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海口市江东新区植物调查与分析

2023-12-10曹凌仪

热带农业科学 2023年10期
关键词:江东海口市草本

曹凌仪

(海南大学林学院 海南海口 570228)

随着城市化快速发展,城市植物及其改善城市环境的功能逐渐受到全球的广泛关注。大量研究表明,城市植物可以提供多种生态系统服务功能,如降温增湿[1]、净化空气[2]、滞尘降噪[3]、为城市居民提供娱乐机会和经济效益[4]等。海口市江东新区位于城市边缘区,属于城市和乡村的过渡区域,剧烈的城市化过程对城市生态可持续性产生了直接影响,造成生境破碎化、生境质量退化等生态问题[5],协调生态保护和城市化之间的关系变得更加紧迫。本研究对海口市江东新区植物资源进行调查,针对城市植物组成、区系和来源进行分析,对城市绿地的规划、管理和研究具有一定的参考意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 研究区概况 研究区位于海口市东海岸的江东新区(19°53′~20°4′ N、110°22′~110°38′ E),距离海口市中心约10 km,面积为208.53 km2;属于热带季风气候,年平均降水量2 067 mm,年平均日照时长2 000 h 以上,年平均气温24.3 ℃。自2018 年设立海口江东新区,并将其作为建设中国(海南)自由贸易试验区的重点先行区域以来,在相关政策的大力推动下,该区正处于快速城市化发展阶段。

1.2 方法

调查时间为2022 年上半年,采用空间平衡抽样,在研究范围内设置了190 个半径12 m 的圆形样方。使用高精度GPS 定位每个样地的中心,并在谷歌卫星影像上标记。记录样方内的乔木(DBH≥3 cm)、灌木和草本的种类,并记录样方所在的土地利用类型。植物种类以鉴定到种为原则,调查记录所有维管束植物;对无法确定的植物进行局部或全株标本采集,并挂标签,以备后期鉴定。植物鉴定参考工具书有《海南植物物种多样性编目》[6]、《海南植物志》[7]、《广东植物志》[8]、《中国植物志》[9-10]、《Flora of China》[11]和《中国外来入侵植物名录》[12]等;植物科的分布区类型依据《世界种子植物科的分布区类型系统》[13]确定;植物属的分布区类型按照《中国维管植物科属词典》[14]和《中国种子植物属的分布区类型》[15]划分。通过调查与分类统计,整理出海口市江东新区植物名录。

结合《土地利用现状分类(GB/T 21010—2017)》与研究区的土地利用特点,将样点的土地利用类型划分为交通运输用地、城镇住宅用地、公共管理与服务用地、园林苗圃、农村宅基地、人工林、耕地、空闲地和次生林九类。

2 结果与分析

2.1 植物物种组成分析

本研究共调查到植物109 科384 属530 种,包括蕨类植物6 科7 属12 种,占比2.3%;裸子植物4 科4 属5 种,占比0.9%;被子植物99 科373 属513 种(单子叶植物18 科93 属135 种,双子叶植物81 科280 属378 种),占比96.8%,是本研究区植物区系的主体(表1)。

表1 植物科属种统计表

从植物来源(表2)来看,共记录本地种83科211 属272 种,占比51.3%,外来种73 科206属258 种,占比48.7%;入侵物种27 科58 属68种,占比12.8%。从生活型来看,乔木层共记录39 科90 属117 种,外来种比本地种更占优势,占比分别为60.7%和39.3%。灌木层共记录47 科91 属119 种,本地种和外来种比例较为均衡,约各占50.0%。草本层(包括藤本)共记录63 科220属294 种,与乔木层相反,本地种占比(56.8%)高于外来种占比(43.2%);同时还有25 科52 属61 种外来植物为入侵物种,占草本总数的20.7%。

表2 植物来源统计

2.2 优势植物分析

植物构成基本特征见表3,包含20 种植物以上的优势科禾本科(Poaceae)、菊科(Asteraceae)、豆科(Fabaceae)和大戟科(Euphorbiaceae),分别包含53、33、31 和21 种植物,共含物种数102 属144 种,占所有物种数的27.1%。其中,禾本科常见物种包括细叶结缕草(Zoysia pacific)、狗牙根(Cynodon dactylon)和地毯草(Axonopus compressus)等;菊科以白花鬼针草(Bidens pilos)、飞机草(Chromolaena odorata)和南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)这3 种外来入侵草本最为常见;豆科以凤凰木(Delonix regia)和降香黄檀(Dalbergia odorifera)最为常见,大戟科以乌桕(Triadica sebifera)、白楸(Mallotus paniculatus)和变叶木(Codiaeum variegatum)最为常见。包含15~20 种植物的科有桑科(Moraceae)、锦葵科(Malvaceae)、苋科(Amaranthaceae)和芸香科(Rutaceae),分别包含20、18、16 和15 种植物,共含物种数35 属69 种,占所有物种数的13.0%。桑科常见物种包括榕树(Ficus microcarpa)、对叶榕(Ficus hispida)、黄金榕(Ficus microcarpa‘Golden Leaves’)等,锦葵科常见物种为朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)、磨盘草(Abutilon indicum)、黄花稔(Sida szechuensis)等,苋科以空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)、土牛膝(Achyranthes aspera)和青葙(Celosia argentea)等最为常见,芸香科以九里香(Murraya exotica)和黄皮(Clausena lansium)最为常见。

表3 江东新区植物科属种统计

2.3 外来植物来源分析

本调查共记录海口市江东新区外来植物73 科206 属258 种,其中,国外外来种共有63 科179属221 种,包括乔木25 科45 属55 种、灌木24科43 属50 种和草本39 科99 属116 种。具体而言,乔木层的国外外来种比例很高,为47.9%,主要来自于亚洲和美洲,分别占乔木国外外来植物种数的34.5%和29.1%。灌木层来源于美洲、亚洲和非洲,依次占灌木国外外来植物种数的46.9%、34.7%和18.4%。草本层以美洲来源为主,占草本国外外来植物种数的69.8%(图1)。国内外来种共有24 科32 属38 种,包括乔木10 科15 属16 种,灌木9 科9 属10 种,草本8 科9 属12 种。

图1 各生活型外来物种的来源结构

2.4 乡土植物区系分析

2.4.1 乡土植物科的地理成分分析 海口市江东新区的83 科乡土植物区系包括6 个分布类型和5个分布亚型(表4),主要是由热带分布科和温带分布科构成。其中,热带分布科所占比例最高,共51 科,占非世界广布科的92.7%;热带分布科以泛热带分布及其亚型为主,共38 科,占非世界广布科的69.1%。温带分布科共4 科,仅占非世界广布科的7.3%。同时,温带分布科中只有北温带分布类型及其变型,这与海口市江东新区地处海南岛热带北缘相吻合。这些结果说明江东新区乡土植物区系的热带属性不强。

表4 江东新区植物科的分布区类型

2.4.2 乡土植物属的地理区系 海口市江东新区的211 属乡土植物区系包括12 个分布类型和6 个分布亚型(表5),主要是由热带分布属和温带分布属构成。其中,热带分布属所占比例最高,共176 属,占非世界广布属的89.8%;温带分布科共20 属,仅占非世界广布属的10.2%。热带分布属以泛热带分布属及其亚型为主,共92 科,占非世界广布属的46.9%;其次是旧世界热带分布属,共29 科,占非世界广布属的14.8%。

表5 江东新区植物属的分布区类型

2.5 不同土地利用类型的植物来源

调查结果(图2)显示,交通运输用地、城镇住宅用地和公共管理与服务用地这3 类人工化程度较高的用地类型普遍比其他用地类型有更高比例的外来植物,尤其是在乔木层,3 类用地的本地种占比小于31%。在灌木层中,外来种在城镇住宅用地中最占优势,占比为72.1%;其次是交通运输用地,占比60.0%。在草本层中,所有用地类型的本地种和外来种比例相对均衡一些。次生林拥有高比例的本地物种,在乔木、灌木和草本层中的本地种比例分别是68.8%、85.4%和72.6%。

图2 不同土地利用类型植物来源统计

2.6 不同土地利用类型的植物组成

调查结果(表6)显示,在交通运输用地、城镇住宅用地和公共管理与服务用地这3 类人工化程度较高的用地类型中,鸡蛋花、蒲葵(Livistona chinensis)和秋枫(Bischofia javanica)等乔木使用最为普遍,朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)、光叶子花(Bougainvillea glabra)、灰莉(Fagraea ceilanica)和小叶龙船花(Ixora coccinea'Xiaoye')等灌木被广泛应用,地毯草、细叶结缕草、夜香牛(Cyanthillium cinereum)和翠芦莉(Ruellia simplex)等草本最为常见。在其他的6 类用地中,波罗蜜(Artocarpus heterophyllus)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、楝(Melia azedarach)和番木瓜(Carica papaya)等乔木使用最为普遍,马缨丹(Lantana camara)、九里香和对叶榕等灌木最为常见,白花鬼针草、夜香牛(Cyanthillium cinereum)和含羞草(Mimosa pudica)等草本最为常见。

表6 不同土地利用类型植物使用频率

3 讨论与结论

3.1 讨论

在海口市江东新区共调查到植物109 科382属530 种,其中本地种83 科211 属272 种;外来种73 科206 属258 种;入侵种27 科58 属68 种。研究区与厦门市[16]和南宁市[17]的本地植物区系构成相似,均以热带分布属为主。这一结果支持了张宏达等[18]观点,即广东、广西、海南、中印半岛北部以及云南东南部、福建南部及台湾应划入华南亚区,同属于古热带区[18-19]。此外,研究区的外来植物丰富,主要来源于美洲、亚洲以及国内其他地区,并与国内一些城市的外来植物种类结构存在相似性,例如与深圳市[20]和厦门市[21]类似,外来景观栽培种种类丰富且比例较高,小叶榄仁、凤凰木、黄金榕、光叶子花、朱槿、细叶结缕草等常见于居住区、道路和公共管理用地;外来入侵种与深圳市[22]和南宁市[23]相似,以白花鬼针草、南美蟛蜞菊和马缨丹等危害程度较高。说明相似的气候和相近的地理位置不仅对城市的本地植物区系分布有着重要影响,同样也深刻地影响了外来植物的分布。

研究表明,人工化程度较高的3 类用地类型(交通运输用地、城镇住宅用地和公共管理与服务用地)的外来植物比例普遍高于其他6 类用地类型,尤其是乔木和灌木植物,这是由于人们大量引入外来景观物种导致的。城市居民普遍喜欢观赏性植物,城市绿化往往通过引入外来观赏物种来美化环境,包括鸡蛋花、蒲葵、光叶子花、朱槿、小叶龙船花、细叶结缕草等物种,这些物种大多具有外型美观、花期长、易于栽培等特点。虽然外来物种能够增加生物多样性,但是也会加剧生物同质化的风险。例如在农村宅基地中,乔木主要以具有经济价值的树种最为常见,例如波罗蜜、黄皮、番木瓜等,但其外来种中有66.7%为外来景观物种,这说明乡村逐渐被城市审美文化侵蚀,乡村植物景观风貌存在城市化的风险。此外,在农村宅基地、园林苗圃、人工林、耕地、空闲地和次生林中,马缨丹、白花鬼针草、含羞草、飞机草等恶性入侵物种的广泛分布,与江东新区良好的水热条件以及破碎化的生境有关。

针对海口市江东新区植物现状,提出以下几点建议:(1)在人工化程度较高区域中,应该加强本地物种的种植,避免城市绿化失去特色;(2)注重对空闲地、耕地边界和次生林的生态保护和恢复,维护乡土植物群落;(3)加强居民在乡村植物景观审美方面的引导,提升居民对传统植物景观风貌的认同感;(4)对已经发现的外来入侵物种进行全面调查,包括其生物学特性、入侵机制、有害性等,制定有效的控制方案。

3.2 结论

研究海口市江东新区的植物群落组成,能够为海口市江东新区树种优化、生物多样性保护、景观营造或改造等提供参考依据。自《海口市总体规划(2011—2020)》将江东新区作为新一轮开发重点以来,城市化程度的不断加深以及建设用地面积的不断扩大,导致江东新区的景观格局破碎化日益加剧[24],城市生态问题也日益突显。在最新发布的《海口江东新区总体规划(2018—2035)》中,将江东新区定位为“国家生态文明试验区的展示区”,对其生态环境尤为重视,提出以生态为根本,打造全球卓越的生态环境。由此看来,合理引入外来景观物种、重视乡土树种的配置、保护恢复近自然植物群落、防治入侵物种等是今后城市生态建设的重要内容。

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