海南滨海盐生植物资源与多样性.pdf
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1、文章编号:1674 7054(2023)04 0347 10海南滨海盐生植物资源与多样性方发之,吴二焕,桂慧颖(海南省林业科学研究院,海口 571100)摘要:为探索海南岛滨海盐生植物资源状况及多样性,通过样地调查方法对海南岛滨海地区分布的盐生植物进行调查,并对滨海盐生植物资源种类与多样性进行统计和分析。结果表明:滨海盐生植物共 125 种,隶属 50 科 92 属,其中被子植物 49 科 91 属 123 种,蕨类植物 1 科 1 属 2 种。海南盐生植物大科较少,单种科较多,含 29 种盐生植物的科最多;单种属最多,占总种数的 78.26%。乔木 14 科 17 属 23 种,灌木及小乔木
2、20 科 29 属 32 种,草本 22 科 46 属 63 种,藤本 4 科 7 属 7 种。科级、属级地理分布区类型分别是 6 型、11 型,热带地理成分占绝对优势。海南泌盐植物种类最多,共 63 个种。文昌市物种相对丰富,多样性指数高,分布不均匀;各市县草本植物种类多,海南盐生植物资源用途多样。关键词:盐生植物;多样性;滨海地区;海南中图分类号:Q 949.9 文献标志码:A引用格式:方发之,吴二焕,桂慧颖.海南滨海盐生植物资源与多样性 J.热带生物学报,2023,14(4):347356.DOI:10.15886/ki.rdswxb.2023.04.001 海岛在我国经济社会可持续发展
3、和生态系统建设方面具有重要的地位和特殊的价值1 2。建设和发展南海岛礁是我国海洋强国战略的一部分,但其环境条件恶劣,生态保护能力不足,生态系统脆弱3,岛上耐盐植物及盐生植物比重高,同时植被受损程度也高。海南岛礁的生态修复是生态文明建设的重要组成部分,也是促进海南自贸港生态文明建设的重要领域。因此在海南岛礁的生态修复中,植被选择尤为重要。盐生植物是盐渍化土壤天然植物区系,是具有生长于盐度高、富含钠离子氯离子等毒性离子环境的能 力并完成其生活史的一类特殊植物4 5。此类植物在形态和生理上具有广泛适应性6,其植物体对盐分进行吸收利用,又通过茎叶分泌将多余盐分排出体外7 8,既富集环境盐分又保护植物体
4、本身。盐生植物耐盐能力相差很大6,因此被广泛作为不同盐碱地生态修复植物群体9。盐生植物在我国分布广泛,中国有盐生植物 587 种5,Zhao 等4 对中国盐渍化土壤离子浓度大于 200 mmolL1 区域内的盐生植物进行调查,发现盐生植物 502 种8。目前,土壤盐渍化是一个全球性的资源和生态问题10,滨海地区虽然天然资源很丰富11,但由于缺乏淡水资源,加上树种适应性差等问题,使得植被的重建修复在滨海地区显得格外重要9。土壤盐渍化改良技术有多种,包括使用微生物12、化学改良剂13 14等,相对而言,利用盐生植物重建生态系统,效果更好,效益更高15。海南岛环岛多为滨海平原,占全岛总面积的 11.
5、2%。海南岛沿岸独特的生境为盐生植物的生长提供了良好的盐生环境。海南岛四面环海,滨海地区植被资源丰富,构成重要的生态屏障。在赵可夫主编的中国盐生植物与王文卿主编的南方滨海耐盐植物资源中编入有海南滨海盐生植物16 17,但关于海南滨海盐生植物资源完整、详细的调查鲜有记录。通过调查统计并分析海南岛滨海盐生植物资源种类和多样性,可获得完整的海南滨海盐生植 收稿日期:2022 01 09修回日期:2022 04 11基金项目:海南省重大科技计划项目(ZDKJ202008)第一作者:方发之(1968),男,副研究员.研究方向:森林培育与生态修复研究.E-mail:通信作者:吴二焕(1994),女,硕士.
6、研究方向:植物生态学、植物群落学.E-mail: 第 14 卷 第 4 期热 带 生 物 学 报Vol.14 No.42023 年 7 月JOURNALOFTROPICALBIOLOGYJul.2023物资源数据,对海南沿海防护林体系建设和海岛生态修复意义重大。笔者拟通过对海南岛滨海盐生植物资源状况进行调查,重点研究滨海地区盐生植物物种群落结构和多样性状况,旨在为保护生物多样性,构建结构合理、功能完善的沿海防护林体系,滨海盐生植物的合理开发利用及海岛的生态修复提供科学依据。1材料与方法 1.1研究地概况 海南岛位于中国最南端,地理坐标为 18102010N,1083711103E,地处热带北缘
7、,热带季风海洋性气候,高温多雨,干湿季明显,终年无霜。海南具有独特的热带山地雨林和季雨林生态系统,植被类型复杂,野生植物十分丰富18 19。海南岛总面积 3.39 万 km2,包括其他岛屿、岛礁在内,四面环海,环岛海岸线长1 944.2 km,有大小港湾 68 个,砂质、泥质和岩质是海南环岛沿岸滨海地区主要的土壤质地。1.2研究方法 调查采取查阅文献资料和实地调查相结合的方法进行。通过查阅中国盐生植物16 南方滨海耐盐植物资源17 等盐生植物相关资料,收集滨海地区野生植被分布现状资料,对全 海 南 岛 滨 海 地 区 开 展 调 查。调 查 时 间 为2021 年 410 月。根据海南岛沿海地
8、带特点,分为滩涂地盐生植物调查区域、非滩涂地盐生植物调查区域与海岛岛礁调查区域(北港岛,大洲岛、东屿岛、雷公岛、红牌岛、分界洲岛)。(1)滩涂地盐生植物调查:根据 110 000 航空卫星影像平面图判读红树林小班界线,以室内区划红树林小班,共区划 962 个调查小班。调查方式采用实地小班调查方式。以室内对红树林卫星影像区划小班为基础,实地对区划小班地类、树种、林种、群落类型、起源、自然度、平均高等因子进行调查。(2)非滩涂地盐生植物调查:每个乡镇设置个调查样地,共设置 136 个样地,每个样地在距最高潮位 50 m 的滨海区间的基干林带设置 1 个20 m20 m 的调查样方(内设 5 个 1
9、 m1 m 的草本调查小样方)以及潮上带设置 1 个 2 m10 m 样方(主要为草本),共 272 个样方,对样方内胸径2 cm 的乔灌木,测定其高度、胸径、冠幅、枝下高等并记录各层郁闭度。对灌木、草本和层间植 物记录其种类、株数(丛数)、频度、多度、盖度、平均高等。(3)海岛盐生植物调查:海岛调查采用点面结合方式进行。以资料查询与踏查为基础,对群落面积小、结构简单的直接进行调查记录;植被群落分布面积大的区域选择代表性地段设置 3 个20 m20 m 乔木层,调查样方,每个样方 4 个角及中间位置设置 2 m2 m 的 5 个小样方调查灌草植被。乔木层样方调查为每木检尺,记录其种类与所处生境
10、,以及高度、地径、株数、冠幅、郁闭度等,对小灌木、草本和层间植物记录其种类、株数、平均高、多度、盖度等。1.3指标测定 群落多样性分析参照王晶等20方法进行分析,采用 Shannon-Wiener 多样性指数(H)、Pielou 均匀度指数(E)21、Patrick 丰富度指数(R)22作为指标进行分析,利用 excel 软件进行统计计算,计算方法如下:Shannon-Wiener指数:H=Si=1pilnpi,(1)Pielou指数:E=HlnS,(2)Patrick丰富度指数R=样方内的物种数,(3)式中,S 为物种 i 所在样方的物种数量,pi为群落内第 i 种的相对多度。2结果与分析
11、2.1盐生植物种类 根据数据统计分析,共调查到耐盐植物 224 种,隶属 70 科 174 属,盐生植物125 种,隶属 50 科 92 属,盐生红树植物 20 科28 属 38 种(表 1)。其中,被子植物 49 科 91 属123 种,蕨类植物 1 科 1 属 2 种。被子植物中的单 表1海南盐生植物种类群落组成数量盐性类型科数/个属数/个种数/个植被类型科数/个属数/个种数/个耐盐植物70174224单子叶植物82332盐生植物5092125双子叶植物426891盐生红树植物202838蕨类植物112348热 带 生 物 学 报2023 年子叶植物 8 科 23 属 32 种,双子叶植物
12、 41 科68 属 91 种。海南岛盐生植物中,基本为被子植物,且被子植物中的双子叶植物显著多于单子叶植物。2.2盐生植物科、属、种构成 2.2.1 盐生植物科分类等级盐生植物科分类等级 海南岛盐生植物不同科所含种数统计见表 2。含单种盐生植物科共计 23 个科,占总科数 46%,含 29 种盐生植物科数量最多,共计 26 个科,占总科数的 52%,含10 种盐生植物科分类单位仅 1 个科,为禾本科,种数为 14 种,占总科数 2%。其次是旋花科、红树科和海桑科,分别为 8 种、7 种和 6 种。海南盐生植物没有大科,只有单种科和小科,结果表明海南盐生植物科属组成较简单。表2海南岛滨海盐生植物
13、不同科所含种数统计种数范围科数/个百分比/%经典科名列举种数/个百分比/%12346紫草科 Boraginaceae、唇形科 Lamiaceae、梧桐科Sterculiaceae、紫葳科 Bignoniaceae、茜草科 Rubiaceae等2318.4292652豆科 Fabaceae、红树科 Rhizophoraceae、海桑科 Sonneratiaceae、苋科 Amaranthaceae等8870.41012禾本科 Poaceae1411.2 2.2.2 盐生植物属分类等级盐生植物属分类等级 海南岛盐生植物不同属所含种数统计见表 3。从表 3 可知,含 1 个种的单种盐生植物属分类单位
14、共计 72 属,占总属分类单位的 78.26%,占总种分类单位的 57.6%。含26 个种分类单元盐生植物属分类等级共计20 个 属,所 含 种 数 少,共 53 个 种,占 总 属 数21.74%,占总种数 42.40%。海南岛盐生植物资源只有单种属和含 26 种的属,单种属最多。表3海南岛滨海盐生植物不同属所含种数统计种数范围属数/个百分比/%经典属种数/个百分比/%17278.26狗牙根属 Cynodon、盐角草属 Salicornia、蒭雷草属 Thuarea、海榄雌属 Avicennia、角果木属Ceriops等7257.6262021.74海桑属 Sonneratia、碱蓬属 Su
15、aeda、红树属 Rhizophora、草海桐属 Scaevola、老鼠簕属 Acanthus等5342.4 2.3不同生活型盐生植物群落组成 2.3.1 乔木乔木 海南岛滨海地区乔木类盐生植物23 种,14 科,17 属,占总种数的 18.4%。主要分布科有使君子科、海桑科、玉蕊科、大戟科、豆科等。常见乔木类盐生植物有琼崖海棠(Calophy-llum inophyllum)、大叶榄仁(Terminalia catappa)、玉蕊(Barringtonia racemosa)、水黄皮(Pongamiapinnata)、海 芒 果(Cerbera manghas)、莲 叶 桐(Hernandi
16、a nymphaeifolia)等。2.3.2 灌木及小乔木灌木及小乔木 海南岛滨海地区灌木及小乔木类盐生植物 32 种,20 科 29 属,占总种数的25.6%。主要分布的科有马鞭草科、红树科、无患子科、爵床科、锦葵科等。常见的灌木及小乔木类盐生植物有角果木(Ceriops tagal)、白骨壤(Avi-cennia marina)、苦 郎 树(Clerodendrum inerme)、老虎须(Tylophora arenicola)、草海桐(Scaevolataccada)、单叶蔓荆(Vitex rotundifolia)等。2.3.3 草本及藤本草本及藤本 海南岛滨海地区草本及藤本类盐生
17、植物共 70 种,草本 63 种(22 科 46 属),藤本 7 种(4 科 7 属),草本及藤本类占总种数的56%。主要分布科有禾本科、苋科、莎草科、旋花科、豆科等。常见草本及藤本类盐生植物有后藤(Ipomoea pes-caprae)、海刀豆(Canavalia rosea)、老 鼠 艻(Spinifex littoreus)、盐 地 碱 蓬(Suaedasalsa)、海滨莎(Remirea maritima)、狗牙根(Cyno-don dactylon)、海岛藤(Gymnanthera nitida)等。2.4地理成分分析 2.4.1 科地理成分分析科地理成分分析 根据吴征镒的植物区系分
18、布类型系统,可将海南岛盐生植物的 50 科划分为 6 个分布类型(表 4),其中世界分布 21 个科第 4 期方发之等:海南滨海盐生植物资源与多样性349(表 4 序号 1),占 42%;热带成分 28 个科(表 4 序号 27),占 56%;温带成分有 1 个科,占 2%。结果表明海南岛盐生植物区系科分布区类型以世界广布和热带成分为主,体现了科分类单元的热带起源特征。在各类热带成分中,以泛热带分布科占优势,共计 22 科,占 44%(不包括世界分布的科,下同),代 表 科 有 使 君 子 科 Combretaceae、番 杏 科Aizoaceae、大 戟 科 Euphorbiaceae、夹
19、竹 桃 科Apocynaceae、红树科 Rhizophoraceae 等。其次为热带亚洲和热带美洲间断分布,计 3 个科,占 6%,分别为马鞭草科 Verbenaceae、玉蕊科 Lecythi-daceae 和苦槛蓝科 Myoporaceae。此外,旧世界热带分布有须叶藤科 Flagellariaceae 和海桑科 Son-neratiaceae。热带亚洲至热带大洋洲分布仅卤蕨科 Acrostichaceae。2.4.2 属的地理成分分析属的地理成分分析 表 4 结果表明,海南岛盐生植物自然分布 92 个属可划分为 11 个分布类型。其中:世界分布有 9 个属,占 10.61%。热带成分有
20、 73 个属,占 76.40%。温带成分有 10 个属,占 11.24%。在属分布类型中,热带成分占绝对优势,体现出热带起源特征。在各类热带成分中,以泛热带分布属居首位,共计 39 个属,占总属数的 42.39%(不包括世界分布的属),代表属有木槿属 Hibiscus、刀豆属Canavalia、鱼藤属 Derris、海滨莎属 Remirea、大戟属 Euphorbia 等。其次为旧世界热带分布,共计 16 个属,占总属数的 17.39%,如榄李属 Lumnit-zera、玉蕊属 Barringtonia、须叶藤属 Flagellaria、银叶树属 Herlera、海桑属 Sonneratia
21、等。其他热带分布的属有热带亚洲至热带大洋洲分布 8 个属,占总属数的 8.70%,如水黄皮属 Pongamia、海杧果属 Cerbera、苦槛蓝属 Myoporum、鬣刺属Spinifex、瓶花木属 Scyphiphora 等;热带亚洲分布有 5 个 属,为 秋 茄 树 属 Kandelia、海 岛 藤 属Gymnanthera、蜡 烛 果 属 Aegiceras、砂 苋 属Allmania、针叶苋属 Trichuriella,总属数的 5.43%;热带亚洲至热带非洲分布有 4 个属,为海漆属Excoecaria、老鼠簕属 Acanthus、桐棉属 Thespesia、和豆腐柴属 Premna
22、,占总属数的 4.35%;热带亚洲和热带美洲间断分布有 1 个属,为月见草属Oenothera,占总属数的 1.09%。在各类温带成分中,北温带分布有 4 个属,总属数的 4.35%,为打碗花属 Calystegia、盐角草属Salicornia、枸杞属 Lycium、米草属 Spartina;旧世界温带分布有 3 个属,总属数的 3.26%,为大青属Clerodendrum、柽柳属 Tamarix、菊属 Chrysanthe-mum;中 国 特 有 分 布 有 2 个 属,为 虎 掌 藤 属Ipomoea 和细穗草属,占总属数的 2.17%;东亚和北美洲间断分布,均有 1 个属,各占总属数的
23、1.09%,东亚、北美洲间断分布的属为珊瑚菜属Glehnia,中国特有分布的属为虎掌藤属 Ipomoea。2.5海南盐生植物类型 海南盐生植物类型参照德国植物学家 Breekle 对盐生植物的分类依据,即根据植物体内盐离子积累和运转特点进行分类。(1)真盐生植物:对盐土的适应性很强,能生长在重盐渍土上,从土壤中吸收大量可溶性盐分并积聚在体内而不受伤害。根据其茎叶肉质化的特性,海南真盐生植物有 13 科 13 属 21 种。(2)泌盐盐生植物:能从盐渍土中吸取过多的盐分,但并不积存在体内,而是通过茎、叶表面密布的盐腺细胞 表4海南滨海盐生植物的分布区类型统计序号分布区类型科/个百分比/%属/个百
24、分比/%1世界分布214299.782泛热带分布22443942.393热带亚洲和热带美洲间断分布3611.094旧世界热带分布241617.395热带亚洲至热带大洋洲分布1288.706热带亚洲至热带非洲分布44.357热带亚洲分布55.438北温带分布44.359东亚、北美洲间断分布11.0910旧世界温带分布33.2611温带亚洲分布1212地中海、西亚至中亚分布13中亚分布14东亚分布15中国特有分布22.17合计5010092100注:序号215的比例按扣除世界分布后的总数计算。350热 带 生 物 学 报2023 年把吸收的盐分分泌排出体外,分泌排出的结晶盐被风吹雨淋扩散。海南泌盐
25、盐生植物有 32 科45 属 64 种。(3)假盐生植物(拒盐生植物):这类植物虽然能生长在盐渍土中,但不吸收土壤中的盐类,这是由于植物体内含有大量的可溶性有机物,细胞的渗透压很高,使植物具有抗盐作用。海南的盐生植物中,有 22 科 34 属 40 种,如芦苇、榄仁树、红厚壳、蒭雷草等。2.6盐生植物物种分布的多样性 2.6.1 盐生植物分布市县的多样性盐生植物分布市县的多样性 海南滨海沿岸 12 个市县的盐生植物分布和多样性不同。海南东西海岸盐生植物存在差别,其结果见表 5。通过统计不同市县的物种多样性指数、物种丰富度、均匀度指数,分析不同市县的盐生植物的多样性,海南盐生植物在 12 个市县
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