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福建风沙敏感区海岛公园植物区系和外来入侵植物研究

2021-08-02刘健行史晓洁陈国杰陈越琳邓传远

陕西林业科技 2021年3期
关键词:东山岛种数热带

刘健行,史晓洁,陈国杰,陈越琳,邓传远

(福建农林大学 园林学院,福州 350000)

海坛岛、东山岛风沙危害严重,上世纪就出现过扬沙将农地、房屋及道路等淹没的情况[1-2]。自20世纪六十年代开始,为抵御强劲的海风,两岛开始营造海岛防护林系统,引入了木麻黄、台湾相思和黑松等非海岛原生植物入岛,如今,两岛防护林系统对海风抑制效果明显,对岛内植物多样性做出了较大贡献[3]。此外,随着海岛旅游开发的不断推进,海岛与内陆的交互更加频繁。因此,了解有居民海岛植物资源及外来入侵植物情况很有必要。本研究以海坛岛、东山岛两座有居民海岛12座海岛公园为研究对象进行公园人工植物资源调查,旨在探明两座有居民海岛人工植物资源本底状况、区系分布及外来入侵植物情况,以期为海岛的旅游建设提供数据基础与参考。

1 研究区域概况

2010年福建省政府文件《福建省生态功能区划》[4],指出了福建省风沙与石漠化敏感区域,如图1所示,本研究则选取两处风沙敏感区最大的两个有居民海岛——海坛岛、东山岛为研究对象。

图1 福建省风沙与石漠化敏感区域

海坛岛为平潭综合实验区主岛,是福建第一大海岛,位于福建省福州市东南部,与台湾岛隔海相望,两岛在地理区位上形成“狭管效应”,导致海坛岛内大风不断,风速达到年均6.9 m·s-1,一年近三分之一时间为大风天气(7级以上)[5],因此,海坛岛风口风沙侵蚀严重,被列为福建风沙与石漠化敏感区域。同时,海坛岛拥有独特的海岛风景,具有较高的旅游吸引力。

东山岛别称陵岛,隶属于福建省漳州市东山县,是福建省第二大海岛,东山岛属于亚热带海洋性气候地区,多年平均气温为20.8 ℃,终年无霜冻,多年平均降水1 103.8 mm[6]。东山岛曾饱受风沙灾害,岛内防护林建成后风害影响下降,如今岛内风景优美,曾获得福建省最佳旅游目的地、福建十大美丽海岛等荣誉。

2 研究方法

选择海坛岛、东山岛共12个公园,其中4个近海公园(位于海岸处),8个离海公园(远离海岸),再在每个公园内根据植被状况选择代表性样地,每个样地内设置样方,样方大小为20 m×20 m,调查样方内分乔木层、灌木层、地被层3层进行植物基本信息的收集。在20 m×20 m样方内收集乔木层植物名称,在20 m×20 m样方内随机抽取4个5 m×5 m小样方收集灌木层植物信息,地被层则在灌木层样方中随机抽取5个1 m×1 m的小样方进行测定,记录植物名称[7]。

3 结果与分析

3.1 两岛海岛公园植物物种组成

经过海坛岛、东山岛两岛12座海岛公园,共计80个样方的调查,两岛海岛公园共发现维管束植物326种,其中蕨类植物7种,裸子植物9种,被子植物310种;隶属93科250属。如表2所示,12座公园内5种及以上的科有19科149属207种,分别占总科数的20.43%,总属数的59.60%及总种数的63.50%(表1)。其中菊科和禾本科植物种数最多,菊科共计26属30种,禾本科共计24属30种;豆科、锦葵科、桑科、夹竹桃科、天门冬科、棕榈科紧随其后,均有10种及以上;其余多为单种科,2种及以上科数仅占总科数的51.61%。

表1 公园样方数及概况

表2 海岛公园植物优势科

12座海岛公园中植物种数最多的为海岛国家森林公园,共73科130属159种,其次种数超过100种的仅有东山国家森林公园,共计50科86属102种。植物种数较少的两个公园分别为东山市民广场和黄道周公园,分别发现植物27种和24种。其余8个海岛公园植物种数均在50种以上(表3)。

表3 海岛公园植物种组成

3.2 两岛海岛公园植物生活型组成

依据Raunkiaer生活型划分方法,本研究12座海岛公园中植物以高位芽为主,共计63科127属174种,占总种数的53.37%,其次为地上芽和一年生,分别有21科43属46种和15科39属46种,均占总种数的14.11%,其余为隐芽植物及地面芽植物,计23科34属40种及12科19属20种,各占12.27%及6.13%(表4)。

表4 海岛公园植物生活型组成

3.3 两岛海岛公园种子植物区系类型

3.3.1 公园种子植物科的区系类型 在海坛岛、东山岛两岛12座海岛公园93科326种植物中除去4个科的蕨类,对剩余的89科319种种子植物进行植物区系分析。根据吴征镒[8, 9]的方法,在科的水平上,可将12座海岛公园种子植物分为9个类型5个变型(表5)。两岛海岛公园种子植物以世界广布分布类型为最多,共计30科160种,分别占总科数和总种数的33.71%和50.16%,其中以菊科30种、禾本科30种、豆科20种及桑科12种4个优势科为主要组成成分。

表5 海岛公园种子植物科的分布区类型

热带性质分布类型(2~5、(17))共有45科140种,分别占总科数和总种数的50.56%和43.89%。热带性质分布类型中以泛热带分布植物所占比例最高,共计27科96种,分别占总科数和总种数的30.34%和30.09%;其中种数较多的科有锦葵科15种、夹竹桃科10种、棕榈科10种和大戟科9种。其余热带性质分布类型为热带亚洲、大洋洲和南美洲(墨西哥)间断,以南半球为主的泛热带,热带亚洲和热带美洲间断,旧世界热带,热带亚洲至热带大洋洲及热带非洲-热带美洲间断这4个类型和2个变型,6个分布类型共有种子植物18科44种,占总科数和总种数的20.22%和13.79%;其中种数较多的科有天门冬科10种、马鞭草科6种、桃金娘科5种和石蒜科5种。

温带性质分布类型(8~(16))共有种子植物14科19种,分别占总数的15.73%和5.96%。温带类型中以北温带和南温带(全温带)间断分布最多,包含柏科3种、金缕梅科2种、胡颓子科1种、黄杨科1种和杨柳科1种;北温带、东亚和北美洲间断两个分布类型物种数次之,均为3科3种;其余温带性质分布类型均只含1个科。综上所述,可知海坛岛、东山岛两岛海岛公园种子植物在科水平上的地理特征,以世界广布类型及热带性质分布类型为主,其次除世界广布及热带性质分布外还零散分布着温带地理区系植物。

3.3.2 公园种子植物属的区系类型 海坛岛、东山岛两岛12座海岛公园共有种子植物245属319种,在属的水平上,可将12座公园种子植物地理分布类型分为13个类型11个变型,如表6所示。其中世界广布类型的种子植物共有19属24种,分别占海岛公园种子植物总属数和总种数的7.76%和7.52%;种数较多的属有茄属3种、商陆属2种、苋属2种和酢浆草属2种。

表6 海岛公园种子植物属的分布区类型

热带性质分布类型(2~7-4)共有173属227种,分别占种子植物总属数和总种数的70.61%和71.16%。热带性质分布成分共6个类型5个变型,其中以泛热带分布类型属数最多,共计63属89种,分别占热带性质分布类型总属数和总种数的36.42%和39.21%,也占海岛公园种子植物总属数和总种数的24.90%和27.90%;种数较多的属有卫矛属9种、卤地菊属7种、大戟属4种和求米草属3种,其余多为1~2种。其次热带性质分布类型中属数较多的为热带亚洲和热带美洲间断,共计39属50种,占种子植物总属数和总种数的15.92%和15.67%;其他热带性质分布类型中属数超过10属的类型有旧世界热带分布、热带亚洲至热带大洋洲分布、热带亚洲至热带非洲分布和热带亚洲(印度-马来西亚)分布,分别计15属17种、16属23种、15属15种和17属19种,占种子植物总属数和总种数的6.12%和5.33%、6.53%和7.21%、6.12%和4.70%和6.94%和5.96%;剩余热带性质分布类型属数较少且均为变型,分别为热带亚洲、大洋洲和南美洲(墨西哥)间断分布2属,热带亚洲、非洲和南美洲间断分布4属,热带亚洲、非洲和大洋洲间断或星散分布1属,爪哇、喜马拉雅间断或星散分布到华南、西南2属和越南(或中南半岛)至华南(或西南)分布1属,分别占总属数的0.82%、1.63%、0.41%、0.82%和0.41%。

温带性质分布类型(8~15)共有53属68种,分别占种子植物总属数和总种数的21.63%和21.32%。其中以北温带分布类型及其1个变型拥有属数最多,共计24属29种,分别占总属数和总种数的9.79%和9.09%。其余5个分布类型和5个变型属数均小于10属,包括东亚和北美洲间断分布及其1个变型,共计9属13种,占总属数和总种数的3.68%和4.07%;旧世界温带分布及其2个变型,共计7属10种,占总属数和总种数的2.86%和3.14%;地中海区、西亚至中亚分布,共计1属1种,占总数的0.41%和0.31%;东亚(东喜马拉雅—日本)分布及其2个变型,共计11属14种,分别占总数的4.49%和4.39%;中国特有共1属、1种,分别占总数的0.41%和0.31%。综上所述,海坛岛、东山岛两岛海岛公园种子植物在属水平上的地理特征,除占总属数7.76%的世界广布类型外,热带性质分布类型占最高比例,占总属数的70.61%,温带性质分布类型属数则占21.63%,即两岛公园种子植物属的地理区系分布以热带性质为主体,同时穿插大量温带性质分布类型成分。

3.4 两岛海岛公园外来入侵植物组成

参照《中国入侵植物名录》[10]及相关文献[11-12],本研究调查得知12座海岛公园外来入侵植物共53种,隶属21科45属(表7)。其中菊科为外来入侵植物的主体,物种数达15种,占总入侵植物种数的28.30%;豆科和大戟科次之,分别为7种和4种,占入侵植物总种数的13.20%和7.55%;其余18科,物种数在1~3种内,其中物种数为3种的有马鞭草科、茄科及旋花科3科,物种数为2种的有桃金娘科、西番莲科及苋科3科,物种数为1种的有落葵科、莎草科等共12科。综合来看,12座海岛公园外来入侵植物较为集中于科的类群层面,但在属、种的类群层面却相对丰富。

表7 海岛公园外来植物物种组成

分析发现53种外来入侵植物起源地较集中于美洲地区,共计42种,占总入侵植物种数的79.25%;其余来自非洲地区的有5种,占总数的9.43%;来自大洋洲地区的有3种,占总数的5.66%;来自热带亚洲地区的有2种,占总数的3.77%;来自欧洲地区的有1种,占总数的1.89%。由此可见,来自美洲的入侵植物占绝大多数,说明美洲的入侵植物能够较好的适应两岛公园绿地的生境,值得警惕。

按照中国外来入侵物种信息系统,53种外来入侵植物可界定为:1级恶性入侵类11种,占总数的20.75%;2级严重入侵类12种,占总数的22.64%;3级局部入侵类有6种,占总数的11.32%;4级一般入侵类有5种,占总数的9.43%;5级有待观察类有19种,占总数的35.85%。其中5级有待观察类物种种数最多,尽管迄今观察发现一部分外来入侵植物对生境威胁稍小,但其潜在威胁尚未最终确定,同时对环境威胁很大的1级和2级入侵植物种数已占外来植物总种数43.39%,表明具有严重入侵倾向的外来植物已经较多并开始在海岛公园蔓延,值得关注并采取相关措施。

4 结论与讨论

海坛岛、东山岛两座有居民海岛12个公园园林植物组成丰富,特征鲜明,共有植物93科250属326种,优势科为菊科、禾本科和豆科等,优势科中以草本类植物为主,科植物组成人为干扰性强烈。两岛海岛公园植物生活型组成以高位芽植物为主,占总种数的53.37%,其余四种生活型分布较为均衡,科数均在20种左右。12个公园中,海岛国家森林公园和东山国家森林公园植物物种数超过100种,分别为159种和102种;其它公园植物物种数都少于100种。

12个公园种子植物区系分布多样,93个科共有9个分布类型5个变型,其中世界广布共30科,占总科数33.71%;热带性质分布类型共有45科,占总科数50.56%;温带性质分布类型共有14科,占总科数15.73%,表明这两个岛的公园种子植物除世界广布外,主要以热带性质分布为主,同时星散分布温带性质类型。属级水平245属区系分布共有13个类型11个变型,其中世界广布类型共有19属,占总属数7.76%;热带性质分布类型共有173属,占总属数70.61%;温带性质分布类型共有53属,占总属数21.63%。属水平上除世界广布型外,热带性质分布类型占比较高,同时穿插着温带性质分布类型。

两岛12个公园共发现外来入侵植物21科45属53种,其中以菊科、豆科和大戟科物种数最多,与公园植物优势科有部分重叠。53种外来入侵植物中,来自美洲者占绝大多数,共计42种;1级恶性入侵类11种,2级严重入侵类12种,3级局部入侵类6种,4级一般入侵类5种,5级有待观察类有19种;对环境威胁较大的1级和2级种类占比最大(43.39%),有待观察的5级占比也较高(35.85%),外来入侵植物已经较多,值得警惕与研究。

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