三亞市紅樹林群落分布特征及物種多樣性研究

李德玲,曾德華,王炳宇,徐金鐸,洪文君

(三亞市林業科學研究院,海南三亞 572000)

紅樹林是生長于熱帶和亞熱帶海岸和河口潮間帶、受周期性潮水浸淹的以紅樹植物為主體的常綠灌木或喬木組成的潮灘濕地木本生物群落,是兼具海洋和陸地特性的特殊類型的生態系統,素有“海上森林”之稱[1]。全世界紅樹林有16 科24屬84 種(含12個變種),我國紅樹植物有11科24屬,主要分布于海南、廣東、廣西、福建等地[2]。海南島灘涂面積大,紅樹植物種類豐富、類型多樣,是我國紅樹植物的分布中心。

廖雨霞等[3]研究表明,紅樹林植物群落結構特征和物種多樣性是評價紅樹林健康狀況的重要指標。許多研究學者已報道三亞紅樹林濕地及其棲息地變化[4],紅樹林碳儲量與固碳能力[5],海岸帶濕地植物多樣性[6],鐵爐港紅樹林資源現狀[7]及三亞紅樹林資源[8]等,但尚鮮見三亞紅樹林群落分布特征及其物種多樣性報道。筆者對三亞紅樹植物群落進行野外調查,分析其群落分布特征和物種多樣性,研究群落的發展動態和演替特征,以期為該地紅樹林的保護、管理和恢復提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 研究區概況與調查方法研究地位于三亞市自然分布的紅樹林(108°03′～108°10′E,18°09′～18°10′N),選擇代表性的區域鹽灶河、三亞河紅樹林自然保護區、榆林河、海棠灣河、亞龍灣青梅港紅樹林自然保護區和鐵爐港紅樹林自然保護區。每個區域設置2個樣地,除鹽灶河和榆林河外,其余區域設置天然林和人工林各1個,基本信息見表1。每個樣地設置3個20 m×20 m樣方,記錄樣方內所有喬木的種名、胸徑和樹高,以及所有小苗的種名和株數。

表1 三亞市紅樹林濕地樣地信息Table 1 Mangrove wetland sample land information in Sanya City

1.2 重要值計算

重要值(IV)=[相對多度(RA)+相對頻度(RF)+相對顯著度(RD)]/3

其中:相對多度(RA)=(某一物種個體數/全部物種個體數)×100%;相對頻度(RF)=(某一物種的頻度/所有物種的頻度)×100%;相對顯著度(RD)=(某個樹種的胸高斷面積/全部樹種的總胸高斷面積)×100%[9]。

1.3 多樣性指數

Simpson指數(D)=1-∑Pi2

Shannon指數(H′)= -∑PilnPi

式中,Pi為物種i的個體數占群落中全部個體數的比例[9]。

1.4 均勻度指數

均勻度指數(E)=(H′)/lnS

式中:H′為Shannon指數;S為物種數目,即物種豐富度指數[9]。

2 結果與分析

2.1 紅樹林群落分布及物種組成調查結果顯示,三亞紅樹林呈聚集分布,群落類型主要有白骨壤群落、瓶花木群落、欖李群落、無瓣海桑群落、正紅樹群落、角果木群落、拉貢木群落、正紅樹+白骨壤群落、正紅樹+欖李群落、無瓣海桑+拉貢木群落等。三亞市紅樹林樹種有28種,隸屬17科22屬,以嗜熱窄布種和嗜熱廣布種為主,如正紅樹、紅欖李、木果楝、木欖和角果木等。真紅樹植物8科18種,占全國真紅樹植物物種的69.23%[2];半紅樹植物9科10種,占全國半紅樹植物物種的 83.33%[2];三亞紅樹林物種占海南紅樹林區系(38種)的73.68%;三亞紅樹林區的真紅樹植物瀕危植物11種,占紅樹植物總數的28.95%。

2.2 代表性紅樹林群落的重要值調查結果顯示,每個樣地的喬木層樹種種類和重要值存在一定差異(表2)。SYH2樣地的喬木層物種數最多,有7種;QMG1、TLG1和TLG2樣地物種數次之;其余樣地物種數在1～5種。

QMG1群落拉貢木的相對多度高,也具有較高的相對頻度和相對顯著度,反映拉貢木植株多且有大徑材;QMG2群落瓶花木的相對多度高,角果木的相對頻度較高。海棠灣河道以拉貢木、無瓣海桑為主,TLG1群落以紅欖李和正紅樹的重要值較大;TLG2群落為人工造林,以正紅樹重要值最大,具有較高的相對多度,反映其株數多。

表2 三亞市紅樹林代表群落樹種重要值Table 2 Important values of tree species in representative mangrove communities in Sanya City

接下表續表2

2.3 代表性紅樹林群落物種多樣性群落物種多樣性結果顯示,除HTW1外,11個樣地的豐富度指數、Simpson指數、Shannon指數和均勻度指數存在較大差異,豐富度指數在1～6,Simpson指數在0.27～0.93,Shannon指數在0.12～1.50,均勻度指數在0.12～0.84(表3)。SYH1群落的豐富度指數最高,QMG2群落次之,YZH2群落最低。Simpson指數以SYH2最大,為0.93;Shannon指數和均勻度指數以TLG1群落最大,分別為1.50和0.84。

表3 三亞市紅樹林代表群落物種多樣性分析Table 3 Analysis of species diversity of representative mangrove communities in Sanya City

3 結論與討論

該研究結果顯示,三亞市紅樹林群落類型主要有白骨壤群落、瓶花木群落、欖李群落、無瓣海桑群落等13個類型,包括嗜熱窄布種、嗜熱廣布種和抗低溫廣布種三大類種群。三亞紅樹植物共記錄28種,隸屬17科22屬,其中嗜熱窄布種有正紅樹、海桑、杯萼海桑、無瓣海桑、紅欖李、木果楝等;嗜熱廣布種有木欖、角果木、紅海欖、海蓮、海漆、欖李、銀葉樹和鹵蕨等,抗低溫廣布種有秋茄、白骨壤、桐花樹等[10]。其種類高于雷州半島[11]、粵東沿海地區[12]和珠海淇澳島[13],反映三亞紅樹物種組成較為豐富。研究結果表明,三亞紅樹林區的真紅樹植物珍稀瀕危植物11種,占三亞紅樹植物總數的28.95%,高于我國高等植物的平均水平(15%～20%)。可見,三亞紅樹林是我國珍稀瀕危植物較為豐富的地區。

三亞天然紅樹林群落整體的多樣性Simpson指數、Shannon指數和均勻度指數分別為0.27～0.93、0.12～1.50和0.16～0.84。與其他紅樹林相比,比海南東寨港的多樣性指數低[14],比福建九江口紅樹林的多樣性指數低[15],比馬來西亞紅樹林的多樣性指數低[16],但比粵東沿海地區多樣性指數高[12],比馬來西亞紅樹林稍高[16]。研究結果表明,這與該區域的城市發展息息相關。廖雨霞等[3]研究表明,紅樹林群落結構的復雜程度可以反映其生境的穩定性。三亞紅樹林分布為聚集分布,紅樹林物種數量多,部分群落保留了較為完整的演替過程,但總體上群落的結構不穩定、物種多樣性指數低,一些物種紅海欖、木欖等尚未形成較好的優勢種群,反映三亞紅樹林生態系統穩定性較差,易受到環境變化的干擾,這可能與該地城市發展、環境穩定性等息息相關。

調查中發現,人工引種的拉關木和無瓣海桑在三亞地區得到很好發展,特別是鐵爐港紅樹林自然保護區、青梅港紅樹林自然保護區和海棠河,拉關木和無瓣海桑已形成單優群落,面積大,但在一定程度上抑制了鄉土樹種的生長[13]。因此,在紅樹林生態修復和保護過程中,除自然環境因子外,需要實現紅樹林恢復“從數量到質量”上的轉變,構建群落的物種多樣性,借鑒成功模式[17],選用當地的鄉土樹種來造林,盡快實現紅樹林群落物種多樣性的恢復及維護紅樹林生態系統的平衡。同時,三亞擁有紅欖李、瓶花木、海濱貓尾木等瀕危紅樹植物,但目前的種群小、生境條件差,建議開展這些物種的遷地保育,在紅樹林生態修復中也盡可能搭配,尋找其最佳生境,這也是三亞紅樹林恢復重建的重點研究內容之一。