浙江嵊泗小洋山島植物分布特點和環境因子分析

魏永杰, 楊耀芳, 何琴燕, 蔡燕紅, 宋國元

(1.國家海洋局寧波海洋環境監測中心站,寧波 315012; 2.上海師范大學 生命與環境科學學院,上海 200234)

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浙江嵊泗小洋山島植物分布特點和環境因子分析

魏永杰1, 楊耀芳1, 何琴燕1, 蔡燕紅1, 宋國元2

(1.國家海洋局寧波海洋環境監測中心站,寧波 315012; 2.上海師范大學 生命與環境科學學院,上海 200234)

摘要:浙江嵊泗小洋山島發育至今,生物、非生物環境因子起著重要作用.其中,成島年齡、高程、土壤種類、土壤養分、土壤含鹽量、土壤pH值等影響著植物群落的形成、定居與演替.在多年野外調查基礎上,以時空跨度,運用PC-ORD生態學多變量分析軟件中的典范對應分析(CCA)二維排序方法,闡述了小洋山島植物群落結構和植物多樣性,并對該島植物群落的演替現狀和植被恢復進行了二維排序分析.結果表明:(1)小洋山島植物群落結構復雜多樣有維管植物300種;(2)人們對小洋山島進行各種建設的同時且先鋒植物群正在發生,并為研究分析該島植被恢復及其整個生態系統提供了基礎資料.

關鍵詞:浙江嵊泗; 小洋山島; 群落結構; 植物多樣性; 先鋒植物; 環境因子

0引言

小洋山島地處長江出海口、東海之濱,最新海岸線35.63 km,面積15.62 km2,海拔141.7m.由于近年來一系列建設,包括建設橋梁、道路、建筑物、碼頭、港口、隧道、圍海造地等,小洋山島植物群落結構或因橋梁通陸等一系列開發活動而發生變化,應引起足夠關注.因此,研究其植物發生、性質、分布格局與規律及與環境因子關系,對深入了解江河入海口地區海島植物豐富度.分布格局、植物保護、植被恢復和可持續利用等,有重要科學意義.目前,關于上海海域基巖島植物群落與環境因子方面,尚無相關分析研究報道.本文作者在多年野外調查基礎上,結合各主要環境因子,研究分析其植物多樣性、分布特點及群落演替、植被恢復等,不僅提供該區域植被與環境基礎資料,而且對實施保護優先、合理開發、永續利用植物,具有重要實際意義[1-4].

1研究區域自然概況

1.1地理位置

小洋山島地處亞洲大陸東部沿海的中部,位于我國沿海岸線與長江入海口的交匯點的嵊泗縣西部海域,屬于崎嶇列島的第二大島.該島北距上海蘆潮港30 km,東距嵊泗縣城菜園鎮39.2 km.北緯30°36′-30°40′N,東經122°00′-122°09′E.該島屬于北亞熱帶氣候,溫和濕潤,日照充足,雨水充沛,四季分明.

1.2歷史背景與人文概況

唐大中四年(850)即有關于小洋山文字記載,至今已有1130多年的歷史.居民大多從寧波、溫州、岱山、南匯等地移入.清《(光緒)崇明縣志》、《(乾隆)金山縣志》記載:島上多羊,得名“羊山”,島積小,稱“小羊山”,后演變為小洋山.1934年建鄉,1962年4月至1964年6月,曾歸大衢縣管轄.

1.3地形地貌

該島呈"士"字形,南北走向,兩頭寬大高聳,中部狹小低平.島上群峰起伏,山勢陡峭,平地甚少,多裸巖,為花崗斑巖層,島長2.5 km.有大城子山、小城子山、大觀音山、小觀音山和仰天盤五個山峰,最高點為南部大觀音山,海拔141.7 m.島岸線長12.26 km.島上多岙口,東有高泥沙岙、小高泥沙岙,灘涂較寬;北有東、西兩岙對峙;西南有大岙、南岙并列.島西北至東南沿岸均為陡岸,東北有鉆頭嘴,小高泥沙嘴頭等岬角.

圖1　浙江嵊泗小洋山島位置示意

1.4土壤

該島土壤的成土母質分為淺積和運積兩類.土壤地形有高地低田,從山崗到平地的土屬各不相同.山崗主要為白巖砂土,山坡主要為黃泥砂土、黃礫泥砂土;平地主要為黃泥砂田、濱海砂田等.小洋山土壤主要為紅泥砂土、巖禿和涂泥土.

1.5調查區域、方法、內容

調查區域:小洋山全島,含沈家灣.

調查年份:2005年~2014年.

調查內容:前后多次登島沿山路或沿植被分布區域對全島的植被進行普查,野外采集部分需鑒定的植物.標本鑒定定名依據中國植物志[5],浙江植物志[6],查閱相關植物標本.針對植物各主要生境,結合資料查閱,對植物群落的發生、組成、定居、演替等進行了環境因子數據的調查、測定與記錄.內容包括高程、土壤含鹽量、土壤pH值、土壤有機質、干擾因子(表1).

表1　小洋山島主要環境因子

1.6數據處理與分析

取本文表1前6項環境因子相關數據和表2相關植物數據或與文中相關的植物數據,分別生成wk1(1-2-3)格式文件,然后運用PC-ORD生態學多變量分析軟件中典范對應分析(CCA)二維排序[10],得圖2、3、4,并進行相應的環境因子與植物的分析.本文中圖2、3、4各四個區域,實心小點“.”示某類或某種植物經典范對應分析(CCA)二維排序后的分布點.空心小點“.”示地名及該地植物總數或共有種相似系數等.斜軸線即各環境因子指示軸,在軸線左右各90°范圍內,沿軸線所指方向,離原點越遠,表示該環境因子值越大(標有“+”號),若背離軸線,方向越遠,則該因子值越小.

2結果與討論

2.1浙江嵊泗小洋山島主要環境因子

在2005年至2014多年多次野外調查基礎上,適宜植物發生、分布在小洋山島的主要環境因子如下.

2.2小洋山島植物群落階段及優勢屬種

據實地調查、記錄及習見程度,小洋山島發育至今,有濕生草本、中生草本、灌木和喬木4個植物群落階段.其中,櫟屬(Quercus),黑松(Pinus thunbergiana),濱柃(Eurya emarginata)天仙果(Ficus erecta),野桐(Mallotus japonicus),多為小洋山島的優勢屬種,而在局部區域,還多見演替至灌木階段的海桐、冬青衛矛為局部優勢種.

2.3小洋山島維管植物組成

經2005年至2014多年多次野外調查,小洋山島2005年(不含蕨類)調查數為81科208屬276種;2014年經再次調查(含蕨類),有維管植物90科229屬300種.其中,2005年,雙子葉216種,單子葉56種,木本109種,草本16 7種;2014年,蕨類植物10種,雙子葉227種,單子葉58種,木本119種,草本181種.

表2　小洋山島維管植物2014年初報

續表2

續表2

續表2

續表2

續表2

續表2

2.4小洋山島植物區系類型

據吳征鎰的劃分系統[8],可將小洋山227屬298種植物劃分為14個分布區類型.該島植物熱帶親緣性物種占較多數,有85屬106種,占總屬數36.81%,溫帶親緣性物種占多數,有100屬127種,占總屬數44.19%.世界分布物種較豐富,有少量雜草,有35屬55種.中國特有分布3屬3種,占總屬數1.36%,占總種數1.04%.

該島種類多樣性程度較高,單種屬所占比例大.濱海島嶼植物區系特有種類相對豐富,亞熱帶特征相對明顯,與日本濱海的植物區系關系相對密切.

在調查中還發現,該島還具有大量的濱海島嶼區系的特有成分,如海桐、濱拎、濱海珍珠菜、批針葉假還陽參、芙蓉菊、濱旋花等,這些植物具較高藥用價值或觀賞價值,應加以關注和保護.

表3　2005-2014年浙江嵊泗小洋山島植物屬的分布區類型統計與比較

2.5小洋山島植物分布特點分析

據統計,適宜在小洋山島發生、分布的主要先鋒植物至少60種,這么多先鋒植物同時發生在小洋山島,主要與該島的一系列建設相關.對此,在實地調查植物種類的基礎上,根據這些物種的發生與分布的具體生境且結合各項環境因子數據,運用PC-ORD生態學多變量分析軟件中的典范對應分析(CCA)二維排序方法,試圖從該島植被恢復角度,對該島的相關植物進行二維排序分析,結果參見圖2、圖3.

圖2　小洋山島單子葉植物分布CCA二維排序

圖2左下區域適宜植物發生、分布的生境有海濱洼地、潮灘,如該區域環境因子指示軸所示,該區域土壤含鹽量相對為(+)高,土壤pH值(+)高,主要先鋒植物(不包括眾多的雙子葉先鋒植物)有蘆葦、糙葉苔草、鹽地鼠尾粟、濱海珍珠菜、磚子苗、鼠茅等.這表明了這些先鋒植物具耐鹽堿耐水濕環境.

圖2左上、右下區域各項環境因子相對適中,適宜植物發生、分布的生境有巖面石縫、河溝旁、建筑旁、草灌叢.與該生境相宜的主要先鋒植物有狗牙根、牛筋草、雀麥、棒頭草、青綠苔草等,這表明了這些先鋒植物適宜相對適中環境的裸地.

圖2右上區域,干擾因子(+)大,土壤有機質(+)相對豐富,適宜植物發生、分布的主要生境有路邊、荒野、山坡等,主要先鋒植物有五節芒、藎草等.

圖2排序與分析,和實地調查結果相一致.

圖3左下區域,如該區域環境因子指示軸所示,該區域高程相對為(+)高,土壤有機質相對為(+),干擾因子相對為(-),土壤含鹽量相對為(-),土壤pH值相對為(-),適宜植物發生、分布的生境有巖面石縫,與之相適宜的主要木本先鋒植物有濱柃、野花椒、海桐、薜荔、金櫻子、厚葉石斑木、算盤子、爬山虎、黃藥子、雀梅、匍地柏;與之相適宜的主要草本先鋒植物有線葉金雞菊、仙人掌屬、田麻、濱海前胡、披針葉葉假還陽參、圓蓋陰石蕨、景天屬.這些植物,不僅具先鋒植物機能特征,且多具景觀效果和經濟價值,值得在該生境現有物種分布的基礎上進行該生境現有物種的擴繁,忌盲目綠化.

圖3　小洋山島主要木本植物含先鋒植物分布CCA二維排序

圖3右下區域,如該區域環境因子指示軸所示,該區域土壤含鹽量相對為(+)高,土壤pH值相對為(+)偏堿,高程相對為(-)低,土壤有機質相對為(-)貧,適宜植物發生、分布的生境有潮灘與濱海洼地,與之相宜的主要先鋒植物有天仙果、濱海珍珠菜、枸杞、柘樹、桑、單葉蔓荊等.這些植物,不僅也具先鋒植物機能特征,且部分具景觀效果,部分具經濟價值,值得在該生境現有物種分布的基礎上進行該生境現有物種的擴繁,尤其值得在鹽堿灘上嘗試栽種枸杞,尤其值得從近海灘,由下而上隨自然坡度選擇巖縫栽種天仙果,忌盲目綠化.

圖3左上區域,如該區域環境因子指示軸所示,該區域土壤有機質相對為(+)豐,土壤含鹽量相對為(-)低,土壤pH值相對為(-)偏酸,高程相對為(+)高,適宜植物發生、分布的生境有山坡、林中林緣,與之相宜的主要先鋒植物有白檀、野桐、紅楠、樸樹、普陀狗哇花、中華常春藤、扶芳藤等眾多植物,根據對這些植物的實地調查及(CCA)二維排序結果,不僅說明了小洋山島未開挖的山坡為以上眾多植物提供了良好的棲息場所,也為小洋山島植物群落的組成,奠定了該島的生態基礎.

圖3右上區域,如該區域環境因子指示軸所示,該區域土壤有機質相對為(-)貧,土壤含鹽量相對為(+)高,土壤pH值相對為(+)偏堿,高程相對為(+)高,適宜植物發生、分布的生境路邊、建筑旁、河溝邊、山谷山澗、荒野、草灌叢,與之相宜的主要先鋒植物有構樹、苦楝、檉柳、山合歡、葛藤等,數量不少,且多具各種價值,值得關注并合理布局,也忌盲目綠化.圖3排序與分析,和實地調查結果相一致.

3結論

(1) 小洋山島植物群落結構復雜多樣,有維管植物近300種;溫帶親緣性物種占多數,有100屬127種;占總屬數44.19%.且該島種類多樣性程度較高,單種屬所占比例大.濱海島嶼植物區系特有種類相對豐富,亞熱帶特征相對明顯,與日本濱海植物區系關系相對密切.且具有大量的濱海島嶼區系特有成分,如海桐、濱拎、濱海珍珠菜、披針葉假還陽參、芙蓉菊、濱旋花等,這些植物具較高藥用價值或觀賞價值,應加以關注和保護.

(2) 人們對小洋山島進行各種建設的同時且先鋒植物群正在發生,值得守望關注.

4討論與展望

4.1小洋山島位于國家珍稀危二級保護植物傳播范圍,建議保護現有山體格局以利物種傳播.

小洋山島,其山體受人為干擾相對較少,常住人口不多,且先鋒植物群已經具相當規模地發生在該島,隨著植物群落結構經其自然演替過程,尤其經人們對這些先鋒植物的積極干預,包括人工栽培適當的該島的先鋒植物,勢必會發生小洋山島植物群落的結構向典型海島型森林的變化.而這種變化基于現有山體格局的存在,因此,建議保護現有山體,包括圍海造地進行一系列建設不準使用現有山體巖石,以利物種傳播.

4.2小洋山島現有園林綠化物種量不宜擴大,而因以服從該島的原生態物種為主.

小洋山島現有建筑旁已有一定量的園林觀賞植物,僅從短期效果來看,無可厚非或也具有積極意義.但從長遠觀點來看,認為還是努力保持該島的原生態植被為妥.以免發生屢種不活、病菌、蟲災等.也因為,該島上現在能進入的這些先鋒植物,也是其歷經千百年來自身適宜該地的結果,所以,對小洋山島進行科學的分析與論證,關注該島的植被自然恢復,減少人為的不科學干擾,充分利用包括先鋒植物在內的優勢物種、鄉土物種,顯得尤其必要.

4.3小洋山島的開發要遵循開發與保護并重原則,尤其值得密切關注小洋山島周邊島嶼的植物保護

小洋山島距離大蕺山島很近,直線距離不足20 km,且各環境因子也大多一致,其地理位置正處于國家珍稀瀕危二級保護植物,舟山新木姜子(Neolitsea sericea),天竺桂(Cinnamomum pedunculatum)等植物在該島傳播的區域.由于已建成的東海大橋和基本是填海建成的小洋山深水港,會給人民生活帶來一定的發展.但在小洋山港旁邊的沈家灣,卻面臨著島嶼出讓與開發,為此,很擔心“人進植物退”的狀況發生.因此,貫徹中華人民共和國海島保護法,遵循開發與保護并重的原則,合理開發與保護上海海域浙江嵊泗各基巖島植物資源,顯得尤為必要并值得密切關注.

4.4小洋山島先鋒植物擬擴繁的技術途徑

(1) 擬利用現有山體石縫與巖面,因地制宜地栽植先鋒植物.

(2) 擬利用現有海基巖石縫與垂直巖面栽植先鋒植物.

(3) 擬打破傳統園林綠化模式,利用現有山體巖面結合植物造景,或可對恰當巖面擬鉆孔并選擇常綠地被先鋒植物進行綠化.

參考文獻:

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(責任編輯：顧浩然)

Distribution of plants and relationship between plants and environmentfactors in Small Yangshan Island,Zhejiang Shengsi

WEI Yongjie1, YANG Yaofang1, HE Qinyan1, CAI Yanhong1, SONG Guoyuan2

(1.Marine Environmental Monitoring Center,SOA,Ningbo 315012,China;2.College of Life and Environmental Sciences,Shanghai Normal University,Shanghai 200234,China)

Abstract:During the development of Small Yangshan Islands in Zhejiang Shengsi,biotic and abiotic environmental factors are playing important roles.Among them,the age and the height of the islands,soil type,nutriment,salinity and pH of soil influence the formation,colonization and succession of the plant communities.Based on years of fieldwork,the diversities of plant communities and species of Small Yangshan Island were analyzed with 2-D ordering of Canonical Correspondence Analysis (CCA) of ecological multivariate analysis.Meanwhile,the situation and vegetation restoration succession of plant community were analyzed.In results,(1) the structure of plant community of Small Yangshan Islands is diversiform and complicated.There are 300 species of vascular plants.(2) The pioneer plant group is taking place while people exploit Small Yangshan Islands.This paper provided basis data for research of vegetation restoration succession and the whole ecology system of Small Yangshan Island.

Key words:Zhejiang Shengsi; structure of plant community; Small Yangshan Island; diversity of plant community; pioneer plant group; environmental factors

中圖分類號:Q 948.5

文獻標志碼:A

文章編號:1000-5137(2016)01-0081-13

通信作者:宋國元,中國上海市徐匯區桂林路100號,上海師范大學生命與環境科學學院,郵編:200234,E-mail:sgy@shnu.edu.cn

基金項目:上海市科學技術委員會科研計劃項目(12231203402)

收稿日期:2014-07-02