福建海壇島公園種子植物的區(qū)系特征

鄭俊鳴, 張嘉靈, 趙東銘, 白珮珮, 吳端聰, 鄧傳遠(yuǎn)， 鄭郁善

(福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院,福建 福州 350002)

海島與大陸相隔離，形成的特有生境受到廣大生態(tài)學(xué)者的關(guān)注.學(xué)者們普遍認(rèn)為海島城市化的過(guò)程會(huì)導(dǎo)致生境質(zhì)量下降和植被受損[1].在城市化的進(jìn)程中，城市生態(tài)環(huán)境發(fā)生一系列變化[2]，植物區(qū)系亦隨之改變.城市植物區(qū)系由原生植物區(qū)系和人工植物區(qū)系組成，受到自然歷史環(huán)境變化、時(shí)空分布和人為引種等綜合因素的影響而形成[3].但目前針對(duì)城市區(qū)域的植物區(qū)系研究卻較少被報(bào)道[4].海壇島是福建省的第一大島，一座新興海島型城市.“狂風(fēng)過(guò)處風(fēng)沙起，一夜沙埋十八村”的典故昭示著海壇島曾經(jīng)的惡劣生態(tài)環(huán)境.在20世紀(jì)60年代，人工種植防護(hù)林對(duì)環(huán)境的改造和修飾作用，使得海壇島的植被覆蓋率逐漸增大，植物物種多樣性也大大提高[5].為實(shí)現(xiàn)宜居生態(tài)島的目標(biāo)，滿足公眾需求，海壇島建設(shè)了大量的城市公園.城市公園作為城市植物多樣性最集中的區(qū)域[6]，建設(shè)過(guò)程必然對(duì)植物區(qū)系的組成和地理成分產(chǎn)生一定的影響.因此，本調(diào)查選取海壇島公園作為研究對(duì)象，進(jìn)一步了解海壇島公園的植物區(qū)系，旨在為海島型城市園林植物應(yīng)用提供基礎(chǔ)資料，也為將來(lái)的城市綠地植物引種和城市植被構(gòu)建提供參考.

1 研究區(qū)概況

海壇島是福建省平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)的主島，位于25°15′—25°45′N，119°32′—120°10′E，是中國(guó)大陸離臺(tái)灣最近處；全島面積約267.13 km2，南北長(zhǎng)29 km，東西寬19 km，中生代侵入巖和火山巖構(gòu)成海壇島基底的主要巖石類型.海壇島屬南亞熱帶海洋季風(fēng)性氣候，年均氣溫19.6 ℃，最冷日和最熱日均溫分別為10.2和27.9 ℃，年均降雨量(1 172 mm)小于蒸發(fā)量(1 300 mm)，7—9月持續(xù)高溫干旱.夏季以偏南風(fēng)為主，秋、冬、春季多為東北風(fēng)，年均風(fēng)速6.9 m·s-1，大風(fēng)天氣(7級(jí)以上)達(dá)125 d以上，常受到臺(tái)風(fēng)天氣的影響.土壤主要類型為磚紅性紅壤，濱海沙土和鹽土等占一定比例，土壤養(yǎng)分較低[7].

2 研究方法

2.1 公園的選取與調(diào)查

選取海壇島建成2年以上的公園作為研究對(duì)象，分別為翠園、龍鳳頭海濱公園(簡(jiǎn)稱龍鳳頭公園)、平潭海島國(guó)家森林公園(簡(jiǎn)稱森林公園)、雕塑園和萬(wàn)寶山公園.于2015年5月至2017年3月，對(duì)5個(gè)公園進(jìn)行全園多次踏查，記錄不同生活型的植物，以盡量確保公園內(nèi)植物信息的完整.對(duì)于公園面積較大的森林公園，采取樣方和隨機(jī)路線相結(jié)合的方法完成調(diào)查.

2.2 植物數(shù)據(jù)的來(lái)源與處理

對(duì)5個(gè)公園的植物種類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，包含栽培品種和蕨類植物，并將其記為單獨(dú)種.依據(jù)用途可將植物劃分為園林植物和野生植物，并根據(jù)發(fā)生地劃分為原生植物、國(guó)內(nèi)外來(lái)植物和國(guó)外外來(lái)植物.此外，根據(jù)中國(guó)植物志(http://foc.eflora.cn/)和中國(guó)外來(lái)植物入侵庫(kù)(http://www.chinaias.cn/wjPart/index.aspx)上的物種信息和分布地記錄，來(lái)鑒別植物來(lái)源及其入侵性.根據(jù)中國(guó)珍稀瀕危植物信息系統(tǒng)(http://rep.iplant.cn/)鑒別該種植物的珍稀程度.

在進(jìn)行植物地理區(qū)系分析時(shí)，剔除栽培品種，按照原生植物和外來(lái)植物(分為國(guó)內(nèi)來(lái)源和國(guó)外來(lái)源)進(jìn)行劃分.參照吳征鎰的“八綱系統(tǒng)”， 并根據(jù)吳征鎰等[3,8]的文獻(xiàn)資料，對(duì)植物的科屬進(jìn)行調(diào)整；公園種子植物種的分布區(qū)類型和變型參照世界科的分布區(qū)類型進(jìn)行劃分.

3 結(jié)果與分析

3.1 公園的植物組成

5個(gè)公園共有植物276種(含種下單位)，隸屬于89科208屬，其中，蕨類植物6種，裸子植物7種，被子植物263種；含有151種原生植物，26種植物引自國(guó)內(nèi)其他區(qū)域，99種植物引自國(guó)外.5個(gè)公園植物組成見(jiàn)表1.5個(gè)公園有野生植物146種，園林植物131種，具有濱?；蚝u特色的植物16種；被列入國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)植物名錄的有3種，分別為樟Cinnamomumcamphora、天竺桂Cinnamomumjaponicum和珊瑚菜Glehnialittoralis.5個(gè)公園藤本種類最少，喬木種類其次，草本種類最多.

表1 公園的植物組成Table 1 Plant composition of 5 city parks in Haitan Island

3.2 公園的優(yōu)勢(shì)科和優(yōu)勢(shì)屬

按照科數(shù)量進(jìn)行分級(jí)，科的組成見(jiàn)表2.含≥10種的科有5個(gè)，占科總數(shù)的5.62%，比例較小，主要有禾本科Gramineae、菊科Compositae、豆科Leguminosae、?？芃oraceae和大戟科Euphorbiaceae；含5～9種的科有9個(gè)，占科總數(shù)的10.11%；含2～4種的科占40.45%；而含1種的科有39個(gè)，占科總數(shù)的43.82%，比例較大.

表2 公園植物科的組成Table 2 Statistics of the family in parks in Haitan Island

按照屬數(shù)量進(jìn)行分級(jí)，屬的組成見(jiàn)表3.含≥10種的屬有榕屬Ficus，占總屬數(shù)的0.48%；含5～9種的屬有2個(gè)，分別為大戟屬Euphorbia和木槿屬Hibiscus，占0.96%；而含1種的屬有165個(gè)，占79.33%，占較大的比例.

表3 公園植物屬的組成Table 3 Statistics of the genus in parks in Haitan Island

3.3 公園種子植物的區(qū)系成分

在5個(gè)公園276種植物中剔除24種(6種蕨類植物、16種栽培品種、2種原生植物)，對(duì)51科199屬252種植物進(jìn)行種子植物區(qū)系分析，其中，原生植物64科118屬134種，國(guó)內(nèi)外來(lái)植物17科21屬26種，國(guó)外外來(lái)植物46科73屬92種.

3.3.1 種子植物區(qū)系 在科水平上，公園種子植物科的分布區(qū)類型有11個(gè)類型8個(gè)變型.原生植物有9個(gè)類型7個(gè)變型，國(guó)內(nèi)外來(lái)植物有7個(gè)類型1變型，國(guó)外外來(lái)植物有6個(gè)類型4個(gè)變型.在原生植物的科中，世界廣布占42.19%，熱帶性質(zhì)(2～7項(xiàng))占46.88%；在國(guó)內(nèi)外來(lái)植物的科中，世界廣布占47.06%，熱帶性質(zhì)占47.06%；在國(guó)外外來(lái)植物的科中，世界廣布占30.43%，熱帶性質(zhì)占58.70%.原生植物的科有?？芃oraceae，國(guó)內(nèi)外來(lái)植物的科有銀杏科Ginkgoaceae等，國(guó)外外來(lái)植物的科有南洋杉科Araucariaceae和石榴科Punicaceae等.世界分布的科有莧科、菊科、旋花科、禾本科、桑科和薔薇科等；熱帶性質(zhì)的科有天南星科Araceae、大戟科、樟科、錦葵科、楝科、棕櫚科和馬鞭草科；溫帶性質(zhì)(8～11項(xiàng))的科主要有松科Pinaceae、海桐花科Pittosporaceae、三白草科和美人蕉科Cannaceae.

在屬水平上，屬的分布區(qū)類型有12個(gè)類型11個(gè)變型.原生植物有10個(gè)類型5個(gè)變型，國(guó)內(nèi)外來(lái)植物有9個(gè)類型2變型，國(guó)外外來(lái)植物有8個(gè)類型7個(gè)變型.在原生植物的屬中，熱帶性質(zhì)所占比例最高，為64.41%，溫帶性質(zhì)占17.8%；在國(guó)內(nèi)外來(lái)植物的屬中，熱帶性質(zhì)占66.67%，溫帶性質(zhì)占28.57%；在國(guó)外外來(lái)植物的屬中，熱帶性質(zhì)占76.71%.原生植物的屬有榕屬Ficus，國(guó)內(nèi)外來(lái)植物的屬有銀杏屬Ginkgo，國(guó)外外來(lái)植物的屬有南洋杉屬Araucaria.世界分布類型的屬有莧屬Amaranthus、鬼針草屬Bidens、茜草屬Rubia、車前屬Plantago和酸模屬等；熱帶性質(zhì)的屬主要有衛(wèi)矛屬Euonymus、金合歡屬、榕屬和海桐屬Pittosporum等；溫帶性質(zhì)的屬有松屬Pinus、桑屬M(fèi)orus、薔薇屬Rosa、珊瑚菜屬、杜鵑屬Rhododendron和秋楓屬Bischofia等.

在種水平上，種的分布區(qū)類型有11個(gè)類型32個(gè)變型(表4).原生植物有9個(gè)類型10個(gè)變型，國(guó)內(nèi)外來(lái)植物有5個(gè)類型7個(gè)變型，國(guó)外外來(lái)植物有7個(gè)類型22個(gè)變型.在原生植物的種中，熱帶性質(zhì)所占比例最高，為70.63%，溫帶性質(zhì)占1.59%.其中，泛熱帶廣布和以南半球?yàn)橹鞯姆簾釒Х植紴橹饕煞?，分別占15.87%和28.57%.在國(guó)內(nèi)外來(lái)植物的種中，熱帶性質(zhì)占53.85%，溫度性質(zhì)占7.69%.其中，中國(guó)特有分布為主要成分，占30.77%.國(guó)外外來(lái)植物熱帶性質(zhì)所占比例為78.65%.其中，熱帶、亞熱帶中美至南美起源占13.48%，熱帶南美起源占19.10%，西馬來(lái)起源占8.99%，北美特有與巴西、烏拉圭、智利、熱帶阿根廷南部起源各占7.87%.世界分布的植物主要有芥菜Brassicajuncea、酢漿草Oxaliscorniculata和狗尾草Setariaviridis等，熱帶性質(zhì)主要有秋茄、番杏Tetragoniatetragonoides和馬齒莧Portulacaoleracea等.中國(guó)特有分布種有銀杏Ginkgobiloba、菊Chrysanthemummorifolium、海南蒲桃Syzygiumhainanense和月季Rosachinensis等.原生種有榕Ficusmicocarpa、桃Amygdaluspersica、香樟、秋茄Kandeliaobovata、天門(mén)冬Asparaguscochinchinensis、蘇鐵Cycasrevoluta和海桐Pittosporumtobira等.國(guó)內(nèi)外來(lái)種有橡皮榕Ficuselastica、銀杏、海濱木槿Hibiscushamabo、高山榕Ficusaltissima、天竺桂、紅背桂Excoecariacochinchinensis、美麗針葵Phoenixroebelenii和橡皮榕Ficuselastica等.國(guó)外外來(lái)種有藿香薊Ageratumconyzoides、刺桐Erythrinavariegata、海邊月見(jiàn)草Oenotheradrummondii、紅花夾竹桃Neriumoleander、黃花美人蕉Cannaindicavar.flava、量天尺Hylocereusundatus和三角梅Bougainvilleaspectabilis等.

表4 公園種子植物種的分布區(qū)類型1)Table 4 Statistics of the distribution type of species in 5 parks in Haitan Island

續(xù)表4

分布區(qū)類型原生植物種數(shù)比例/%國(guó)內(nèi)外來(lái)植物種數(shù)比例/%國(guó)外外來(lái)植物種數(shù)比例/%(12)S.S.地中海區(qū)(狹義或環(huán)地中海)----11.1212-3地中海區(qū)至溫帶一熱帶亞洲、大洋洲和/或北美南部至南美洲間斷分布10.79----(12-4)巴爾干半島至西喜馬拉雅間斷于索科特群島分布----11.12(12-6)馬加羅尼西亞、地中海歐洲、索科特拉、西亞,南至索馬里分布----11.1213-4中亞至喜馬拉雅一阿爾泰和太平洋北美洲間斷分布10.79----14東亞1713.4913.85--14-1(or14SH)中國(guó)一喜馬拉雅--13.85--14-2(or 14SJ)中國(guó)一日本53.97--22.2515中國(guó)特有分布118.73830.77--(16)南半球熱帶以外間斷或星散分布----22.25總計(jì)134100.0026100.0092100.00

1)分布區(qū)類型所占比例不包含世界廣布.

3.3.2 不同對(duì)象的比較 海壇島公園植物區(qū)系與其他對(duì)象的比較情況見(jiàn)表5.大嶼島和外馬廊山島的原生植物、外來(lái)植物的物種數(shù)均比海壇島少，其原生植物占總數(shù)的比例遠(yuǎn)高于海壇島和海壇島公園.海壇島公園外來(lái)植物占總數(shù)的比例比海壇島高，其原生植物約占海壇島原生植物的40%.

表5 公園植物不同對(duì)象的植物區(qū)系比較Table 5 Comparison on the flora of different sample plots

1)數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[5];2)數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[9];3)數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[10].

4 討論

4.1 植物物種的多樣性

海壇島5個(gè)公園植物共有89科208屬276種，包含145種野生植物和131種園林植物.含≥10種的科有菊科、豆科和大戟科等，含2～4種的科有傘形科和百合科等，占較大比例；含≥10種的屬有榕屬.單種科和單種屬所占比例較高.海壇島公園的植物種數(shù)占海壇島植物種數(shù)的46.58%(表5)，4個(gè)公園的植物種數(shù)超過(guò)100種(表1)，進(jìn)一步證明了公園是城市植物多樣性聚集的區(qū)域.公園植物物種的多樣性受到人為主觀性調(diào)控，卻依舊受到環(huán)境條件的制約[11].離海岸距離近的公園植物物種多樣性受到鹽霧和風(fēng)速的影響[12]，濱海地帶的龍鳳頭公園植物物種最少，僅有92種，而森林公園通過(guò)構(gòu)建防護(hù)林、搭設(shè)風(fēng)障，使公園能容納更高的物種多樣性.嚴(yán)苛的海島生境使得多數(shù)園林植物難以適應(yīng)，有4個(gè)公園存在野生植物數(shù)大于園林栽培數(shù)的現(xiàn)象(表1).而且，在城市生境中，強(qiáng)適應(yīng)性的性狀或生活史策略的外來(lái)植物表現(xiàn)強(qiáng)于原生植物[13]，這也解釋了海壇島公園內(nèi)強(qiáng)適生性的野生植物、外來(lái)入侵植物占主要優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)象.在?？谑衃12]也有相似報(bào)道.

4.2 區(qū)系地理成分的組成

海壇島的外來(lái)植物種數(shù)占總數(shù)的比例遠(yuǎn)高于無(wú)居民海島(表5)，而海壇島公園的外來(lái)植物占總種數(shù)的比例較海壇島整體的比例更高(表5)，人為因素影響越強(qiáng)烈的區(qū)域，對(duì)植物區(qū)系的影響顯著大于其他因素[14-15].受到美學(xué)主觀等方面的影響，公園共引入26種國(guó)內(nèi)外來(lái)植物、99種國(guó)外外來(lái)植物，導(dǎo)致公園植物區(qū)系地理來(lái)源組成尤為復(fù)雜.公園內(nèi)的原生植物主要為泛熱帶廣布和以南半球?yàn)橹鞯姆簾釒Х植嫉奈锓N，共占44.44%.國(guó)內(nèi)外引種的外來(lái)植物主要來(lái)源于美洲和亞洲.國(guó)內(nèi)外來(lái)植物中，中國(guó)特有分布占30.77%，熱帶亞洲和熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布各占11.54%.國(guó)外外來(lái)植物中，有40.45%來(lái)源于美洲，起源于熱帶南美占19.10%，中南美占13.48%，北美占7.87(表4).從熱帶性質(zhì)所占比例來(lái)看，公園內(nèi)原生植物的熱帶性質(zhì)占67.16%，國(guó)內(nèi)外來(lái)植物的熱帶性質(zhì)占53.08%，而國(guó)外外來(lái)植物的熱帶性質(zhì)占76.09%，較原生植物的熱帶性質(zhì)更為明顯.公園植被的優(yōu)勢(shì)種主要有?？崎艑俚拈?、橡皮榕和垂葉榕Ficusbenjamina，豆科的刺桐，南洋杉科的異葉南洋杉，木麻黃科的木麻黃等，多分布于干熱氣候環(huán)境，具有泛熱帶分布的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì).通過(guò)適生植物的引種來(lái)源地氣候，可以為植物引種提供參考[16].通過(guò)區(qū)系地理成分組成分析可知，引種的外來(lái)植物更傾向于較海壇島緯度更低的偏熱帶區(qū)域.由此推測(cè)，熱帶美洲、熱帶亞洲和澳大利亞?wèn)|部和/或東北部可能是適生于海壇島城市植物引種地.

4.3 濱海特色成分

城市化發(fā)展對(duì)城市森林產(chǎn)生巨大的改變，在城市化程度高的區(qū)域，原生植被逐漸被人工植被所替代.在海壇島公園內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)喜暖性熱帶或亞熱帶的原生植被優(yōu)勢(shì)植物秋茄、錐屬Castanopsis、櫟屬Q(mào)uercus和楊梅Myricarubra等[17].而國(guó)外引入濱海生境的刺桐、異葉南洋杉Araucariaheterophylla、木麻黃Casuarinaequisetifolia和臺(tái)灣相思Acaciaconfusa等，成為構(gòu)建公園植被的優(yōu)勢(shì)種.公園的原生植物總數(shù)占海壇島原生植物的40%(表5)，可見(jiàn)公園殘存的植被片段、土壤種子庫(kù)對(duì)原生植物生存、繁衍具有保護(hù)作用[18].珊瑚菜、過(guò)江藤Phylanodiflora、紫珠Callicarpabodinieri、濱柃Euryaemarginata、煙豆Glycinetabacina和臺(tái)閩算盤(pán)子Glochidionrubrum等濱海特色植物在調(diào)查中均有發(fā)現(xiàn)，古老性或特有植物沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，僅有重新引種的孑遺植物銀杏.可見(jiàn)，人為活動(dòng)在植物區(qū)系演變過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用.

公園通過(guò)人為引種秋茄、天竺桂、海濱木槿和海杧果等濱海特色植物來(lái)豐富景觀特色.引種過(guò)程中，公園植物管理者更加重視公眾的態(tài)度而忽略了生態(tài)功能[19]，但由于公眾對(duì)外來(lái)植物的園林應(yīng)用并不反對(duì)[20]，導(dǎo)致引入的國(guó)外外來(lái)植物中有38.04%的植物具有入侵趨勢(shì)，這無(wú)疑增大了原生濱海特色植物的滅絕幾率，尤其是生態(tài)脆弱性高的海島區(qū)域，物種滅絕威脅更高[21-22].外來(lái)植物的園林應(yīng)用需慎重[22]，同時(shí)，更應(yīng)注重對(duì)原生特色植物的保護(hù).