫香种植在2L区，其淹水成活率为100%。金丝垂柳种植在2L和2M区，其淹水成活率皆较高(≥97.7%)；中山杉种植在2M区，其淹水成活率为93.8%，这表明金丝垂柳和中山杉在65.9 cm的平均淹水深度下，能耐71 d持续淹水，耐水性较强；乌桕仅种植在2L区，淹水成活率为100%，表明乌桕可种植水淹深度20.1 cm，淹水时间在1个月左右的升金湖湿地地势较高处；水杉仅种植在2M和2H区，其淹水成活率分别为46.5%和31.8%；江南桤木和枫杨种植2H区，淹水成活率较低，分别为33.0%和4.6%，表明水杉、江南桤木和枫杨这3个树种淹水成活率较低，耐水性较弱，这与孙启祥等(1998)的研究结论基本一致。

在试验2区，引进树种美洲黑杨种植在2L和2M区，其淹水成活率皆为100%，表明美洲黑杨在65.9 cm的平均淹水深度下，至少能耐71 d的持续淹水，耐水性较强；落羽杉种植在2H区，其淹水成活率为68.4%；池杉种植在2M和2H区，其淹水成活率分别为100%和89.1%，耐水性较强，表明落羽杉和池杉在107.7 cm的平均淹水深度下，在最大淹水深度为127.5 cm时，至少能耐91~96 d的持续淹水；美国山核桃和日本甜柿仅种植在2L区，淹水成活率皆为100%，表明这2个树种可种植在升金湖湿地区水淹深度为20.1 cm的地势较高处，耐水淹24 d左右，并可以在地势较低处继续进行种植试验；彩叶杞柳仅种植在平均淹水深度为65.9 cm的2M区，淹水成活率为61.4%；水紫树种植在2H区，淹水成活率很低(2.6%)(表 2，4)。

3.4 苗木成活率与持续淹水时间

为了更好地探讨苗木经淹水后成活率与持续淹水时间的关系，将苗木持续淹水时间分4个时段(0~15、15~30、30~60与60~90 d)，各树种在各淹水时段的成活率见表 5。

从表 2，5可以看出，本土树种枫香和垂柳随持续淹水天数增加，苗木的平均淹水成活率一直保持在100%，表明枫香和垂柳在淹水期间的成活率最高，耐水性最强；金丝垂柳在淹水0~15、15~30、30~60及60~90 d，其淹水成活率分别为100%，100%，100%及98.0%，耐水性极强。进一步表明枫香、垂柳和金丝垂柳是耐水性极强的树种，至少能耐60~90 d的连续淹水，是升金湖森林湿地植被恢复非常好的树种。中山杉在淹水第0~15和15~30天，其淹水成活率皆为100%；淹水第30~60天，淹水成活率略下降为93.8%，耐水性较强，至少能忍受30~60 d持续淹水。乌桕种植在2L区，在持续淹水0~15和15~30 d，成活率皆为100%，是否能忍受更长时间淹水，有待于进一步观测和试验。水杉、江南桤木和枫杨随着淹水时间增加，其淹水成活率迅速下降；淹水第15~30天，水杉、江南桤木和枫杨淹水成活率分别为78.9%, 73.7%和66.7%；淹水30~60 d，成活率分别下降53.2%, 51.0%和53.9%；淹水60~90 d，其成活率迅速下降到10%以下，进一步表明水杉、江南桤木和枫杨耐水性较弱，不适合在升金湖湿地区种植。

从表 2，5可以看出，引进树种美洲黑杨、池杉和落羽杉在淹水第30~60 d，淹水成活率分别为100%，92.3%和73.1%；持续淹水60~90 d，淹水成活率分别为87.1%，95.2%和68.4%，表明这3个树种耐水性较强，能耐60~90 d的持续淹水。水紫树在持续淹水0~15、15~30及30~60 d，淹水成活率分别为70.3%，69.2%和61.1%，但在持续淹水60~90 d，淹水成活率迅速下降为40%。

美国山核桃和日本甜柿在淹水0~15 d和15~30 d，其淹水成活率皆为100%，表明这2个树种可种植在升金湖地区淹水15~30 d、淹水深度20 cm左右的地势高处，但能否忍耐更长时间淹水，需要进一步试验。彩叶桤柳在淹水0~15、15~30和30~60 d，其淹水成活率分别为97.6%, 90.3%和57.1%，表明彩叶桤柳在平均淹水深度为65.9 cm下，至少能耐1~2个月的持续淹水，随淹水天数增加，成活率逐渐降低(表 2，5)，这与彩叶桤柳为灌木，苗木矮小有关，其耐水性有待于进一步试验。

4 结论与讨论

本土树种枫香和垂柳在持续淹水第60~90天，平均淹水深度为81.7 cm，其成活率皆为100%，表明枫香和垂柳耐水性极强。金丝垂柳和中山杉在持续淹水第60~90天，平均淹水深度为65.9 cm，其成活率分别为97.7%和93.8%，表明金丝垂柳和中山杉也是耐水性较强的树种。这4种本土树种完全可作为升金湖地区淡水森林湿地植被恢复和重建的适生树种。

北美枫香(Liquidambar styraciflua)早已成为淡水森林湿地植被恢复中应用较广的树种之一(Baker et al., 1977; Wallace et al., 1996)，而其同属植物——中国的本土树种枫香，不仅是长江流域及其以南地区的优良的经济型乡土树种，而且是三峡库区低海拔区残存的较典型的常绿阔叶林的优势树种之一(赖江山等，2006；翁琳琳等，2007)。本试验结果表明，枫香与北美枫香相似，在密度大、紧实、通气透水性差和含水量高的土壤上生长良好，而且其耐水性可与耐水性强的本土树种垂柳相当，完全适宜在升金湖地区等季节性淹水的湿地种植，可做为长江中下游地区淡水森林湿地及三峡库区消落带植被恢复的优良树种，是一种具有广泛应用前景的淡水湿地植被恢复和重建的适生树种。

垂柳、金丝垂柳和中山杉的耐水性较强，这与前人的研究结论基本一致(顾佳清等，2004；赖江山等，2006；陆小清等，2007；吴泽民等，2000)。乌桕在持续淹水第15~30天，平均淹水深度为20.1 cm时，其成活率为100%，说明乌桕可种植在升金湖水陆过渡区的地势较高处，并可适当向地势较低处种植试验。乌桕的种子是鸟类喜食食物，因此，在升金湖周边地区地势高处(淹水15~30 d，淹水深度20 cm左右)种植乌桕，对保护该地区珍稀鸟类物种及其栖息地具有十分重要的意义。

引进树种美洲黑杨在持续淹水第60~90天，平均淹水深度为81.70 cm，其成活率为100%；池杉在持续淹水第60~90天，平均淹水深度为107.4 cm，其成活率分别为89.1%。这2种引进树种可作为升金湖地区湿地植被恢复适生树种。

美洲黑杨和池杉的耐水性较强，这与前人研究结论基本一致(潘云芬等，2007；Hook，1984; Wallace et al., 1996; McLeod et al., 2000)。目前，在北美地区淡水森林湿地植被恢复与重建过程中，必须考虑物种的多样性，在湿地恢复工程中常根据多种土壤类型和水位梯度种植8~10种或更多种树种，在同一类型下又有规律地或随机地混交种植2~3种乔木(McLeod et al., 2000)，而如何选择物种间混种的最佳搭配方式及物种之间的兼容性研究已成为目前植被恢复中面临的主要挑战。

淡水森林湿地恢复地一般都是退化的低湿地，由于这些地区的土壤长期处于水饱和或水淹状态，土壤中的氧气已被呼吸作用所消耗，土壤孔隙中不仅含有二氧化碳，并且堆积了大量厌氧微生物的代谢产物。因此，种植在这些土壤上的苗木必须能耐受经常性的洪水和水涝条件(孙启祥等，1998)。通常优先选择适宜的本土树种，在一些特定情况下也用一些无生物入侵现象的引进树种。由于人口压力和土地匮乏，在恢复时也可选择一些具有早期经济回报的速生树种(顾佳清等，2004；潘云芬等, 2007)。一些本土树种可能不适宜当地退化地区植被恢复，而速生的引进物种不但能够尽快获得经济回报，也可通过改变当地的环境，为本土物种的生长提供良好的生存条件。

本试验初步筛选出6种树种：枫香、垂柳、金丝垂柳、美洲黑杨、池杉和中山杉，为安徽升金湖地区退化湿地植被恢复工作提供了适生树种，也为我国长江中下游地区淡水森林湿地植被恢复与重建的树种选择工作提供了科学依据和参考。