福建風沙敏感區(qū)海島公園植物區(qū)系和外來入侵植物研究

劉健行，史曉潔，陳國杰，陳越琳，鄧傳遠

(福建農(nóng)林大學 園林學院，福州 350000)

海壇島、東山島風沙危害嚴重，上世紀就出現(xiàn)過揚沙將農(nóng)地、房屋及道路等淹沒的情況[1-2]。自20世紀六十年代開始，為抵御強勁的海風，兩島開始營造海島防護林系統(tǒng)，引入了木麻黃、臺灣相思和黑松等非海島原生植物入島，如今，兩島防護林系統(tǒng)對海風抑制效果明顯，對島內(nèi)植物多樣性做出了較大貢獻[3]。此外，隨著海島旅游開發(fā)的不斷推進，海島與內(nèi)陸的交互更加頻繁。因此，了解有居民海島植物資源及外來入侵植物情況很有必要。本研究以海壇島、東山島兩座有居民海島12座海島公園為研究對象進行公園人工植物資源調(diào)查，旨在探明兩座有居民海島人工植物資源本底狀況、區(qū)系分布及外來入侵植物情況，以期為海島的旅游建設提供數(shù)據(jù)基礎與參考。

1 研究區(qū)域概況

2010年福建省政府文件《福建省生態(tài)功能區(qū)劃》[4]，指出了福建省風沙與石漠化敏感區(qū)域，如圖1所示，本研究則選取兩處風沙敏感區(qū)最大的兩個有居民海島——海壇島、東山島為研究對象。

圖1 福建省風沙與石漠化敏感區(qū)域

海壇島為平潭綜合實驗區(qū)主島，是福建第一大海島，位于福建省福州市東南部，與臺灣島隔海相望，兩島在地理區(qū)位上形成“狹管效應”，導致海壇島內(nèi)大風不斷，風速達到年均6.9 m·s-1，一年近三分之一時間為大風天氣(7級以上)[5]，因此，海壇島風口風沙侵蝕嚴重，被列為福建風沙與石漠化敏感區(qū)域。同時，海壇島擁有獨特的海島風景，具有較高的旅游吸引力。

東山島別稱陵島，隸屬于福建省漳州市東山縣，是福建省第二大海島，東山島屬于亞熱帶海洋性氣候地區(qū)，多年平均氣溫為20.8 ℃，終年無霜凍，多年平均降水1 103.8 mm[6]。東山島曾飽受風沙災害，島內(nèi)防護林建成后風害影響下降，如今島內(nèi)風景優(yōu)美，曾獲得福建省最佳旅游目的地、福建十大美麗海島等榮譽。

2 研究方法

選擇海壇島、東山島共12個公園，其中4個近海公園(位于海岸處)，8個離海公園(遠離海岸)，再在每個公園內(nèi)根據(jù)植被狀況選擇代表性樣地，每個樣地內(nèi)設置樣方，樣方大小為20 m×20 m，調(diào)查樣方內(nèi)分喬木層、灌木層、地被層3層進行植物基本信息的收集。在20 m×20 m樣方內(nèi)收集喬木層植物名稱，在20 m×20 m樣方內(nèi)隨機抽取4個5 m×5 m小樣方收集灌木層植物信息，地被層則在灌木層樣方中隨機抽取5個1 m×1 m的小樣方進行測定，記錄植物名稱[7]。

3 結(jié)果與分析

3.1 兩島海島公園植物物種組成

經(jīng)過海壇島、東山島兩島12座海島公園，共計80個樣方的調(diào)查，兩島海島公園共發(fā)現(xiàn)維管束植物326種，其中蕨類植物7種，裸子植物9種，被子植物310種；隸屬93科250屬。如表2所示，12座公園內(nèi)5種及以上的科有19科149屬207種，分別占總科數(shù)的20.43%，總屬數(shù)的59.60%及總種數(shù)的63.50%(表1)。其中菊科和禾本科植物種數(shù)最多，菊科共計26屬30種，禾本科共計24屬30種；豆科、錦葵科、?？?、夾竹桃科、天門冬科、棕櫚科緊隨其后，均有10種及以上；其余多為單種科，2種及以上科數(shù)僅占總科數(shù)的51.61%。

表1 公園樣方數(shù)及概況

表2 海島公園植物優(yōu)勢科

12座海島公園中植物種數(shù)最多的為海島國家森林公園，共73科130屬159種，其次種數(shù)超過100種的僅有東山國家森林公園，共計50科86屬102種。植物種數(shù)較少的兩個公園分別為東山市民廣場和黃道周公園，分別發(fā)現(xiàn)植物27種和24種。其余8個海島公園植物種數(shù)均在50種以上(表3)。

表3 海島公園植物種組成

3.2 兩島海島公園植物生活型組成

依據(jù)Raunkiaer生活型劃分方法，本研究12座海島公園中植物以高位芽為主，共計63科127屬174種，占總種數(shù)的53.37%，其次為地上芽和一年生，分別有21科43屬46種和15科39屬46種，均占總種數(shù)的14.11%，其余為隱芽植物及地面芽植物，計23科34屬40種及12科19屬20種，各占12.27%及6.13%(表4)。

表4 海島公園植物生活型組成

3.3 兩島海島公園種子植物區(qū)系類型

3.3.1 公園種子植物科的區(qū)系類型 在海壇島、東山島兩島12座海島公園93科326種植物中除去4個科的蕨類，對剩余的89科319種種子植物進行植物區(qū)系分析。根據(jù)吳征鎰[8, 9]的方法，在科的水平上，可將12座海島公園種子植物分為9個類型5個變型(表5)。兩島海島公園種子植物以世界廣布分布類型為最多，共計30科160種，分別占總科數(shù)和總種數(shù)的33.71%和50.16%，其中以菊科30種、禾本科30種、豆科20種及?？?2種4個優(yōu)勢科為主要組成成分。

表5 海島公園種子植物科的分布區(qū)類型

熱帶性質(zhì)分布類型(2～5、(17))共有45科140種，分別占總科數(shù)和總種數(shù)的50.56%和43.89%。熱帶性質(zhì)分布類型中以泛熱帶分布植物所占比例最高，共計27科96種，分別占總科數(shù)和總種數(shù)的30.34%和30.09%；其中種數(shù)較多的科有錦葵科15種、夾竹桃科10種、棕櫚科10種和大戟科9種。其余熱帶性質(zhì)分布類型為熱帶亞洲、大洋洲和南美洲(墨西哥)間斷，以南半球為主的泛熱帶，熱帶亞洲和熱帶美洲間斷，舊世界熱帶，熱帶亞洲至熱帶大洋洲及熱帶非洲-熱帶美洲間斷這4個類型和2個變型，6個分布類型共有種子植物18科44種，占總科數(shù)和總種數(shù)的20.22%和13.79%；其中種數(shù)較多的科有天門冬科10種、馬鞭草科6種、桃金娘科5種和石蒜科5種。

溫帶性質(zhì)分布類型(8～(16))共有種子植物14科19種，分別占總數(shù)的15.73%和5.96%。溫帶類型中以北溫帶和南溫帶(全溫帶)間斷分布最多，包含柏科3種、金縷梅科2種、胡頹子科1種、黃楊科1種和楊柳科1種；北溫帶、東亞和北美洲間斷兩個分布類型物種數(shù)次之，均為3科3種；其余溫帶性質(zhì)分布類型均只含1個科。綜上所述，可知海壇島、東山島兩島海島公園種子植物在科水平上的地理特征，以世界廣布類型及熱帶性質(zhì)分布類型為主，其次除世界廣布及熱帶性質(zhì)分布外還零散分布著溫帶地理區(qū)系植物。

3.3.2 公園種子植物屬的區(qū)系類型 海壇島、東山島兩島12座海島公園共有種子植物245屬319種，在屬的水平上，可將12座公園種子植物地理分布類型分為13個類型11個變型，如表6所示。其中世界廣布類型的種子植物共有19屬24種，分別占海島公園種子植物總屬數(shù)和總種數(shù)的7.76%和7.52%；種數(shù)較多的屬有茄屬3種、商陸屬2種、莧屬2種和酢漿草屬2種。

表6 海島公園種子植物屬的分布區(qū)類型

熱帶性質(zhì)分布類型(2～7-4)共有173屬227種，分別占種子植物總屬數(shù)和總種數(shù)的70.61%和71.16%。熱帶性質(zhì)分布成分共6個類型5個變型，其中以泛熱帶分布類型屬數(shù)最多，共計63屬89種，分別占熱帶性質(zhì)分布類型總屬數(shù)和總種數(shù)的36.42%和39.21%，也占海島公園種子植物總屬數(shù)和總種數(shù)的24.90%和27.90%；種數(shù)較多的屬有衛(wèi)矛屬9種、鹵地菊屬7種、大戟屬4種和求米草屬3種，其余多為1～2種。其次熱帶性質(zhì)分布類型中屬數(shù)較多的為熱帶亞洲和熱帶美洲間斷，共計39屬50種，占種子植物總屬數(shù)和總種數(shù)的15.92%和15.67%；其他熱帶性質(zhì)分布類型中屬數(shù)超過10屬的類型有舊世界熱帶分布、熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布、熱帶亞洲至熱帶非洲分布和熱帶亞洲(印度-馬來西亞)分布，分別計15屬17種、16屬23種、15屬15種和17屬19種，占種子植物總屬數(shù)和總種數(shù)的6.12%和5.33%、6.53%和7.21%、6.12%和4.70%和6.94%和5.96%；剩余熱帶性質(zhì)分布類型屬數(shù)較少且均為變型，分別為熱帶亞洲、大洋洲和南美洲(墨西哥)間斷分布2屬，熱帶亞洲、非洲和南美洲間斷分布4屬，熱帶亞洲、非洲和大洋洲間斷或星散分布1屬，爪哇、喜馬拉雅間斷或星散分布到華南、西南2屬和越南(或中南半島)至華南(或西南)分布1屬，分別占總屬數(shù)的0.82%、1.63%、0.41%、0.82%和0.41%。

溫帶性質(zhì)分布類型(8～15)共有53屬68種，分別占種子植物總屬數(shù)和總種數(shù)的21.63%和21.32%。其中以北溫帶分布類型及其1個變型擁有屬數(shù)最多，共計24屬29種，分別占總屬數(shù)和總種數(shù)的9.79%和9.09%。其余5個分布類型和5個變型屬數(shù)均小于10屬，包括東亞和北美洲間斷分布及其1個變型，共計9屬13種，占總屬數(shù)和總種數(shù)的3.68%和4.07%；舊世界溫帶分布及其2個變型，共計7屬10種，占總屬數(shù)和總種數(shù)的2.86%和3.14%；地中海區(qū)、西亞至中亞分布，共計1屬1種，占總數(shù)的0.41%和0.31%；東亞(東喜馬拉雅—日本)分布及其2個變型，共計11屬14種，分別占總數(shù)的4.49%和4.39%；中國特有共1屬、1種，分別占總數(shù)的0.41%和0.31%。綜上所述，海壇島、東山島兩島海島公園種子植物在屬水平上的地理特征，除占總屬數(shù)7.76%的世界廣布類型外，熱帶性質(zhì)分布類型占最高比例，占總屬數(shù)的70.61%，溫帶性質(zhì)分布類型屬數(shù)則占21.63%，即兩島公園種子植物屬的地理區(qū)系分布以熱帶性質(zhì)為主體，同時穿插大量溫帶性質(zhì)分布類型成分。

3.4 兩島海島公園外來入侵植物組成

參照《中國入侵植物名錄》[10]及相關(guān)文獻[11-12]，本研究調(diào)查得知12座海島公園外來入侵植物共53種，隸屬21科45屬(表7)。其中菊科為外來入侵植物的主體，物種數(shù)達15種，占總?cè)肭种参锓N數(shù)的28.30%；豆科和大戟科次之，分別為7種和4種，占入侵植物總種數(shù)的13.20%和7.55%；其余18科，物種數(shù)在1～3種內(nèi)，其中物種數(shù)為3種的有馬鞭草科、茄科及旋花科3科，物種數(shù)為2種的有桃金娘科、西番蓮科及莧科3科，物種數(shù)為1種的有落葵科、莎草科等共12科。綜合來看，12座海島公園外來入侵植物較為集中于科的類群層面，但在屬、種的類群層面卻相對豐富。

表7 海島公園外來植物物種組成

分析發(fā)現(xiàn)53種外來入侵植物起源地較集中于美洲地區(qū)，共計42種，占總?cè)肭种参锓N數(shù)的79.25%；其余來自非洲地區(qū)的有5種，占總數(shù)的9.43%；來自大洋洲地區(qū)的有3種，占總數(shù)的5.66%；來自熱帶亞洲地區(qū)的有2種，占總數(shù)的3.77%；來自歐洲地區(qū)的有1種，占總數(shù)的1.89%。由此可見，來自美洲的入侵植物占絕大多數(shù)，說明美洲的入侵植物能夠較好的適應兩島公園綠地的生境，值得警惕。

按照中國外來入侵物種信息系統(tǒng)，53種外來入侵植物可界定為：1級惡性入侵類11種，占總數(shù)的20.75%；2級嚴重入侵類12種，占總數(shù)的22.64%；3級局部入侵類有6種，占總數(shù)的11.32%；4級一般入侵類有5種，占總數(shù)的9.43%；5級有待觀察類有19種，占總數(shù)的35.85%。其中5級有待觀察類物種種數(shù)最多，盡管迄今觀察發(fā)現(xiàn)一部分外來入侵植物對生境威脅稍小，但其潛在威脅尚未最終確定，同時對環(huán)境威脅很大的1級和2級入侵植物種數(shù)已占外來植物總種數(shù)43.39%，表明具有嚴重入侵傾向的外來植物已經(jīng)較多并開始在海島公園蔓延，值得關(guān)注并采取相關(guān)措施。

4 結(jié)論與討論

海壇島、東山島兩座有居民海島12個公園園林植物組成豐富，特征鮮明，共有植物93科250屬326種，優(yōu)勢科為菊科、禾本科和豆科等，優(yōu)勢科中以草本類植物為主，科植物組成人為干擾性強烈。兩島海島公園植物生活型組成以高位芽植物為主，占總種數(shù)的53.37%，其余四種生活型分布較為均衡，科數(shù)均在20種左右。12個公園中，海島國家森林公園和東山國家森林公園植物物種數(shù)超過100種，分別為159種和102種；其它公園植物物種數(shù)都少于100種。

12個公園種子植物區(qū)系分布多樣，93個科共有9個分布類型5個變型，其中世界廣布共30科，占總科數(shù)33.71%；熱帶性質(zhì)分布類型共有45科，占總科數(shù)50.56%；溫帶性質(zhì)分布類型共有14科，占總科數(shù)15.73%，表明這兩個島的公園種子植物除世界廣布外，主要以熱帶性質(zhì)分布為主，同時星散分布溫帶性質(zhì)類型。屬級水平245屬區(qū)系分布共有13個類型11個變型，其中世界廣布類型共有19屬，占總屬數(shù)7.76%；熱帶性質(zhì)分布類型共有173屬，占總屬數(shù)70.61%；溫帶性質(zhì)分布類型共有53屬，占總屬數(shù)21.63%。屬水平上除世界廣布型外，熱帶性質(zhì)分布類型占比較高，同時穿插著溫帶性質(zhì)分布類型。

兩島12個公園共發(fā)現(xiàn)外來入侵植物21科45屬53種，其中以菊科、豆科和大戟科物種數(shù)最多，與公園植物優(yōu)勢科有部分重疊。53種外來入侵植物中，來自美洲者占絕大多數(shù)，共計42種；1級惡性入侵類11種，2級嚴重入侵類12種，3級局部入侵類6種，4級一般入侵類5種，5級有待觀察類有19種；對環(huán)境威脅較大的1級和2級種類占比最大(43.39%)，有待觀察的5級占比也較高(35.85%)，外來入侵植物已經(jīng)較多，值得警惕與研究。