湛江红树林

湛江红树林保护区主要群落植物多样性研究* 本项目由2002年全国大学生“湿地使者行动走进国际重要湿地”项目资助。研究过程得到了湛江红树林保护区的大力支持。参加野外考察的同学还有陈超、黄国华、林潮发、谭艳娟、陈劲跃、张晨光、铁玲。对以上单位和个人表示衷心感谢。彭逸生, 许涵，张浩，罗晓莹, 唐光大（华南农业大学林学院 广州510642）摘要： 应用样方法，调查了湛江红树林保护区内白骨壤、桐花树、木榄、无瓣海桑人工林等4种植物群落的植物多样性。结果显示：这些红树林群落的植物多样性都比较低，植物丰富度为0.3530.844，Shannon指数为0.2240.905，Simpson指数为0.1110.565，均匀度为0.3230.824。在4个群落中，以白骨壤群落的植物丰富度稍高，桐花树群落的植物丰富度和多样性最低。由于乡土树种的入侵，人工无瓣海桑群落也有较高的植物多样性。关键词 湛江，红树林，天然林，人工林，多样性Floristic diversity of natural and planted plant communities at Zhanjiang Mangrove Nature ReservePeng Yi-sheng, Xu Han,Zhang Hao, Luo Xiao-ying, Tang Guang-da(South China Agricultural University, Guangzhou 510642)Abstract: Four mangrove communities at Zhanjiang Nature Reserve, natural communities of Avicennia marina, Aegiceras corniculatum, and Bruguiera gymnorrhiza and plantation of Sonneratia apetala, were surveyed by plot method. Margalef indices were between 0.3530.844; Shannon indices were between 0.2240.905; Simpson indices were between 0.1110.565 and the indices of Evenness were between 0.3230.824. The community of Avicennia marina showed relatively high species richness and diversity while those of the community of Aegiceras corniculatum were low. The species richness and diversity of the plantation of Sonneratia apetala was also high because of the presence of the seedlings of some local species.Keyword: Zhanjiang Nature Reserve; mangrove; natural community, plantation, diversity湛江红树林保护区位于广东省廉江市高桥镇，拥有目前我国大陆最大的连片红树林，现已被列入国际重要湿地。缪绅裕先生等于19961999年，开展了该保护区内的主要植物群落生物量、种群分布格局以及群落生态研究，在海南东寨港无瓣海桑林造林成功的基础上，近年来该保护区也在保护区内营造了部分无瓣海桑林。由于无瓣海桑是从国外引入，有关该植物对天然红树林群落及其生态系统的影响尚不清楚。比较该保护区天然林群落与人工林群落的生物多样性，可为评价无瓣海桑林的生态效益提供基础依据。本论文为“海上绿洲”科技环保小组开展的湛江红树林保护区植物多样性调查初报。1 样地概况湛江红树林保护区地处广东省湛江市英罗湾顶部 (北纬21。30，东经109。41)。保护站位于325国道高桥圩路段，距离湛江市区约100公里。保护区形状为北窄南宽，最窄处约0.1km，最宽处约2km，沿岸线长约27km，总面积2000hm2，其中有林地面积为1250hm2。核心区分别位于红寨、德耀两个管理区所辖范围内的海滩地上。该地区属于北热带海洋性气候【1-2】，高温多雨，年平均降雨量约1500mm，干湿季明显；年均气温22.8，极端最高气温37.5，极端最低气温-2.2，无霜期354天；热带风暴频繁，年平均登陆台风3.7次；潮汐为混合全日潮，平均潮差2.45m，最大潮差6.25m，是广东沿海潮差最大的海区；周边有洗米、江背、高桥、卖皂四条河流注入，对滩涂淤积有一定作用；海水盐度较高，达31；土壤属浅海沉积的黑色粘质盐土，有利于红树植物生长。2 调查地及方法2.1 调查群落在面积连片的天然红树林和人工林中和设立1至2个面积为50m2的样方。共调查了4个分布于不同潮滩带的红树林群落，包括植物群落：低潮滩白骨壤群落(community of Avicennia marina)、中潮滩桐花树群落(Community of Aegiceras corniculatum)、高潮滩木榄群落(Community of Bruguiera gymnorrhiza)和无瓣海桑(plantation of Sonneratia apetala)人工林。（表1）表1 调查涉及的4个红树植物群落样地号群落类型地点林龄(年)潮滩地段样方面积(m2)1白骨壤红寨外滩不详低潮滩50(2个5*5)2桐花树瞭望台以下30中潮滩50(1个5*10)3木榄、桐花树红寨核心区20高潮滩50(1个5*10)4无瓣海桑高桥河口4高潮滩50(1个5*10)2.2 调查方法在样方内，记录所有木本植物的数目和地径大于1cm的植物胸径和高度；并在每个样方内随机设置1个面积为1m2的小样方，统计红树植物呼吸根与幼苗的数目。2.3 多样性指数的计算本文应用了Margalef指数（D）、Shannon指数（H）、Simpson指数（SP）以及均匀度（E）来进行评价，各指数计算方法如下【3】：2.3.1 Margalef指数：D= (S-1)/LnN (S为群落的总种数，N为植株数) 2.3.2 Shannon指数：H= -Pi*Ln(Pi)，Pi=ni/N (ni为第i种的相对多度) 2.3.3 Simpson指数：SP= 1-Pi2 2.3.4 均匀度Evenness：E=H/LnS(S为种数) 3 结果3.1 红树植物群落的结构总体而言，所调查的4个红树林群落的种类组成比较单纯，林冠轮廓缺乏起伏变化，林冠层分化不明显，外貌均呈黄绿色。建群种通常呈灌木或小乔木状，桐花树均呈丛生状。高度为0.812m。3.1.1 白骨壤群落(Avicennia marina Community)群落外观呈灰绿色，林冠层稀疏；以白骨壤为优势种，也有木榄、红海榄(Rhizophora stylosa)、桐花树、秋茄(Kandelia candel)和海漆(Exoecaria agallocha)。林冠平均高0.86m。地面密生指状呼吸根，约115支/。群落较矮，林下无幼苗生长(表2)。表2 红寨外滩白骨壤群落(2个5m*5m)种类数量平均高度(m)平均地径(cm)平均冠幅(m2)小样方幼苗数目小样方呼吸根数目白骨壤240.862.91.54*1.160115桐花树80.520.90.84*0.660红海榄22.201.31.05*1.000木榄11.807.31.90*1.900表中所列数据为该群落各个样方统计后的平均值，下同；：未见呼吸根，下同。3.1.2桐花树群落(Aegiceras corniculatum Community)群落外貌呈黄绿色，林冠整齐；以桐花树为优势，偶见木榄、海漆、秋茄或红海榄散生而突出林冠层。林冠平均高2.71m。地面无呼吸根分布，林下未见有红树植物种类的幼苗(表3)。表3 瞭望台以下桐花树群落(1个5m*10m)种类数量平均高度(m)平均地径(cm)平均冠幅(m2)小样方幼苗数目小样方呼吸根数目桐花树162.715.81.78*1.340红海榄13.507.42.50*2.3003.1.3木榄桐花树群落(Bruguiera gymnorrhiza + Aegiceras corniculatum Community)群落外貌呈深绿色，林冠整齐。以木榄和桐花树为优势。林冠平均高1.75m，可分为小乔木和灌木两层。林地有木榄的膝状呼吸根，约14个/。群落组成种类比桐花树群落稍多，密度仅次于白骨壤群落(表4)。以木榄和桐花树构成复合群落，发育良好，林下未见红树植物的幼苗生长。表4 红寨核心区木榄桐花树群落种类数量平均高度(m)平均地径(cm)平均冠幅(m2)小样方幼苗数目小样方呼吸根数目木榄111.752.91.35*1.08014桐花树91.822.21.75*1.520秋茄12.201.82.00*2.0003.1.4 无瓣海桑群落(Sonneratia apetala Community)为4年生的人工林，群落外貌呈灰绿色，高度较一致，平均高12m。地面密布无瓣海桑的笋状呼吸根，密度为99支/(表5)。群落组成种类较多，密度在4个调查群落中最低。林下植物有乡土红树植物木榄、桐花树和无瓣海桑的幼苗生长。表5 高桥河口无瓣海桑人工林种类数量平均高度(m)平均地径(cm)平均冠幅(m2)小样方幼苗数目小样方呼吸根数目无瓣海桑1312.03.292.52*2.154699桐花树121.230.900.95*0.841木榄023.2 不同群落的多样性比较红树林群落的树种组成通常比较简单，在50m2的样地上，种类最多的样方只有4个种，建群种的优势比较明显。根据这些面积为50m2样地调查结果统计，4个群落的Margalef指数为0.3530.844，Shannon指数为0.2240.905，Simpson指数为0.1110.565，均匀度为0.3230.824。相对而言，群落密度和植物丰富度以白骨壤群落最高，桐花树群落最低。植物多样性指数则以无瓣海桑林群落最高，桐花树群落最低。表6 各个群落的多样性比较样地号群落类型种数密度(株、丛/m2)DHSPE1白骨壤40.700.8440.8610.4730.6212桐花树20.340.3530.2240.1110.3233木榄、桐花树30.420.6570.8470.5400.7714无瓣海桑30.540.6070.9050.5650.824D：Margalef指数； H：Shannon指数； SP：Simpson指数； E：均匀度4 讨论4.1 天然群落的组成及演替趋势由于不同植物忍耐潮水淹浸时间和对海水盐碱度适应的能力不同，红树林植物通常沿海岸线呈带状分布。调查中所涉及的群落代表了不同分布带的群落类型，即不同的红树林演替阶段【4】。这种带状分布现象与优势种的生物学和生态学特性有着密切的联系。白骨壤是红树林演替前期的先锋植物，该植物的叶片具有泌盐的功能，根部能形成大量突出地面的指状呼吸根（其呼吸根密度最高），因此能适应潮水淹浸和高盐度的土壤。该树种能迅速占领外缘裸滩地，消减波浪冲击和积累淤泥，为处于演替中后期的种类创造生长条件。桐花树处于演替中前期，该植物的叶片也具有泌盐功能，但根部不产生支柱根。该植物可以适应较高盐碱度的土壤。在人为破坏的内缘次生性裸滩草地上，常见到桐花树单优先锋群落。该树种分枝繁密，呈灌木状。木榄为演替后期的种类，其叶片的泌盐功能较弱，根部可形成呼吸根，但数量比白骨壤少。该植物通常生长在潮水淹浸时间较短的高潮滩上。该植物的幼苗自然更新能力较弱，一旦遭受破坏，将经历逆行演替成为裸滩草地。本研究中涉及的白骨壤、桐花树和木榄群落在红树林生态演替过程中分别处于前期、中期和后期【5】，演替的方向是白骨壤桐花树木榄群落。由于红树林的生境比较特殊，在这种生境下，只有具有耐海水高渗透压和潮水淹浸及缺氧环境的能力的植物才可生存，所以红树林群落的植物多样性远比陆生森林群落低。本研究中的红树林群落的Shannon指数、Simpson指数和均匀度指数的平均值分别为0.71（0.22-0.91）、0.42（0.11-0.57）和0.64（0.32-0.82）远比鼎湖山常绿阔叶林的3.30、5.20、0.794低【6】。4.2 人工无瓣海桑林的生长及其植物多样性无瓣海桑天然分布于亚洲沿岸和东太平洋群岛，1985年郑德璋等人从孟加拉国带回种源引种于海南东寨港并获得成功，并且与湛江林业局等单位合作，继续在湛江、珠海、番禺、汕头等滩涂地区推广和发展无瓣海桑人工林。近年来栽培面积正不断扩大。本调查结果显示，无瓣海桑生长迅速、适应性强，长势良好，4年生植株平均高度达到12m。这些植物树冠高而且生长迅速，根部可产生笋状呼吸根，群落的消浪效果较好。生物入侵是近年来生物学界所关注的一个问题，凤眼莲(Eichhornia crassipes)、米草(Spartina spp.)在我国的泛滥，都是盲目引种扩种的例子。因此，目前对于无瓣海桑的继续扩种存在不同观点。我们的初步调查结果显示，在无瓣海桑人工群落中也有不少随潮水运动而侵入的乡土红树林植物幼苗。然而，由于这批人工林的造林时间比较短，现有的数据还难以反映出无瓣海桑林对乡土红树林群落发展的影响。因此，有关人工无瓣海桑林群落生态效益还有待于进一步研究。4.3 对保护区建设的一点建议红树林植物均为起源于热带的喜热性植物，温度是限制其分布和生长的主要因子。湛江红树林保护区地处热带、亚热带中间的北热带边缘地区，相对于海南东寨港(19。54N)、清澜港(19。34N)缺乏正红树(Rhizophora apiculata)、木果