三亚市红树林群落分布特征及物种多样性研究

李德玲,曾德华,王炳宇,徐金铎,洪文君

(三亚市林业科学研究院,海南三亚 572000)

红树林是生长于热带和亚热带海岸和河口潮间带、受周期性潮水浸淹的以红树植物为主体的常绿灌木或乔木组成的潮滩湿地木本生物群落,是兼具海洋和陆地特性的特殊类型的生态系统,素有“海上森林”之称[1]。全世界红树林有16 科24属84 种(含12个变种),我国红树植物有11科24属,主要分布于海南、广东、广西、福建等地[2]。海南岛滩涂面积大,红树植物种类丰富、类型多样,是我国红树植物的分布中心。

廖雨霞等[3]研究表明,红树林植物群落结构特征和物种多样性是评价红树林健康状况的重要指标。许多研究学者已报道三亚红树林湿地及其栖息地变化[4],红树林碳储量与固碳能力[5],海岸带湿地植物多样性[6],铁炉港红树林资源现状[7]及三亚红树林资源[8]等,但尚鲜见三亚红树林群落分布特征及其物种多样性报道。笔者对三亚红树植物群落进行野外调查,分析其群落分布特征和物种多样性,研究群落的发展动态和演替特征,以期为该地红树林的保护、管理和恢复提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况与调查方法研究地位于三亚市自然分布的红树林(108°03′～108°10′E,18°09′～18°10′N),选择代表性的区域盐灶河、三亚河红树林自然保护区、榆林河、海棠湾河、亚龙湾青梅港红树林自然保护区和铁炉港红树林自然保护区。每个区域设置2个样地,除盐灶河和榆林河外,其余区域设置天然林和人工林各1个,基本信息见表1。每个样地设置3个20 m×20 m样方,记录样方内所有乔木的种名、胸径和树高,以及所有小苗的种名和株数。

表1 三亚市红树林湿地样地信息Table 1 Mangrove wetland sample land information in Sanya City

1.2 重要值计算

重要值(IV)=[相对多度(RA)+相对频度(RF)+相对显著度(RD)]/3

其中:相对多度(RA)=(某一物种个体数/全部物种个体数)×100%;相对频度(RF)=(某一物种的频度/所有物种的频度)×100%;相对显著度(RD)=(某个树种的胸高断面积/全部树种的总胸高断面积)×100%[9]。

1.3 多样性指数

Simpson指数(D)=1-∑Pi2

Shannon指数(H′)= -∑PilnPi

式中,Pi为物种i的个体数占群落中全部个体数的比例[9]。

1.4 均匀度指数

均匀度指数(E)=(H′)/lnS

式中:H′为Shannon指数;S为物种数目,即物种丰富度指数[9]。

2 结果与分析

2.1 红树林群落分布及物种组成调查结果显示,三亚红树林呈聚集分布,群落类型主要有白骨壤群落、瓶花木群落、榄李群落、无瓣海桑群落、正红树群落、角果木群落、拉贡木群落、正红树+白骨壤群落、正红树+榄李群落、无瓣海桑+拉贡木群落等。三亚市红树林树种有28种,隶属17科22属,以嗜热窄布种和嗜热广布种为主,如正红树、红榄李、木果楝、木榄和角果木等。真红树植物8科18种,占全国真红树植物物种的69.23%[2];半红树植物9科10种,占全国半红树植物物种的 83.33%[2];三亚红树林物种占海南红树林区系(38种)的73.68%;三亚红树林区的真红树植物濒危植物11种,占红树植物总数的28.95%。

2.2 代表性红树林群落的重要值调查结果显示,每个样地的乔木层树种种类和重要值存在一定差异(表2)。SYH2样地的乔木层物种数最多,有7种;QMG1、TLG1和TLG2样地物种数次之;其余样地物种数在1～5种。

QMG1群落拉贡木的相对多度高,也具有较高的相对频度和相对显著度,反映拉贡木植株多且有大径材;QMG2群落瓶花木的相对多度高,角果木的相对频度较高。海棠湾河道以拉贡木、无瓣海桑为主,TLG1群落以红榄李和正红树的重要值较大;TLG2群落为人工造林,以正红树重要值最大,具有较高的相对多度,反映其株数多。

表2 三亚市红树林代表群落树种重要值Table 2 Important values of tree species in representative mangrove communities in Sanya City

接下表续表2

2.3 代表性红树林群落物种多样性群落物种多样性结果显示,除HTW1外,11个样地的丰富度指数、Simpson指数、Shannon指数和均匀度指数存在较大差异,丰富度指数在1～6,Simpson指数在0.27～0.93,Shannon指数在0.12～1.50,均匀度指数在0.12～0.84(表3)。SYH1群落的丰富度指数最高,QMG2群落次之,YZH2群落最低。Simpson指数以SYH2最大,为0.93;Shannon指数和均匀度指数以TLG1群落最大,分别为1.50和0.84。

表3 三亚市红树林代表群落物种多样性分析Table 3 Analysis of species diversity of representative mangrove communities in Sanya City

3 结论与讨论

该研究结果显示,三亚市红树林群落类型主要有白骨壤群落、瓶花木群落、榄李群落、无瓣海桑群落等13个类型,包括嗜热窄布种、嗜热广布种和抗低温广布种三大类种群。三亚红树植物共记录28种,隶属17科22属,其中嗜热窄布种有正红树、海桑、杯萼海桑、无瓣海桑、红榄李、木果楝等;嗜热广布种有木榄、角果木、红海榄、海莲、海漆、榄李、银叶树和卤蕨等,抗低温广布种有秋茄、白骨壤、桐花树等[10]。其种类高于雷州半岛[11]、粤东沿海地区[12]和珠海淇澳岛[13],反映三亚红树物种组成较为丰富。研究结果表明,三亚红树林区的真红树植物珍稀濒危植物11种,占三亚红树植物总数的28.95%,高于我国高等植物的平均水平(15%～20%)。可见,三亚红树林是我国珍稀濒危植物较为丰富的地区。

三亚天然红树林群落整体的多样性Simpson指数、Shannon指数和均匀度指数分别为0.27～0.93、0.12～1.50和0.16～0.84。与其他红树林相比,比海南东寨港的多样性指数低[14],比福建九江口红树林的多样性指数低[15],比马来西亚红树林的多样性指数低[16],但比粤东沿海地区多样性指数高[12],比马来西亚红树林稍高[16]。研究结果表明,这与该区域的城市发展息息相关。廖雨霞等[3]研究表明,红树林群落结构的复杂程度可以反映其生境的稳定性。三亚红树林分布为聚集分布,红树林物种数量多,部分群落保留了较为完整的演替过程,但总体上群落的结构不稳定、物种多样性指数低,一些物种红海榄、木榄等尚未形成较好的优势种群,反映三亚红树林生态系统稳定性较差,易受到环境变化的干扰,这可能与该地城市发展、环境稳定性等息息相关。

调查中发现,人工引种的拉关木和无瓣海桑在三亚地区得到很好发展,特别是铁炉港红树林自然保护区、青梅港红树林自然保护区和海棠河,拉关木和无瓣海桑已形成单优群落,面积大,但在一定程度上抑制了乡土树种的生长[13]。因此,在红树林生态修复和保护过程中,除自然环境因子外,需要实现红树林恢复“从数量到质量”上的转变,构建群落的物种多样性,借鉴成功模式[17],选用当地的乡土树种来造林,尽快实现红树林群落物种多样性的恢复及维护红树林生态系统的平衡。同时,三亚拥有红榄李、瓶花木、海滨猫尾木等濒危红树植物,但目前的种群小、生境条件差,建议开展这些物种的迁地保育,在红树林生态修复中也尽可能搭配,寻找其最佳生境,这也是三亚红树林恢复重建的重点研究内容之一。