海岸线距离对濒危植物野生北沙参及伴生植被多样性的影响

2017-04-27张林林乔广玉韩继成于丽辰李冬梅赵建民许长新贺丽敏李立涛刘金利

河北农业科学 2017年6期

张林林，乔广玉*，韩继成，于丽辰，焦蕊，李冬梅，赵建民，许长新，贺丽敏，李立涛，刘金利

（1.河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北昌黎 066600；2.河北省农业环境保护监测站，河北石家庄 050021；3.昌黎县农业局，河北昌黎 066600）

野生北沙参（Glehnia littoralis），又名珊瑚菜，属伞形科珊瑚菜属，是国家Ⅱ级重点保护药用植物，主要分布在江苏、山东、辽宁、河北等地的沿海沙滩上[1～3]。其喜温暖湿润环境，具有抗寒、耐干旱、抗碱性强等特点，是盐碱土的指示植物。野生北沙参主根深入沙层，与矮生薹草（Carex pumila）和砂引草（Messerschmidia sibirica）等其他沿海植物混生，形成海滨植被群落，对海岸固沙和盐碱土改良极为重要[4，5]。

近年来，随着城市发展、港口建设和旅游开发，滨海沙滩野生北沙参的生存环境受到严重干扰与破坏，再加上人工挖根以及野生北沙参发芽率低等因素的影响，导致野生北沙参资源逐渐减少，处境不容乐观[6～9]。李和平等[7]发现，浙江沿海野生北沙参种群密度为0.24～0.32株/m2；宋春风等[10]报道，江苏沿海野生北沙参种群已灭绝。不同沿海地区野生北沙参的生存状况存在较大差异。以大连市长海县大长山岛滨海沙滩前缘分布的一个居群为例，分析了当地野生北沙参及其伴生植物的种类与分布状况，旨为我国野生北沙参资源的保护和可持续利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

调查地点为大连市长海县大长山岛黄金海岸度假村附近海滩。大长山岛狭长多山，呈东西走向。岛西部山峦重叠，沟谷交错，海岸线曲折，海湾多；岛东部地势较为平坦，北倾南缓。东西两部分之间的中部地带低洼，是大长山岛的最窄处。该岛地处亚欧大陆与太平洋之间的中纬地带，属北温带亚湿润季风气候区，具有季风明显、四季分明、昼夜温差较小、无霜期长等特点，年平均气温10℃左右，其中，最冷月（1月）平均气温-7.1℃，最热月（8月）平均气温25.3℃。

1.2 植被调查及指标测定

2016年9月8日，分别选取研究区内距离海岸线50～70 m、70～90 m和90～110 m的沙滩作为调查区域。在3个带状区域，均采取随机取样法，分别选取11、9和10个样点，各样点围绕野生北沙参建1 m×1 m的样方，调查样方内的野生北沙参数量及其伴生植被的种类和数量。根据公式，分别计算频次（F）、物种丰富度（R）、物种多度（A）、Shannon-Wiener指数（H′）和Pielou均匀度指数（J）∶

式中，S—1 m2样方中出现的物种数，N—1 m2样方中物种个体数总和，Pi—物种i在1 m2样方内所占的比例[9，11]。

根据物种数量所占的比例，将大长山岛滨海沙滩前缘植被划分为5类。极优势种∶比例＞10%；优势种∶比例为5%～10%；次优势种∶比例为2%～5%；常见种∶比例为1%～2%，稀有种∶比例＜1%[12]。

1.3 数据处理与分析

利用SPSS 16.0统计分析软件进行数据处理与分析，采用单因素方差分析和邓肯新复极差法进行多重比较（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 海岸线距离对野生北沙参及其伴生植被分布的影响

大长山岛海岸线野生北沙参及其伴生植被由草本植物10科15属15种组成，其中，菊科植物种类最多，有4个属（表1）。伴生植被中，禾本科出现的频次最高，达到了83.4%；其次是旋花科，出现频次为70.0%；再次是菊科，出现频次为63.2%；莎草科、亚麻科、豆科、藜科、柳叶菜科和蒺藜科的出现频次依次为36.7%、33.3%、6.7%、3.3%、3.3%和3.3%。从植物习性来看，滨海沙生植物和广域性陆生植物种类所占比例分别为46.7%和53.3%，数量所占比例分别为85.55%和14.45%，表明滨海沙生植物在数量上优势明显。

距海岸线50～70 m处肾叶打碗花和滨麦数量较多；距海岸线70～90 m处马唐、野生北沙参、矮生薹草和肾叶打碗花数量较多；距海岸线90～110 m处肾叶打碗花、野生北沙参和马唐数量较多。极优势种和优势种共计5种，分别是肾叶打碗花（45.02%）、滨麦（17.68%）、野生北沙参（13.28%）、矮生薹草（7.32%）和马唐（5.86%）。

表1 距海岸线不同距离的野生北沙参及伴生植被物种组成Table 1 Species composition of G.littoralis and associated plant at different distance from coastline

对不同海岸线距离的极优势种和优势种种群密度进行分析发现，海岸线距离对野生北沙参、肾叶打碗花、滨麦和马唐的种群密度影响显著，对矮生薹草密度影响不大（表2）。距海岸线50～70 m和90～110 m处的野生北沙参种群密度显著高于70～90 m处；肾叶打碗花的种群密度顺序为 50～70 m处＞90～110 m处＞70～90 m处，且三者差异均达到了显著水平；滨麦仅生长在距海岸线50～70 m处，70～110 m范围内未发现该物种；距海岸线90～110 m处的马唐密度显著高于50～70 m处，但二者与70～90 m处的差异均不显著。随着与海岸线距离的加大，滨海沙生植物野生北沙参和肾叶打碗花的种群密度均呈先显著减少又明显增加的变化趋势，可能与近海岸线70～90 m处植被分布受人为干扰有关。随着与海岸线距离的加大，广域性陆生植物马唐的种群密度呈现出不断增多的变化趋势，符合其生长特性。

表2 海岸线距离对不同物种种群密度的影响（株/m2）Table 2 Effects of distance from coastline on the population density of different species

2.2 海岸线距离对沙滩植物物种多样性的影响

随着与海岸线距离的加大，样方内物种的多度逐渐减小，且3个区域间的差异均达到了显著水平（表3）。距海岸线50～70 m处的物种多度分别为距海岸线70～90 m和90～110 m处的2.26倍和8.76倍。

随着与海岸线距离的加大，样方内物种的丰富度逐渐减小，其中，距海岸线70～90 m处与90～110 m处的物种丰富度差异不显著，但二者均显著低于距海岸线50～70 m处。

海岸线距离对物种的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均无显著影响。

表3 海岸线距离对物种多度、丰富度、多样性指数和均匀度指数的影响Table 3 Effects of distance from coastline on the species abundance，richness，diversity index and evenness index

3 结论与讨论

大连市大长山岛滨海沙滩前缘植被共有15种，优势种和极优势种为野生北沙参、肾叶打碗花、滨麦、矮生薹草和马唐，这些物种构成了滨海沙滩前缘植物的优势种库，对滨海植被贡献率大，应重视对这些物种的保护工作。野生北沙参、肾叶打碗花、滨麦和矮生薹草为滨海沙生植物，适宜在海边沙滩环境中生长。马唐为内陆常见种，凭借种子散布过程或人为携带有机会进入滨海沙滩前缘并在距离海岸线90～110 m处占据群落优势，说明其对滨海环境适应性强。杨洪晓等[4]对山东半岛滨海沙滩前缘植被进行研究后发现，当地常见种和优势种为沙钻苔草、肾叶打碗花、粗毛鸭嘴草、单叶蔓荆、矮生苔草和沙引草，马唐为稀有种。该结果与在大长山岛上的研究结果存在较大差异，分析原因认为主要是由气候环境以及人为干扰程度的不同造成的。

物种多样性作为生物多样性的重要组成部分，是群落生态学研究中十分重要的内容，其不仅可以反映群落或生境中物种丰富度和多样性的变化特征，还可以反映自然和人为因素与群落的相互关系[13～15]。物种丰富度和群落均匀度是反映植物群落组成结构特征的定量指标。物种多样性高的植物群落，物种之间通过长期的演替形成了较为稳定的格局关系，对外界环境的变化具有更好的承受力，同时也有利于维持群落生产力的稳定[16]。随着距海岸线距离的增大，物种的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均无明显变化，但野生北沙参及其伴生植被的多度和丰富度显著下降，且数量占比较大的野生北沙参、肾叶打碗花、滨麦和马唐的密度在不同区域内变化明显。表明虽然海岸线距离对物种的多样性和均匀度未产生显著影响，但对群落结构组成产生了明显影响。

参考文献：

［1］ Wang A，Zhang P，Liu X，Liang J，Li W.Genetic structure and diversity of Glehnia littoralis，an endangered medicinal plant in China ［J］.Biochemical Systematics&Ecology，2016，66∶265-271.

［2］周浩.江苏沿海野生珊瑚菜营养成分分析与评价［J］.北方园艺，2011，（19）∶31-33.

［3］张敏，杨洪晓.滨海沙滩珊瑚菜种群的空间格局及其对岸垄的响应［J］.生态学杂志，2015，34（1）∶47-52.

［4］杨洪晓，褚建民，张金屯.山东半岛滨海沙滩前缘的野生植物［J］.植物学报，2011，46（1）∶50-58.

［5］张敏.滨海沙滩植物群落的特征与珊瑚菜的种群生态学研究［D］.青岛∶青岛农业大学，2014.

［6］李宏博，吕德国，魏熙婷，朴钟云.不同处理方法对解除珊瑚菜种子休眠的影响［J］.山东农业大学学报∶自然科学版，2010，41（4）∶482-484.

［7］李和平，姚拂，陈艳，贾春，周义峰.浙江省舟山群岛野生珊瑚菜资源调查与致濒原因分析［J］.江苏农业科学，2014，42（12）∶394-397.

［8］刘启新，惠红，刘梦华.渐危植物珊瑚菜种子活力和萌发率测定［J］.植物资源与环境学报，2004，13（4）∶55-56.

［9］赵洋，张鹏，胡宜刚，黄磊，苏洁琼.露天煤矿排土场不同配置人工植被对草本植物物种多样性的影响［J］.生态学杂志，2015，34 （2）∶387-392.

［10］宋春凤，吴宝成，胡君，董振国，刘启新.江苏野生珊瑚菜生存现状及其灭绝原因探析［J］.中国野生植物资源，2013，32（4）∶56-57.

［11］刘海涛，贾志清，颜守保.高寒沙地不同林龄乌柳林下植物物种多样性［J］.安徽农业大学学报，2015，42（5）∶761-768.

［12］李贺勤，刘奇志，张林林，王玉玲，张航，白鹏华，栾小兵.草莓连作土壤酚酸类物质积累对土壤线虫的影响［J］.生态学杂志，2014，33（1）∶169-175.

［13］张敏，潘艳霞，杨洪晓.山东半岛潮上带沙草地的物种多度格局及其对人为干扰的响应［J］.植物生态学报，2013，37（6）∶542-550.