稻挑山海岛植被和植物多样性分析

陈秋夏，王金旺，杨 升，魏 馨，吴颖石

（1.浙江省亚热带作物研究所，浙江 温州 325005；2.国家海洋局 温州海洋环境监测中心站，浙江 温州 325000）

海岛植物多样性作为海岛生态系统的重要表现形式之一，其变化过程与机制影响着海岛生态系统生态学过程。温州市共有岛礁716.5 个，其中，500 m2以上的海岛有436 个，有植被分布的海岛有351 个[1]。稻挑山岛位于温州市平阳县南麂列岛国家级自然保护区内，系温州市唯一的领海基点海岛，戎建涛等研究了南麂岛的植被特征和物种多样性[2-3]，朱弘[4]等研究了南麂列岛国家级自然保护区内大擂山岛屿水仙Narcissus tazettavar.chinensis自然居群的物种多样性。稻挑山岛作为温州距离大陆最远的海岛，人为干扰较小。本文于2016 年8 月8 日对全岛维管植物和植被进行了调查，并对其植被特征和群落结构特征进行分析，以期为小型海岛植物多样性的维持机制与保护提供参考。

1 研究方法

1.1 植物本底现状调查

稻挑山岛距离浙江省温州市平阳县区大陆约80.58 km，海岸线长1 036.81 m，全岛最高点海拔40.6 m，中心位置地理坐标为121°7′758″ E，27°28′064″ N。陆域面积共有29 758.23 m2。属花岗岩海岸地貌，全岛沿岸皆为基岩海岸，也因此被称为无毛山。属中亚热带海洋性季风气候，植被为天然植被，无人工痕迹，除极少数工作人员上岛开展有关监测等工作外，基本无其它人为活动。

本文于2016 年8 月8 日踏查全岛，并拍摄植物照片，记录植物种类及生境类型，存疑种采集标本带回实验室根据《浙江植物志》等文献进行鉴定。

1.2 植被类型与植物群落特征调查

应用2015 年高分2 号卫星遥感影像，采用监督分类方法获得不同植被类型，植被类型参照《海岛调查技术规程》[5]，结合Google 地图进行人工目视解译，形成获得初步数字化植被解析地图，包括植被类型面积；采用野外设置样地调查的方式，对遥感解译图进行纠正。2016 年8 月8 日，根据稻挑山岛植被遥感初步解析结果，在全面踏查的基础上，随机选设4 个样地对植物群落进行调查，其中，灌丛样地2 个，灌草丛样地1 个，草丛样地1 个。灌丛、灌草丛样地大小为5 m×5 m，调查样地内所有灌木种类，记录物种名称、数量、盖度；在样地的3 个角设置1 m×1 m 样方调查草本植物，记录样方内的物种名称、数量和盖度。

1.3 群落特征数据分析方法

群落丰富度指数（S），即为群落中物种总数量；群落Simpson 指数（C）、Shannon-Wiener 指数（H′）、Pielou 均匀度指数（JSW）根据方精云[6]的方法计算；群落总体多样性，采用各层多样性指数相加产生。物种在群落中的重要值（IV）及群落多样样性计算公式如下：

IV=（相对密度+相对盖度+相对频度）/3

相对密度=100%×某个种的株树/所有种的总株数

相对频度=100%×某个种在统计样方中出现的次数/所有种出现的总次数

相对盖度=100%×某个种的盖度/所有种的盖度之和

Simpson 指数：

Shannon-Wiener 指数：

Pielou 均匀度指数：

式中，Pi为种i的相对优势度。

2 调查结果与分析

2.1 稻挑山岛维管植物现状

根据野外调查、鉴定和统计，稻挑山岛共有维管植物15 科22 属24 种（表1），其中蕨类植物1 科1 属1种，被子植物14 科21 属23 种。维管植物区系以双子叶植物占绝对优势，其中，科、属、种分别占整个植物区系的93%，95%和96%。组成稻挑山植物区系的15 个科中，物种较多的科有菊科Asteraceae，禾本科Poaceae和莎草科Cyperaceae，这3 科的属、种数各占整个岛屿植物属总数、种总数的45.5%和41.6%。

表1 稻挑山岛维管束植物种类及其生活型Table 1 Vascular plants and life forms in Daotiaoshan Island

各种维管植物类群科、属、种数及生活型见表1。根据植物的生长型分类，木本植物仅3 种，分别为海岛特有植物厚叶石斑木、变叶裸实和芙蓉菊，占种总数的12.5%；草本19 种，占种总数的79%；木质藤本2 种，分别为光叶蔷薇和木防己。

2.2 稻挑山岛植被特征

稻挑山岛的植被类型划分主要按照《海岛调查技术规程》[5]进行，兼顾亚热带海岛地区植被特点。按照高级分类单位以生态外貌为主，中、低级单位采用优势种和标志种相结合的原则，将稻挑山植被型划分为灌丛、灌草丛和草丛。对稻挑山岛植被遥感图进行了分析，并对各个植被类型的面积进行统计，结果见表2。由表2可知，稻挑山岛陆域面积为29 758.23m2，各类植被类型面积总计3 145.41 m2，植被覆盖率为10.57%。各植被类型中，灌丛有1 744.46 m2，占岛屿陆域面积的5.86%；灌草丛有1 334.91 m2，占4.49%；草丛有66.04 m2，占0.22%。

表2 稻挑山植被型Table 2 Vegetation types on Daotiaoshan Island

2.3 群落结构特征

2.3.1 厚叶石斑木、变叶裸实、芙蓉菊灌丛 群落总盖度平均为46%，灌木层主要树种为变叶裸实（Pi=25.34%）、厚叶石斑木（Pi=26.12%）和芙蓉菊（Pi=21.89%），伴生种有光叶蔷薇和木防己。草本层主要有滨海珍珠菜（Pi=17.64%）、滨海苔草（Pi=18.35%）、普陀狗娃花（Pi=21.48%）、大吴风草（Pi=13.05%）等，还伴生有全缘贯众、东南景天、狗尾草等。

2.3.2 变叶裸实、芙蓉菊、肉叶耳草灌草丛 群落总盖度约为30%，灌木植物主要有芙蓉菊（Pi=28.16%）和变叶裸实（Pi=31.78%），还伴生有厚叶石斑木、光叶蔷薇，木防己等。草本植物主要有肉叶耳草（Pi=22.92%），其它还有多枝扁莎、锈鳞飘拂草、普陀狗娃花等。

2.3.3 滨海珍珠菜草丛 主要分布在稻挑山顶部的岩石丛中。群落总盖度为90%，优势植物为滨海珍珠菜（Pi=81.52%），伴生种有多枝扁莎（Pi=9.05%）、锈鳞飘拂草（Pi=9.43%）等。

2.3.4 各植物群落特征指数 Shannon-Wiener 多样性指数是物种多样性的集中反映，稻挑山岛不同植被类型群落的Shannon-Wiener 多样性指数在0.61～ 3.30，不同植被类型排序为：灌丛 > 灌草丛 > 草丛。物种丰富度、群落均匀度指数（JSW）的排序与Shannon-Wiener 多样性指数植被类型排序基本一致，表明物种越丰富，均匀度越高，其多样性指数越高（表3）。

表3 不同群落类型植物群落特征指数Table 3 Diversity index of different plant life forms

3 小结与讨论

稻挑山岛为基岩岛，植物种类较少，共有维管植物15 科22 属24 种，优势科为菊科、禾本科和莎草科，这3 科的属数和种数各占整个岛屿物种属总数、种总数的41.6%。稻挑山岛植被覆盖率为10.57%，植被型有灌丛、灌草丛和草丛，植物群落主要有厚叶石斑木、变叶裸实、芙蓉菊灌丛，变叶裸实、芙蓉菊和肉叶耳草灌草丛，滨海珍珠菜草丛。

根据朱弘[2]等调查表明，禾本科、菊科和莎草科为南麂岛本岛的极大科。陈征海[18]等研究统计菊科、禾本科和莎草科为浙江省海岛植物的极大科。本次调查与朱弘及陈征海的调查统计结果一致，而余海[19]等调查的七星列岛发现植物种类为48 种，其中，最多的科为菊科，有9 种，其次为蓼科，有3 种、石竹科Caryophyllaceae有3 种、禾本科有3 种及莎草科有3 种，其余为单科单种。这些物种在小型海岛上的相似性高，可能是由物种频繁交流扩散与生境选择压力两种过程综合作用的结果：一方面，可能是由于这些物种传播能力较强，经过多年的动态交流导致岛屿间物种组成相似；另一方面，可以用生态位理论解释，即这些小岛生境比较单一，海岛远离大陆，对物种的选择压力强，这些草本植物种子抗逆性强，能在岛上出现的均为适应性较强的物种，所以，最终导致这些小岛上生存的物种种类也相似[20]。植物生活型中，木本植物仅有3 种，分别为海岛特有植物厚叶石斑木、变叶裸实和芙蓉菊，与南麂岛本岛的乔木层优势种为楝Melia azedarach，乌桕Triadica sebifera和绿黄葛树Ficus virens等，灌木层优势种为柃木Eurya japonica，矮小天仙果Ficus erecta和野梧桐Mallotus japonicus等[2]不一致。彭思羿等认为乔木树种的多样性与岛屿间距离显著相关[21]，稻挑山为领海基点海岛，为温州地区距离大陆最远的海岛，木本树种的扩散能力受到了距离等因素的影响。稻挑山海岛草本植物有19 种，占全岛植物总种数的79%，植物生活型以草本为绝对优势，草本植物容易通过风传播，扩散能力强[21-22]。稻挑山岛屿植物物种丰富度遵循种-面积关系[22-25]，岛屿面积是影响物种丰富度的重要因素。

岛屿是一个特殊的独立区域，它被海洋所包围，海洋影响了岛屿上物种的迁出和移入，造就了岛屿上的特有物种且物种灭绝速率也大的特点，岛屿生物及其所在环境的保育成为生物多样性保育中重要的一环[26-28]。另据调查，所有植被的土层薄，主要由植物凋落物沉积形成，厚度不足5 cm。稻挑山岛常年多大风，季节性干旱明显，土壤发育缓慢，植物种类少，生态系统非常脆弱，植被一旦破坏后，将无法恢复，为保护稻挑山岛的生态系统，除开展必要的科研与监测等活动外，宜禁止对植被的人为干扰，禁止一切挖掘破坏植物的行为。