西沙群島植物資源多樣性調(diào)查與評價①

王清隆 湯 歡 王祝年

(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所 海南儋州571737)

西沙群島 （15°46＇～17°08＇N，111°11＇～112°54＇E）位于南海西北部、海南島東南部，由永樂群島和宣德群島組成，共有22個大小不一的島嶼、7個沙洲和10多個暗礁暗灘，是南海諸島中島嶼最多、陸地面積最大、植物資源最豐富的群島［1-2］。海拔除石島為12.5 m外，其余各島均在10 m以下［1］。西沙群島上的島嶼成土母質(zhì)較單純，除高尖石島的成土母質(zhì)是火山巖外，其余主要以第四紀(jì)的珊瑚、貝殼碎屑灰?guī)r和近期海浪作用堆積起來的珊瑚、貝殼碎屑砂和鳥糞發(fā)育而成的磷質(zhì)石灰土和濱海鹽土所組成，富含鈣和磷質(zhì)［3-6］。西沙群島位于熱帶海洋上，終年皆夏，光熱條件充足，1月的平均溫度約為23℃，最高溫度的6月平均溫度約為29℃，年溫差≤6℃，是比較典型的熱帶海洋氣候。年降雨量在1 500 mm左右，但分布不均勻，干濕季節(jié)分明，每年6～11月為雨季，盛行西南季風(fēng)，是臺風(fēng)、暴雨等災(zāi)害性氣候多發(fā)期；12月至次年5月為旱季，盛行東北季風(fēng)，降水稀少［7-8］。西沙群島的珊瑚島地質(zhì)年代較短，因此島上的植物種類比較貧乏；島上的植物主要是通過漁民的活動、海鳥的傳播、海流及風(fēng)力的流動帶進來的，其中以人類的活動特別是漁民的活動傳播進來的最多［7］。西沙群島具有豐富的自然資源和重要的戰(zhàn)略地位，因而西沙群島的植物和植被資源的調(diào)查研究，一直是植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、林學(xué)、農(nóng)學(xué)及地理學(xué)工作者關(guān)注的問題之一［9-10］。

由于西沙群島海況較惡劣，以及周邊復(fù)雜的政治環(huán)境等限制因素，我國植物學(xué)工作者僅對西沙群島進行過幾次規(guī)模較大的植物資源調(diào)查［1-4，6-8，11-16］，對西沙群島的植物調(diào)查和研究還不夠全面深入。因此，對西沙群島開展植物資源調(diào)查研究既可以補充我國西沙群島的植物資料，也對我國西沙群島的海防建設(shè)有所幫助。

筆者于2018年5、6月份開展的南鋒專項第一期西沙群島科考中，對西沙群島的永興島、石島、趙述島、西沙洲、南沙洲、中沙洲、北沙洲、北島、中島和南島共10個島嶼（或沙洲）的植物資源進行了野外實地調(diào)查。通過整理此次所采集西沙群島植物標(biāo)本的鑒定結(jié)果，并查閱以往歷次西沙群島植物調(diào)查結(jié)果，結(jié)合相關(guān)文獻資料及植物標(biāo)本記錄，對西沙群島的植物種類及分布進行了統(tǒng)計與更新，完成了目前最新的西沙群島維管植物名錄。在此基礎(chǔ)上，對西沙群島的植物資源開展了多樣性研究，旨在摸清西沙群島植物家底，揭示其資源多樣性特點，為西沙群島植物科學(xué)研究提供更全面的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，為西沙群島植物資源的合理開發(fā)利用和科學(xué)保護提供依據(jù)。

1 材料與方法

廣泛查閱相關(guān)文獻資料和島礁地圖，對西沙群島的自然條件、地形地貌、植物資源現(xiàn)狀等進行分析，采用踏查和樣線（或樣方）調(diào)查相結(jié)合的野外調(diào)查方法，于2018年5、6月對西沙群島的永興島、石島、趙述島、西沙洲、南沙洲、中沙洲、北沙洲、北島、中島和南島共10個島嶼（或沙洲）進行了詳細(xì)調(diào)查，記錄各島嶼（或沙洲）現(xiàn)有植物種類和植被狀況，采集植物標(biāo)本，拍攝植物形態(tài)及生境照片。通過對所采集的西沙群島植物標(biāo)本進行鑒定，并查閱以往歷次西沙群島植物調(diào)查結(jié)果，結(jié)合相關(guān)文獻資料及植物標(biāo)本記錄［1-4，7，12-14，16］，對西沙群島的植物種類及分布進行了統(tǒng)計、整理，完成了一份目前較全的西沙群島24個有植物分布的島嶼和沙洲（永興島、石島、東島、盤石嶼、中建島、晉卿島、琛航島、廣金島、羚羊礁、金銀島、甘泉島、珊瑚島、全富島、鴨公島、銀嶼、石嶼、西沙洲、趙述島、北島、中島、南島、北沙洲、中沙洲、南沙洲）維管植物名錄。在此基礎(chǔ)上，對西沙群島的植物資源開展了多樣性研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 西沙群島植被概況

西沙群島是我國南端的一群熱帶島嶼，自然環(huán)境獨特，植物區(qū)系特殊。典型的熱帶島嶼常見組成植物有草海桐（Scaevola taccada）、抗風(fēng)桐（Pisoniagrandis）、 銀 毛 樹 （Tournefortia argentea）、海人樹 （Suriana maritima）、橙花破布木（Cordia subcordata）、長管牽牛（Ipomoea violacea）等，植物區(qū)系以熱帶成分為主，是我國熱帶島嶼植物區(qū)系的典型代表?？傮w來說，西沙群島各島植物種類較貧乏，自然植被組成較簡單，優(yōu)勢種十分顯著，在10 m×10 m樣地中，喬木主要有抗風(fēng)桐、海岸桐（Guettarda speciosa）和欖仁樹（Terminalia catappa），灌木主要有草海桐、銀毛樹、海濱木巴戟（Morinda citrifolia）等，草本主要有細(xì)穗草（Lepturus repens）、黑果飄拂草（Fimbristylis cymosa）等一些禾本科和莎草科植物，藤本植物主要有厚藤（Ipomoea pes-caprae）、長管牽牛、海刀豆（Canavalia rosea）等。以下為在此次調(diào)查中記錄的永興島、石島、趙述島、西沙洲、南沙洲、中沙洲、北沙洲、北島、中島和南島共10個島嶼（或沙洲）的植被概況。

⑴永興島、石島：植被主要以人工栽培觀賞綠化植被為主，如椰子（Cocos nucifera）、小葉欖仁（Terminalia boivinii）、黃槐決明（Senna sulfures）、溝葉結(jié)縷草（Zoysia matrella）、雙穗雀稗（Paspalum distichum）等；野生植物主要有海岸桐、抗風(fēng)桐、橙花破布木、蛇藤（Colubrina asiatica）、孿花菊（Wollastonia biflora）、西沙灰毛豆（Tephrosia luzonensis）、羽芒菊（Tridax procumbens）等種類。本島此次共調(diào)查記錄植物370種，栽培種較多。由于人為活動較頻繁，島內(nèi)植物中新記錄種約有60種，野生種主要隨種子進入。

⑵趙述島：人工植被較多，以木麻黃和椰子為主，栽培植物豐富，自然植被主要以草海桐群落為主，達到自然植被群落的90%，海岸帶草本植物群落以海馬齒和海濱大戟為主；在栽培植物中，水果主要有洋蒲桃（Syzygium samarangense）、人心 果 （Manilkara zapota）、 杧果 （Mangifera indica）、石榴 （Punica granatum）、柚（Citrus maxima）等；觀賞綠化植物主要有光葉子花（Bougainvillea glabra）、長春花 （Catharanthus roseus）、水鬼蕉（Hymenocallis littoralis）、雪鐵芋 （Zamioculcas zamiifolia）、變?nèi)~木（Codiaeum variegatum）、琴葉珊瑚（Jatropha integerrima）、旅人蕉（Ravenala madagascariensis）、垂葉榕（Ficus benjamina）、黃金榕（Ficus microcarpa‘Golden Leaves’）、高山榕（Ficus altissima）、欖仁樹、鳳凰木（Delonix regia）、木棉（Bombax ceiba）等；瓜果蔬菜主要有生菜 （Lactuca sativavar.ramosa）、西瓜（Citrullus lanatus）、冬瓜（Benincasa hispida）、南瓜（Cucurbita moschata）、黃瓜（Cucumis sativus）、絲瓜 （Luffa cylindrica）、苦瓜（Momordicacharantia）、 葫 蘆 （Lagenaria siceraria）、西葫蘆 （Cucurbita pepo）、番茄（Lycopersicon esculentum）、 辣 椒 （Capsicum annuum）等；野生雜草以長管牽牛、羽芒菊、香絲草（Conyza bonariensis）等為主。此次在趙述島共調(diào)查記錄植物194種。

⑶西沙洲：植物種類較少，多樣性低，植物群落主要以人工栽培的木麻黃群落和椰子+草海桐+紅厚殼+水鬼蕉+抗風(fēng)桐組成的群落為主；野生植物主要有海人樹、濱豇豆（Vigna marina）、小刀豆（Canavalia cathartica）、海刀豆、細(xì)穗草、厚藤、長管牽牛等。此次在西沙洲共調(diào)查記錄植物54種。

⑷南沙洲：植物種類較少，由于人為活動較少，植物組成主要以草海桐群落為主，占全島植被的60%以上，以及細(xì)穗草群落，約占植被的30%，偶有銀毛樹、海人樹、海馬齒（Sesuvium portulacastrum）、圓葉黃花稔（Sida alnifoliavar.orbiculata）、匍匐黃細(xì)心 （Boerhavia repens）、海濱大戟（Euphorbia atoto）等。此次在南沙洲共調(diào)查記錄植物15種。

⑸北沙州、中沙洲、北島、中島、南島：植物種類較少，由于人為活動較少，林相較相似，島上的植被組成以草海桐群落為主，占各植被的90%以上，其他地方零星出現(xiàn)銀毛樹、細(xì)穗草、鋪地刺蒴麻（Triumfetta procumbens）、黑果飄拂草、海濱大戟等群落。

總體來說，西沙群島各島植物種類較貧乏，各島礁植物多樣性差異較大。西沙群島由于成陸時間較晚，島上無特有植物，基本由鄰近大陸或島嶼通過人類、海流、動物和風(fēng)等方式傳播過來。隨著人類活動的增加，西沙各島植物種類還將不斷增多。

2.2 西沙群島植物種類組成

此次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)了西沙群島90個科的406種植物，其中蕨類植物6種，裸子植物2種，被子植物398種；采集植物標(biāo)本460份（憑證標(biāo)本保存于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物標(biāo)本室ATCH），拍攝植物形態(tài)及生境照片2 410張。結(jié)合查閱以往歷次調(diào)查記錄及相關(guān)資料，對西沙群島的植物種類及分布進行了統(tǒng)計分析：西沙群島共發(fā)現(xiàn)維管植物543種（包括種下分類單位，下同），隸屬于101科352屬，其中有野生維管植物64科196屬292種，其占海南島植物的比例見表1。在此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)的西沙群島406種植物中，確定西沙群島未記錄野生植物52種，新歸化種植物10種，新增栽培植物87種（表2）。

表1 西沙群島植物與海南島植物資源的比較

表2 西沙群島新發(fā)現(xiàn)的物種

續(xù)表2 西沙群島新發(fā)現(xiàn)的物種

續(xù)表2 西沙群島新發(fā)現(xiàn)的物種

續(xù)表2 西沙群島新發(fā)現(xiàn)的物種

續(xù)表2 西沙群島新發(fā)現(xiàn)的物種

2.3 西沙群島植物科屬構(gòu)成

分析西沙群島維管植物科的構(gòu)成，發(fā)現(xiàn)其寡種科最多，其單種科和寡種科共有78科，占全部101科的77.23%，而其中所包含的物種僅有169種，占全部543種的31.12%；其大于20種的大科僅有4科，分別為禾本科（含61個種）、蝶形花科（含35個種）、菊科（含33個種）、大戟科（含30個種），這4科占全部101科的3.96%，所含有的物種共有159種，占總物種的近1/3，優(yōu)勢科較為明顯。分析西沙群島維管植物屬的構(gòu)成，發(fā)現(xiàn)其單種屬最多，單種屬和寡種屬共有346屬，占全部352屬的98.30%，其所包含的物種占總種數(shù)的90.42%；其最大的1個屬包含11個種，其余都是不大于10種的屬（表3）。

表3 西沙群島植物不同科屬所含種數(shù)統(tǒng)計

2.4 西沙群島維管植物數(shù)量組成

西沙群島維管植物數(shù)量組成，裸子植物最少，僅有5種，且都是栽培種；蕨類植物9種，全是野生種；被子植物有529種（含283種野生植物和246種栽培植物）。按生活類型的不同將其分為木本、草本、藤本3種類型（表4）。其中，木本種類173種，占西沙群島543種植物的31.86%；草本種類最多，有347種，占植物總數(shù)的63.90%；藤本種類最少，僅23種，占植物總數(shù)的4.24%?？梢姡魃橙簫u維管植物中，被子植物占了絕對優(yōu)勢，草本種類占了植物總數(shù)的近2/3。因此，在開發(fā)利用時要考慮群落不同層次的開發(fā)對象，對多年生草本可以開發(fā)，喬木層和一年生草本適度開發(fā)，而藤本植物要限制開發(fā)。

表4 西沙群島維管植物數(shù)量組成統(tǒng)計

2.5 西沙群島維管植物區(qū)系分析

西沙群島維管植物區(qū)系分析見下表（表5、6）。

2.5.1 西沙群島野生植物科的分布區(qū)類型

根據(jù)吳征鎰等的《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》及其修訂［19-20］，西沙群島維管植物101個科可劃分為7個分布區(qū)類型和4個變型（表5）。在科的水平上，熱帶科有66個，溫帶科有6個，熱帶科占總科數(shù)的91.67%（不包括世界廣布的29科，下同），溫帶科占總科數(shù)的8.33%。

通過對西沙群島維管植物101個科的分布型進行分析（表5、6），在含10種以上的大科中，禾本科（37屬61種）、蝶形花科（21屬35種）、菊科（27屬33種）、茜草科（12屬19種）、茄科（7屬16種）、莎草科（6屬15種）、旋花科（5屬13種）、?？疲?屬11種）、莧科（5屬11種）這9個科為世界分布科，大戟科（13屬30種）、錦葵科（9屬18種）、棕櫚科（11屬16種）、葫蘆科（9屬14種）這4個科為泛熱帶分布科，而屬于溫帶科的只有1個北溫帶分布的百合科（7屬12種）。這14個含有10種以上物種的科占總科數(shù)101科的13.86%，但

這14個科所含171屬和304種分別達總屬數(shù)352屬的48.58%和總種數(shù)543種的55.99%，表明西沙群島植物分布集中在少數(shù)的幾個科，優(yōu)勢科較為明顯。西沙群島101個科中，除忍冬科（1屬1種）、百合科、黃楊科（1屬2種）、川蔓藻科（1屬1種）、柏科（1屬2種）、安石榴科（1屬1種）這6個科為溫帶科外，其余66個科均為熱帶科，表明西沙群島植物區(qū)系具有明顯的熱帶性質(zhì)。西沙群島較多的世界分布科（29科）和泛熱帶分布科（42科）中物種適應(yīng)性很強，能在西沙群島生境較惡劣的島礁生存發(fā)展，但這些科中的物種多為草本，在森林群落中常不占重要地位。紫茉莉科、紫草科等雖然所含的種數(shù)較少，但在喬木層中卻較常見，種數(shù)較多的大戟科、錦葵科、椴樹科、蘇木科、馬鞭草科等在灌木層中發(fā)揮重要角色。這些科均為熱帶分布科，雖然比例不大，但都是西沙植物區(qū)系中具有代表性的科，說明西沙群島熱帶分布的科具有明顯的優(yōu)勢。然而一些典型的熱帶科，如龍腦香科、橄欖科、肉豆蔻科、玉蕊科等在西沙群島未發(fā)現(xiàn)。另外還有一些科，如草海桐科、禾本科、馬齒莧科等，常常形成單優(yōu)勢群落，在多個島礁都比較常見。

表5 西沙群島維管植物區(qū)系科、屬的分布區(qū)類型或變型

表6 西沙群島主要植物科（10種以上）分布區(qū)類型

2.5.2 西沙群島野生植物屬的分布區(qū)類型

依據(jù)吳征鎰、吳兆洪、陸樹剛等的植物區(qū)系資料［18-22］，對西沙群島維管植物352個屬進行分布型分析，發(fā)現(xiàn)西沙群島維管植物352個屬可劃分為12個分布區(qū)類型和6個變型（表5）。其中各種熱帶分布型和亞型即熱帶成分合計308屬，為總屬數(shù)91.94%（不包括世界廣布的17屬，下同），其他各種分布型和亞型為溫帶成分，合計為27屬，占總屬數(shù)的8.06%，二者相差83.88%，其中典型的泛熱帶分布屬所占比例最大，共140個屬，占總屬數(shù)的41.79%，涵蓋大部分喬木、灌木和常見草本，在群落組成中占很大比例，是西沙群島森林群落的重要組成部分，如紅厚殼屬（CalophyllumLinn.）、海岸桐屬（GuettardaLinn.）、草海桐屬 （ScaevolaLinn.）、 破 布 木 屬 （CordiaLinn.）等均屬此類。熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布的屬（占總屬數(shù)的15.52%）遠(yuǎn)較熱帶亞洲、大洋洲和南美洲間斷的屬（占總屬數(shù)的1.49%）與熱帶亞洲、非洲和南美洲間斷的屬（占總屬數(shù)的2.09%）多，這反映出本地區(qū)的植物區(qū)系與熱帶美洲聯(lián)系較非洲和大洋洲更為密切。

2.6 西沙群島植物資源

西沙群島的543種植物中，按資源用途主要可分為8類：

（1） 藥用植物有349種，主要集中在菊科（24種）、禾本科（21種）、蝶形花科（20種）、大戟科（21種）、錦葵科（16種）、葫蘆科（14種）、茄科（13種）、茜草科（13種）、夾竹桃科（10種）等科中，代表性藥用植物包括海濱木巴戟（Morinda citrifolia）、海人樹 （Suriana maritima）、草海桐（Scaevola taccada）、抗風(fēng)桐（Pisoniagrandis）、 銀 毛 樹 （Tournefortia argentea）、白花曼陀羅（Datura metel）、蒺藜（Tribulusterrestris）、水 芫 花 （Pemphis acidula）等；

（2） 蔬菜植物有59種，主要為栽培蔬菜，以葉菜、瓜菜為主，如青菜、白菜、冬瓜、南瓜（Cucurbita moschata）、蘿卜 （Raphanus sativus）等；

（3） 觀賞植物有208種，主要集中在棕櫚科（16種）、大戟科（12種）、夾竹桃科（10種）、桑科（10種）、天南星科（8種）、含羞草科（8種）、百合科（7種）等科中，代表性觀賞植物包括海南龍血樹（Dracaena cambodiana）、火殃勒（Euphorbia antiquorum）、散尾葵（Dypsis lutescens）等；

（4） 飼用植物有51種，主要集中在禾本科、蝶形花科和菊科等科中，代表性飼用植物包括馬唐（Digitaria sanguinalis）、西沙灰毛豆（Tephrosia luzonensis）、濱豇豆 （Vigna marina）、海刀豆（Canavalia rosea）、牛筋草（Eleusine indica）等；

（5） 水果類有25種，包括杧果（Mangifera indica）、龍眼 （Dimocarpus longan）、番荔枝（Annona squamosa）等栽培水果，以及野生水果類，如對葉榕（Ficus hispida）、龍珠果（Passiflora foetida）、 紅 瓜 （Coccinia grandis）等；

（6） 纖維植物有14種，分別為大麻槿（Hibiscus cannabinus）、陸地棉（Gossypium hirsutum）等5種錦葵科植物，3種露兜樹科植物以及棕櫚科、龍舌蘭科、椴樹科等科的物種；

（7） 油料植物有29種，分別為蓖麻（Ricinus communis）、向日葵 （Helianthus annuus）、落花生（Arachis hypogaea）、咖啡黃葵（Abelmoschusesculentus）、 山 棕 （Arengaengleri）等；

（8） 芳香植物有47種，分別為大葉桉（Eucalyptus robusta）、土沉香（Aquilaria sinensis）、疏柔毛羅勒（Ocimum basilicumL.var.pilosum）、山香（Hyptis suaveolens）等。

總的來說，西沙群島植物資源中以藥用、蔬菜和觀賞類植物為主，各類物種普遍較貧乏，今后可再適當(dāng)多引入種植一些適合熱帶海島生長的藥用、蔬菜、觀賞、水果、纖維、油料、芳香類植物資源。

2.7 西沙群島珍稀瀕危植物分析

西沙群島珍稀瀕危植物較少，今后亟需需加大保護力度的珍稀瀕危植物有水芫花和海人樹。水芫花在我國僅產(chǎn)臺灣南部海岸及西沙群島等地，因其木材堅硬，不易劈裂，常用作工具把柄，也可供制錨、木釘?shù)?，容易被人們挖采，目前在西沙群島僅發(fā)現(xiàn)了不足5棵較大的水芫花，因此建議有關(guān)部門加緊開展對水芫花的保護工作。海人樹在我國僅產(chǎn)臺灣及西沙群島等地，生于海島邊緣的沙地或石縫中，自然更新較慢，易受人為干擾，在西沙群島現(xiàn)存數(shù)量較少，急需加緊保護。

3 討論與結(jié)論

此次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)了西沙群島90個科的406種植物，其中蕨類植物6種，裸子植物2種，被子植物398種；采集植物標(biāo)本460份，拍攝照片2 410張。結(jié)合查閱以往歷次調(diào)查記錄及相關(guān)資料，西沙群島維管植物共計101科352屬543種，包括蕨類植物7科7屬9種，裸子植物4科4屬5種，被子植物90科341屬529種。此次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)西沙群島尚未被記錄的維管植物149種（見表2，含62種野生植物和87種栽培植物）。

結(jié)合此次實地調(diào)查結(jié)果，查閱相關(guān)文獻資料，經(jīng)分析研究，得出以下結(jié)論：（1） 西沙群島植物種類較貧乏，截至目前，僅在其24個島嶼上發(fā)現(xiàn)了292種野生植物和251種栽培植物，隸屬于101科352屬；（2） 西沙群島植物區(qū)系具有明顯的熱帶性質(zhì)；（3） 西沙群島各島嶼的植物多樣性具有較大差異，受人為活動影響比較大；（4） 科屬構(gòu)成分析表明西沙群島維管植物的科屬構(gòu)成有一定的狹窄性，大部分物種集中分布于少量的科屬，在種類變異的產(chǎn)生上有一定的局限性，不利于物種多樣性的產(chǎn)生；（5） 生活型統(tǒng)計表明多年生草本種類最多，在開發(fā)利用時要考慮群落不同層次的開發(fā)對象，對灌木和多年生草本可以開發(fā)，喬木層和1、2年生草本適度開發(fā)，而藤本植物要限制開發(fā)；（6） 植物分布區(qū)類型特征分析表明西沙群島植物具有很強的熱帶性，因此在開發(fā)利用野生植物特別是針對擴大原料生產(chǎn)的二級開發(fā)時，對野生植物進行人工栽培時要注意植物種類的分布特性，避免跨區(qū)引種。

此外，為了更好地開發(fā)利用和保護西沙群島野生植物資源還應(yīng)做到以下幾點：（1） 要深入開展資源調(diào)查工作，通過多年觀測分析確定單種植物資源的蘊藏量和年允收量，確定合理的資源開發(fā)利用方向，保證資源的開發(fā)利用速度應(yīng)限制在其恢復(fù)速率的限度內(nèi)；（2）要借鑒作物生產(chǎn)上的“輪作式”生產(chǎn)模式，充分調(diào)研基礎(chǔ)上，科學(xué)制定植物資源有計劃、按階段、分步驟的種間輪流開發(fā)，為單種植物的種群復(fù)壯提供空間；（3）要重點針對珍稀瀕危和大宗常用植物資源進行系統(tǒng)、全面的調(diào)查研究，掌握野生變家栽和引種馴化技術(shù)，這是保護野生資源的關(guān)鍵措施。