浙江洛迦山岛的植被类型及特有植物群落的物种和功能多样性

许洺山,李玉芬,郑 忠,胡志忠,田文斌,赵慈良,胡军飞,刘 海,欧丹燕,孙元敏,阎恩荣

(1.福建省海洋生态保护与修复重点实验室,福建 厦门 361005;2.浙江普陀山森林生态系统定位观测研究站,生态与环境科学学院,华东师范大学,上海 200241;3.浙江舟山市农业教育培训中心,浙江 舟山 316004;4.浙江舟山群岛新区普陀山公用事业管理中心,浙江 舟山 316100;5.自然资源部第三海洋研究所,福建 厦门 361005)

海岛在漫长的自然演化中蕴育了丰富的植被类型和特有植物群落,其在维持全球生物多样性中扮演着重要角色[1](Losos,2009 #13867)。然而,人类干扰导致大部分海岛的天然植被和特有植物群落消失殆尽,仅存留在个别干扰较小的海岛。厘清残存植被的类型和海岛特有植物群落的物种和功能多样性特征,可为海岛植被及其特有植物群落的恢复提供天然模板和理论依据。海岛特有植物群落的形成与进化过程、人类活动、气候等有关[2-3]。而存留在面积较小海岛的植被和特有植物群落,由于缺乏全面的调查数据,很难精确划分出植被类型,评估其特有植物群落的多样性[4]。

物种和功能多样性是生物多样性测度的重要指标[5]。海岛因自然隔离、气候和生境独特,其植物群落的物种和功能多样性有别于大陆植物群落[6]。对于海岛植物群落,物种多样性综合反映了面积效应和隔离效应及环境对植物的过滤效果。功能多样性反映了海岛植物与特殊气候、地理环境间的关系,可作为海岛植被评价的关键依据[7]。同时,植物群落物种组成与结构是森林生态系统发挥功能的基础,对物种多样性及群落构建有重要影响[8]。胸径级结构可直接反映群落的物种组成和结构,影响树高、树冠等功能性状[9]。目前,很少有研究关注海岛特有植物群落,而研究其多样性有助于系统理解海岛植物群落的构建机制。

舟山群岛地带性植被保存良好、植物区系复杂、地理成分多样[10]。虽有少量植物物种和功能多样性的研究,但典型海岛特有植物群落的多样性特征还不清晰[11-12]。本研究以洛迦山岛为例,基于详尽的植被调查数据划分植被类型,分析特有植物群落红楠(Machilusthunbergii)-普陀樟(Cinnamomumjaponicum)群落和滨柃(Euryaemarginata)-海桐(Pittosporumtobira)灌丛的胸径级结构、物种和功能多样性。旨在回答2个问题:1)洛迦山岛植被类型及其特征如何;2)洛迦山岛特有植物群落的物种和功能多样性如何,在森林和灌丛间有何差异。该研究不仅有助于全面了解洛迦山岛的植被类型、特有植物群落的多样性,填补洛迦山岛植被研究的空白,而且为海岛植被恢复和保护提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

洛迦山岛略呈三角形,位于普陀山岛东南约5.3 km处。地理位置122°26.7′E,29°58.2′N,面积0.38 km2,最高海拔101.7 m(图1)。该区域年均降雨量1 266 mm,年均温度16.83 ℃,土壤类型为红壤。洛迦山岛植被保存良好,覆盖率达82.2%[13]。

图1 洛迦山岛30个典型样地和6个海岛特有植物群落分布

1.2 植被调查与植物功能性状测定

2016年7-10月,采用法瑞学派的典型样地法全面调查洛迦山岛植被。记录30个样地的群落名称、分层情况、物种名称、多优度-聚集度和盖度等。在此基础上,针对特有植物群落红楠-普陀樟群落和滨柃-海桐灌丛,分别建立3个固定样地,面积分别为20 m×20 m和10 m×10 m。对样地内所有胸径≥1 cm的木本植物定位、挂牌和识别,测定胸径、树高、冠幅等,以及样地的坡度和坡向。同时,估计乔木层和灌木层的平均高度和郁闭度(表1)。共计调查1 200株木本植物,属23科,26属,28种。还记录了样地内草本植物的名称、多优度-聚集度等。

选取物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Pielou指数度量海岛特有植物群落的物种多样性。

因此,在治疗子宫瘢痕憩室患者时宫腔镜电切的操作简单,前期效果较好,而经阴道子宫瘢痕憩室切除缝合术的后期效果较好。

表1 红楠-普陀樟群落和滨柃-海桐灌丛的基本特征

植物功能性状的采集与测定参照《植物性状测量手册》[14]。具体地,对样地内所有木本植物种随机选取3株健康个体,分别在没有明显遮阴的林冠处,选择3～5个不同方位的枝条,摘取30片成熟叶,装进自封袋,带回实验室。先用叶面积仪(LI-3100C,USA)测定叶面积,称其鲜重。再装入信封放在75 ℃烘箱至48 h后称干重,计算单叶面积(cm2)、比叶面积(叶片面积/叶片质量,cm2/g)、叶片干物质含量(叶片干重/叶片鲜重,%)。共测定16个物种的71株个体的叶片功能性状。

1.3 物种多样性

年年接待检查，学校也有了某种应对办法，如书面汇报材料一项就可省些事儿，把前一年的汇报材料稍作改动，换换数字和日期等就可应付。检查人员听了口头汇报，书面汇报材料是不看的，带回去交差肯定也成了废纸。

物种丰富度计算公式为

SA=S

(1)

功能丰富度计算公式为

Shannon-Wiener指数计算公式为

H=-∑|ni/Nlg(ni/N)|

(2)

式中:ni代表第i种的个体数目;N代表群落中所有个体数目。

Pielou指数计算公式为

Jh=H/lnS

(3)

式中:H为Shannon-Wiener指数,S为物种总数。

1.4 功能多样性

功能多样性指特定生态系统中所有物种或某一群落内物种功能性状的数值和分布范围,强调群落中物种功能性状的差异[15]。测度指标有功能丰富度(Functional richness,FRic)、功能均匀度(Functional evenness,FEve)、功能离散度(Functional divergence,FDvar)、Rao二次熵指数(Rao's quadratic entropy,Rao's)。文中用单叶面积、比叶面积和叶片干物质含量,在R 4.1.1的“FD”包中计算特有植物群落的功能多样性。

式中:S为物种数目。

（4）多功能护理型轮椅组合床通过遥控器控制水平电动伸缩杆，可以实现轮椅与病床的分离，避免了病人在轮椅与病床之间的移动，起到代步作用．

(4)

式中:n为群落内的物种数;xia和xib为物种ab的性状值。

据统计，幼儿的家园互访活动后，二分之一参加家园互访的幼儿95%在入园一周焦虑情绪明显减轻，未参加的二分之一幼儿只有70%。

③面向生态的水资源合理配置与调度技术。基于低碳模式的水资源配置技术、生态用水与生态用地的联合配置、多目标水沙资源化配置、复杂水利工程群联合生态调度。

(5)

式中:Pi为物种i的相对性状值;S为物种数。

功能离散度计算公式为

(6)

Rao二次熵指数公式为

洛迦山岛植被可分为常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿灌丛和灌草丛;按优势种和植物区系特征划分为红楠群丛、红楠-普陀樟群落、红楠-全缘冬青群落、红楠-桑群落、普陀樟-天仙果群落、滨柃-海桐群落、白茅群落、五节芒群落、芒草群落和单叶蔓荆群落;按演替阶段和群落年龄划分出10种群落类型(表2)。

功能均匀度计算公式为

(7)

(8)

式中:Pi和Pj分别为第i和j个物种在群落中的相对多度;dij为物种i与物种j之间性状相异矩阵的距离或差异;n为性状数;xik为物种i的k性状值;