何彥巧,楊澤秀,宋希強,方贊山,劉慧蘭,陳時云
(1.海南大學 熱帶特色林木花卉遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新教育部重點實驗室,海南 ???570228;2.海南大學 園藝學院,海南 ???570228;3.海南省珠峰林業(yè)生態(tài)研究所,海南 ???570200;4.保亭苗族黎族自治縣林業(yè)局,海南 保亭 572300)
根據(jù)拉姆薩爾公約將濕地定義為:人工的或天然的,永久的或暫時的,咸水或淡水的水域或沼澤,包括不超過6 m 深的淺水海域,水域或沼河岸及海岸線[1]。濕地與森林、海洋一起并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)。具有調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)、維護生物多樣性等重要的功能,是人類最重要的生存環(huán)境之一[2-6]。濕地植物泛指生長在濕地環(huán)境中的植物,是濕地生態(tài)系統(tǒng)中主要的初級生產(chǎn)者[7-9],維持和承載著濕地生態(tài)系統(tǒng)的各種物理過程及生物功能,參與濕地生態(tài)功能的發(fā)揮[9]。濕地植物的多樣性能綜合反映濕地生態(tài)環(huán)境的基本特點和功能特性,是衡量濕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量高低的重要指標[10]。自2010 年海南國際旅游島和2018 年自由貿(mào)易港建設(shè)以來,海南省各地進入城市化快速發(fā)展時期,人民生活水平提高的同時自然環(huán)境也遭到了人為破壞,濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性降低。濕地植物的合理保護與利用成為社會各界研究的重點。近年來,海南省沿海地區(qū)如海口市、東方市、三亞市等地區(qū)相關(guān)的研究較多,海南省中部地區(qū)六市縣(定安縣、屯昌縣、瓊中縣、保亭縣、白沙縣、五指山市)的經(jīng)濟相對比較落后,濕地相關(guān)調(diào)查較少,其中僅瓊中縣、五指山市做過較為詳細調(diào)查,而保亭縣地處海南中部重要生態(tài)區(qū),對于濕地植物相關(guān)研究較少,因此對保亭縣濕地植物資源的調(diào)查與分析對于保亭縣濕地植物多樣性保護、濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復、濕地植物資源可持續(xù)利用以及社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等具有重要意義。
保亭黎族苗族自治縣(以下簡稱保亭縣)位于海南省中部地區(qū),18°23′~ 18°53 ′ N,109°21′~ 109°48′ E,東接陵水縣,南鄰三亞市,西連三亞市、樂東縣,北依五指山市、瓊中縣。屬典型的熱帶季風氣候,熱量豐富,年平均氣溫21.6~ 24.5℃,冬季溫暖如春,夏無酷暑。雨量充沛,年平均降水量在1 800~ 2 300 mm。獨特的氣候條件使得保亭縣森林植被覆蓋率較高,全縣土地總面積115 324 hm2,現(xiàn)有森林面積96 872 hm2,占比達到84%,植被資源極其豐富。土壤屬山地磚紅壤,分為山地黃壤、山地赤紅壤、磚紅壤和水稻土4 個土系,有8 個亞類、35 個土屬、140 個土種。由于地處海南島內(nèi)陸,地勢總體上北高南低,東北隅和西北隅山脈連綿,峰巒疊嶂,大部分地區(qū)由中山構(gòu)成,較海南島沿海地區(qū)高,濕地類型與海南島沿海地區(qū)有所不同,以河流和水庫居多,有稀疏沼澤濕地。濕地總面積(不含水稻田)約1 787.56 hm2,其中天然濕地面積894.34 hm2,占保亭縣濕地面積的49.97%;人工濕地面積為893.22 hm2,占保亭縣濕地面積的50.03%。
2018 年6-10 月。采用實地調(diào)查方法,對保亭縣濕地維管植物進行線路調(diào)查。布局方法采用路線間隔法和區(qū)域控制法相結(jié)合,在地形和植被變化比較規(guī)則、植物資源分布比較明顯的區(qū)域采用路線間隔法,對于調(diào)查區(qū)域地形復雜、植被類型多樣植物資源分布不均勻的地方可采用區(qū)域控制法。調(diào)查范圍包括面積為2 hm2以上的自然濕地、人工濕地,其中河流濕地調(diào)查范圍為平均寬度10 m 以上,連續(xù)長度3 km 以上。以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位,通過衛(wèi)星影像、無人機航拍、手持機GPS 以及手機APP進行具體定位并制定路線,現(xiàn)場記錄植物種類、高度、蓋度、群落組成、生境特點等;現(xiàn)場無法鑒別的,采集植株制作標本,依據(jù)《中國植物志》[11]、《廣東植被》[12]、《海南植物志》[13]、《海南植物名錄》[14]等鑒定植物種類;通過野外調(diào)查與室內(nèi)分析統(tǒng)計,整理出保亭縣濕地維管植物名錄。
圖1 調(diào)查區(qū)位示意圖Figure 1 Surveyed location
本次調(diào)查共記錄到濕地維管植物134 科426 屬641 種(表1)。其中,蕨類植物33 種,隸屬20 科24 屬,占5.15%;裸子植物3 種,隸屬2 科2 屬,占0.47%;被子植物605 種,隸屬112 科400 屬,占94.38%,被子植物是保亭濕地植物的重要組成部分。與同為海南省內(nèi)陸瓊中縣濕地維管植物種類相比,瓊中縣濕地共記錄到維管植物125 科411 屬578 種[15],保亭縣濕地生物多樣性較為豐富,可能原因是保亭縣濕地面積1 787.56 hm2,所占土地面積的比例大,地形多變,有山地、丘陵、臺地、河谷等,垂直分布差異明顯等。
表1 保亭濕地植物物種組成Table 1 Plant species composition in wetlands of Baoting
根據(jù)相關(guān)參考文獻[11-14],共記錄野生保護植物14 種,其中國家一級保護野生植物有1 種,為海南蘇鐵Cycas hainanensis;國家二級保護野生植物有4 種,為水蕨Ceratopteris thalictroides,苦梓Gmelina hainanensis,蝴蝶樹Heritiera parvifolia,海南梧桐Firmiana hainanensis;海南省省級重點保護有9 種,為見血封喉Antiaris toxicaria,蕉木Chieniodendron hainanense,白桂木Artocarpus hypargyreus,細子龍Amesiodendron chinense,海南暗羅Polyalthia lauii,崖藤Albertisia laurifolia,海南大風子Hydnocarpus hainanensis,丁公藤Erycibe obtusifolia,火焰蘭Renanthera coccinea。
植物生活型是植物在長期適應環(huán)境過程中所形成的并在外貌上反映出來的植物類型[16]。參考《中國植被》[17]分類系統(tǒng),將保亭縣濕地植物劃分為喬木、灌木、草本、藤本4 種生活型,其中喬木有167 種,占26%;灌木158 種,占25%;草本植物233 種,占36%;藤本植物83 種,占13%。保亭縣濕地植物中草本植物占比最大,藤本植物占比處于劣勢。
3.3.1 喬木 保亭縣濕地邊緣的喬木作為熱帶季雨林的重要組成部分,多以熱帶常綠樹種為主,構(gòu)成本區(qū)系的表征科有大戟科Euphorbiaceae,桑科Moraceae,梧桐科Sterculiaceae,蝶形花科Fabaceae。常見樹種有滑桃樹Trevia nudiflora,海南紅豆Ormosia pinnata,黃葛榕Ficus virens,高山榕F.altissima,假蘋婆Sterculia lanceolata,見血封喉等,均為本地區(qū)天然次生林的優(yōu)勢樹種,共同構(gòu)成常綠季雨林。
3.2.2 灌木 次生灌叢在河流沿岸和水庫邊緣分布較多,其中以假魚骨木Psydrax dicocca,白背葉Mallotus apelta,九節(jié)Psychotria rubra,白飯樹Flueggea virosa,鯽魚膽Maesa perlarius,菝葜Smilax china等構(gòu)成林下灌木優(yōu)勢群落;狹葉山礬Symplocos angustifolia,水柳Salix warburgii,水竹蒲桃Syzygium fluviatile,細脈蒲桃S.euphlebium,藤構(gòu)Broussonetia kaempferivar.australis等是水邊灌叢的主要成分。
3.3.3 草本植物 草本植物達233 種,在四種類型中所占比重最大,以多年生草本植物為主。在233 種草本植物中,以菊科(23 種)Compositae,蓼科(9 種)Polygonaceae,蝶形花科(9 種),禾本科(17 種)Gramineae,姜科(9 種)Zingiberaceae,茜草科(9 種)Rubiaceae,鴨跖草科(8 種)Commelinaceae 種類居多。優(yōu)勢群落有耳草屬Hedyotis群叢、鳳尾蕨屬Pteris群叢、茄屬Solanum群叢、蓼屬Polygonum群叢、斑茅Saccharum arundinaceum群叢、鴨跖草Commelina communis群叢、馬齒莧Portulaca oleracea群叢等,主要分布在河流淺灘、河岸邊緣或水庫護坡湖畔等區(qū)域。常見草本植物有含羞草Mimosa pudica,水油甘Phyllanthus rheophyticus,豬屎豆Crotalaria pallida等;濕生草地常見植物有毛蓼Polygonum barbatum,半邊旗Pteris semipinnata,閉鞘姜Costus speciosus,閉花耳草Hedyotis cryptantha,酢漿草Oxalis corniculata,水蓼Polygonum hydropiper等。
3.3.4 藤本植物 藤本植物為其它生活型植物群落的伴生種,分布于各類型群落中,其中倒地鈴Cardiospermum halicacabum,厚葉崖爬藤Tetrastigma pachyphyllum,赤蒼藤Erythropalum scandens,蛇泡筋Rubus cochinchinensis,牛眼馬錢Strychnos angustiflora為優(yōu)勢種,分布于河岸邊次生林下或濕生灌木叢中。
3.4.1 科的分布區(qū)類型 參考《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》[18]保亭縣濕地維管植物134 科可劃分為8個類型和6 個變型(表2),將其歸并為世界分布(第1 類)、熱帶分布(第2 至第7 類)、溫帶分布(第8至第14 類)3 大類。其中世界分布35 科,占保亭縣濕地區(qū)系總科數(shù)的26.12%,其代表科有禾本科,茜草科,莎草科Cyperaceae,蝶形花科,菊科,??疲た?,唇形科Labiatae,旋花科Convolvulaceae,玄參科Scrophulariaceae等。保亭縣濕地植物以熱帶、亞熱帶分布科為主,熱帶分布有90 科,占保亭縣濕地植物區(qū)系總科數(shù)的67.16%。在熱帶分布科中,主要是泛熱帶分布類型及其變型,共有72 科,占53.73%,是占比例最大的類型,其優(yōu)勢科有大戟科,茜草科,梧桐科,含羞草科Mimosaceae,蕓香科Rutaceae,番荔枝科Annonaceae,樟科Lauraceae,錦葵科Malvaceae,天南星科Araceae 等。在溫帶分布科中,主要是北溫帶分布類型及其變型,共有9 科,占6.72%。從科的地理成分所占的比例可知,在科級水平上,保亭縣濕地植物區(qū)系以熱帶性科占絕對優(yōu)勢,而且大部分表征科也均為熱帶性科,這與該地區(qū)處于熱帶的地理位置相符合。3.4.2 屬的分布區(qū)類型 根據(jù)《中國種子植物屬的分布區(qū)類型》[19]將保亭縣濕地維管植物426 屬劃分為12 個類型和14 個變型(表3),可歸并為世界分布、熱帶分布、溫帶分布和中國特有分布4 大類。其中,世界分布共有17 屬,占保亭濕地區(qū)系總屬數(shù)的3.99%,主要有蓼屬、莎草屬Cyperus、懸鉤子屬Rubus、茄屬等,生活型均為草本或藤本,占比較小。熱帶分布屬共有381 屬,占保亭濕地區(qū)系總屬數(shù)的89.44%,以泛熱帶分布屬和熱帶亞洲(即熱帶東南亞至印度-馬來,太平洋諸島)分布屬及其變型為主,其中泛熱帶分布類型及其變型共有125屬,占29.34%,是保亭濕地區(qū)系熱帶分布屬的第一大分布類型,這些屬所含的種類在植物群落中起著重要的作用,優(yōu)勢種群喬木層有榕屬Ficus,決明屬Cassia,合歡屬Albizia,柿屬Diospyros,林下和林間常見灌叢有薯蕷屬Dioscorea,山黃麻屬Trema,紫金牛屬Ardisia,山柑屬Capparis等。溫帶分布共有27 屬,占保亭濕地區(qū)系總屬數(shù)的6.34%,以北溫帶分布屬及其變型、東亞及北美間斷分布屬和東亞分布屬及其變型為主,其中東亞及北美洲間斷分布有11 屬,占2.58%,是溫帶分布屬種數(shù)量最多的分布區(qū),重要的屬有山螞蝗屬Desmodium,白花菜屬Cleome,楤木屬Aralia。中國特有屬在該區(qū)有1 屬,占保亭濕地區(qū)系總屬數(shù)的0.23%,僅有蕉木屬Oncodostigma。
表2 保亭濕地維管植物科的分區(qū)類型和變型Table 2 Distribution types and subtypes of families of vascular plant in wetlands of Baoting
表3 保亭濕地維管植物屬的分區(qū)類型統(tǒng)計和變型Table 3 Distribution types and subtypes of genera of vascular plants in wetlands of Baoting
保亭縣濕地植物資源豐富,共有濕地維管植物641 種,隸屬于134 科426 屬,分別占海南省科屬種總數(shù)的55.14%,22.48%,10.62%,表現(xiàn)出濕地植物物種多樣性豐富的特征,其中珍稀物種有14 種,物種特色鮮明。將保亭縣濕地植物分為喬木、灌木、草本和藤本4 種生長型,其中草本植物233 種,在四種類型中所占比重最大,居優(yōu)勢地位。4 種類型植物占比體現(xiàn)出保亭縣植物區(qū)系具有一定的完整性,但由于海南島脫離大陸時間較晚,地理位置靠近大陸且山峰海拔不高,加上近年來人為因素的影響,保亭縣濕地群落結(jié)構(gòu)較為單一,同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重。
濕地植物區(qū)系的地理成分是根據(jù)植物的現(xiàn)代地理分布而定的,它對植物學尤其對植物系統(tǒng)發(fā)生的研究,以及生物多樣性保護、植物資源合理利用、建設(shè)生態(tài)文明等方面均具有不言而喻的意義[20-21]。保亭縣濕地植物區(qū)系具有地理成分復雜多樣,物種多樣性高、熱帶成分占絕對優(yōu)勢等特征,其中分布典型的熱帶科有茜草科、梧桐科、番荔枝科、大戟科、天南星科等,既包含一些典型的熱帶科屬,也有在少數(shù)系統(tǒng)發(fā)育上相對較為原始的科屬;溫帶成分所占比例較小[19],這與保亭所處海南島南部內(nèi)陸的地理位置相吻合。對比海南島北部、南部沿海以及中部地區(qū)植物區(qū)系組成,表明海南島不同區(qū)域植物區(qū)系主要由熱帶、亞熱帶成分組成,呈現(xiàn)出與中國華南大陸的共源性,帶有明顯的熱帶邊緣性質(zhì),為中國華南植物區(qū)系與亞洲熱帶雨林的過渡類型[22-23]。
保亭縣地處海南島中部,獨特的氣候條件和地理位置孕育了多樣的濕地植物,種類較為豐富。由于對濕地資源的保護意識淡薄,濕地植物的人為破壞仍較為嚴重,保亭縣濕地生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)較為脆弱。通過對保亭縣濕地植物資源的調(diào)查,掌握濕地植物資源信息,制定因地制宜的保護措施,有利于維護濕地生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與穩(wěn)定性,實現(xiàn)濕地資源的可持續(xù)利用與發(fā)展。