海口市东寨港红树林湿地植物多样性研究

李苑菱，陈宗铸，雷金睿，陈小花，吴庭天

（海南省林业科学研究所，海南海口 571100）

湿地是处于地球水陆生态系统间的一种过渡形式的独特生态系统，是自然界最重要的生态系统之一[1～2]。在自然界中具有生物多样性丰富和高生产力的特点，同时也具有水体净化、蓄洪防旱、涵养水源等生态服务功能和提供动物栖息地、提供人类社会生产资源等社会经济价值[3]。湿地植物是湿地的重要组成部分，其群落物种组成、物种多样性及分布格局等特征能够反映出湿地的自然环境与质量[4]，同时也与水生动物的生存环境息息相关，对维护湿地生态功能和生态系统稳定起到重要作用。

生物多样性研究的主要内容之一便是湿地植物多样性，植物多样性可以有效地体现出湿地的生态恢复效果[5]，同时也为湿地群落演替的预测提供科学依据。国内目前已经开展了很多湿地植物多样性的相关研究。东寨港位于海口市东北部与文昌市西北部之间，1980年设立了东寨港红树林自然保护区。该研究通过对东寨港湿地区域的植物野外调查，对湿地植物的群落物种组成、群落多样性以及湿地水体和土壤环境因子进行分析，旨在为东寨港湿地植物资源的保护、恢复和管理以及湿地景观资源的合理开发与利用提供有效科学数据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

东寨港红树林湿地处于海南东北部地区，介于海口市和文昌市之间，归海口市美兰区管辖，坐标，19°51′～20°01′N，110°32′～110°37E′。湿地总面积3337.6hm2，其中红树林面积1578hm2，含红树植物19科36种，占全国同类97%，且多个树种被列为珍稀保护植物。湿地范围内的鸟类约200多种，其中含有多种国家重要保护品种，如黑脸琵鹭（Platalea minor）、黑嘴鸥（Larus saundersi）、褐翅鸦鹃（Centropus sinensis）、游隼（Falco peregrinus）等。湿地属典型热带季风海洋性气候，年均气温23.8℃，冷热适宜；年均降雨量1700mm，雨季与非雨季划分明显；地形形似漏斗，属于溺谷型港湾，滩面平缓，略显阶梯状；水深大多在4m以内，土壤为淤泥质[6] 。

1.2 野外调查

1.2.1 湿地植物群落调查

采用样方法在东寨港湿地领域内开展植物群落调查。调查样方散落分布在区域内，样方布置为1个10m×10m的乔木样方，在每一乔木样方内均设置3个3m×3m灌木样方，5个1m×1m草本样方，详细记录每一样方内的植物物种名称、株树、树高、胸径、冠幅和盖度等数据。野外调查共计14个乔木样方，42个灌木样方，70个草本样方[7]。

1.2.2 湿地水体、土壤样品采集

在调查区域内选取3个水样、土样采集点，水样采集取以水下10cm左右处活水为宜；土样采集则选取地表以下20cm左右处的土壤为宜。采集完成后应在72h内对样品进行各项指标的测验分析。

图1 东寨港湿地样点分布Fig.1 Wetland sample points of Dongzhaigang

1.3 数据处理与分析

通过重要值（IV）来选取、分辨群落优势物种。计算公式如下[8]：

式中，RD%、RF%、RE%各为相对密度、相对频度和相对显著度。

采用丰富度 (S)、Margalef丰富度指数(R)、Simpson多样性指数 (D)、Shannon-wieneα多样性指数(H)和Pielou均匀度指数(JSW)来综合评价东寨港湿地植物群落的物种多样性特征[9～11]。

式中，Pi=Ni/N，N为个体总数，Ni为第i种个体数，i=1，2，3.....S，S为物种数。

2 结果与分析

2.1 植物物种组成

调查结果显示，在选取的东寨港湿地调查样方内，共记录到维管植物54科111属126种，被子植物51科108属122种，占96.83%；蕨类植物3科3属4种；裸子植物未有记录（表1）。调查中出现较多种的科有芸香科9种、茜草科7种、菊科7种、大戟科种、桑科6种和红树科6种，植物组成较为丰富。

表1 东寨港湿地植物物种组成Tab.1 Species composition of wetland plants in Dongzhaigang

重要值主要表示不同种群在群落中的相对重要性，能较充分地显示出不同植物种群在群落中的地位和作用。由表2中可以看出，东寨港湿地植物群落中重要值较高的乔木有红海榄（Rhizophora stylosa）、椰 子 树 （Cocos nucifera）、 木 麻 黄（Casuarina equisetifolia）、黄槿（Hibiscus tiliaceus）、苦楝（Melia azedarach）、秋茄（Kandelia obovata）等，灌木有两面针（Zanthoxylum nitidum）、苦郎树（Clerodendrum inerme）、海莲（Bruguiera sexangula）、角果木（Ceriops tagal）、马缨丹（Lantana camara）等，草本有海芋（Alocasia macrorrhiza）、卤蕨（Acrostichum aureum）、飞机草（Eupatorium odoratum）、南美蟛蜞菊（Wedelia trilobata）、白花鬼针草（Bidens alba）等。可以发现东寨港湿地植物群落的优势种群主要由红树植物和人工林植物组成，红海榄在乔木层与灌木层中均占有明显优势，其余红树植物在乔灌层中也都占有一定优势；椰子树、木麻黄、苦楝、大叶榄仁（Erminalia catappa）等人工种植种在乔木层中的优势较为明显；草本层中占有主要优势的多为菊科植物，其中大多为入侵植物，天南星科植物和蕨类植物也占有一定优势。

表2 东寨港湿地植物群落优势种组成Tab.2 Dominant species composition of wetland plant communities in Dongzhaigang

2.2 植物群落物种多样性

由表3可知，在东寨港湿地植物群落中，灌木层的群落物种丰富度最高，为63种；乔木层物种丰富度最低，为35种。湿地植物群落的Margalef丰富度指数与物种丰富度的变化规律一致，同样是灌木层指数最高，而乔木层最低。湿地植物群落的Simpson多样性指数为乔木（0.86）＜灌木（0.93）＜草本（0.95），Shannon-wiener多样性指数为乔木（2.74）＜灌木（3.16）＜草本（3.39）；2种多样性指数变化一致，均为草本群落多样性最高，而乔木群落多样性最低，说明湿地植物群落总体多样性指数较高，其结构成分复杂，物种组成较为丰富。植物群落Pielou均匀度指数为灌木（0.76）＜乔木（0.77）＜草本（0.89），草本群落均匀度指数高于乔木群落和灌木群落。综合结果表明，东寨港湿地植物群落内，灌木群落物种丰富度最高，而草本群落多样性指数与均匀度指数最高。

表3 东寨港湿地植物群落多样性指数分析Tab.3 Analysis of wetland plant community Diversity index in Dongzhaigang

2.3 湿地水、土环境因子分析

由表4可知，东寨港湿地土壤pH在7.37～7.67间、土壤含水量为10.3～19.6%、土壤盐度为0.67～0.78%、土壤全氮量为1255～1860mg/Kg，土壤全磷量为477.6～502.3mg/Kg；东寨港湿地水体pH在 6.87～6.97间、水体氨氮量为 0.066～0.077mg/L、水体总磷量为0.02～0.43mg/L、水体总氮量为 2.06～4.5mg/L、水体全盐量为 245～261mg/L。由表4可以看出，东寨港湿地的水体pH为中性略偏酸性，而土壤pH为中性略偏碱性。以《地表水环境质量标准》来看，发现湿地水体的氨氮含量较低，属于优质水质；总磷含量较高，属于中等水质；而总氮含量则偏高，综合来看，湿地的整体水体环境不错，但部分区域的水质存在富营养化和污染现象，应加强控制污水排放与水体净化。

3 结论与讨论

湿地植物的物种组成与群落特征是自然因素作用于区域的综合结果[12]。该研究中共调查记录到维管植物54科111属126种，其中被子植物占绝大部分，为51科108属122种。调查中以芸香科、茜草科、菊科、大戟科和红树科等植物为主，植物组成较为丰富。东寨港湿地植物群落的优势种群主要由红树植物和人工林植物组成，红树植物在乔灌层中均占有一定优势，而人工种植种在乔木层中的优势较为明显，草本层中优势种群多为菊科植物，其中大多为入侵植物，说明其湿地生态系统的开放性程度较高。

湿地植物物种多样性作为群落的重要衡量指标之一，可以有效地反映出湿地植物群落结构的复杂性和群落的稳定性，体现出湿地生态系统的健康状况[13～14]。研究结果表明，东寨港湿地植物群落中，灌木群落物种丰富度最高，而草本群落的Simpson多样性和Shannon-wiener多样性以及Pielou均匀度均为最高，说明东寨港湿地植物群落的结构成分具有一定的复杂性与特殊性，具有较高的生物多样性。

研究通过对东寨港湿地的水体和土壤环境进行检测分析，结果表明，东寨港湿地的水体pH为中性略偏酸性，土壤pH为中性略偏碱性。湿地水体的氨氮含量较低，但总磷、总氮含量较高，说明湿地的整体水体环境不错，但部分区域的水质存在富营养化和水体污染现象。可以通过发展低碳经济、推行清洁生产等有效措施对湿地污染进行修复与治理[15～16]。