海口市東寨港紅樹林濕地植物多樣性研究

李苑菱，陳宗鑄，雷金睿，陳小花，吳庭天

（海南省林業科學研究所，海南海口 571100）

濕地是處于地球水陸生態系統間的一種過渡形式的獨特生態系統，是自然界最重要的生態系統之一[1～2]。在自然界中具有生物多樣性豐富和高生產力的特點，同時也具有水體凈化、蓄洪防旱、涵養水源等生態服務功能和提供動物棲息地、提供人類社會生產資源等社會經濟價值[3]。濕地植物是濕地的重要組成部分，其群落物種組成、物種多樣性及分布格局等特征能夠反映出濕地的自然環境與質量[4]，同時也與水生動物的生存環境息息相關，對維護濕地生態功能和生態系統穩定起到重要作用。

生物多樣性研究的主要內容之一便是濕地植物多樣性，植物多樣性可以有效地體現出濕地的生態恢復效果[5]，同時也為濕地群落演替的預測提供科學依據。國內目前已經開展了很多濕地植物多樣性的相關研究。東寨港位于海口市東北部與文昌市西北部之間，1980年設立了東寨港紅樹林自然保護區。該研究通過對東寨港濕地區域的植物野外調查，對濕地植物的群落物種組成、群落多樣性以及濕地水體和土壤環境因子進行分析，旨在為東寨港濕地植物資源的保護、恢復和管理以及濕地景觀資源的合理開發與利用提供有效科學數據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

東寨港紅樹林濕地處于海南東北部地區，介于海口市和文昌市之間，歸海口市美蘭區管轄，坐標，19°51′～20°01′N，110°32′～110°37E′。濕地總面積3337.6hm2，其中紅樹林面積1578hm2，含紅樹植物19科36種，占全國同類97%，且多個樹種被列為珍稀保護植物。濕地范圍內的鳥類約200多種，其中含有多種國家重要保護品種，如黑臉琵鷺（Platalea minor）、黑嘴鷗（Larus saundersi）、褐翅鴉鵑（Centropus sinensis）、游隼（Falco peregrinus）等。濕地屬典型熱帶季風海洋性氣候，年均氣溫23.8℃，冷熱適宜；年均降雨量1700mm，雨季與非雨季劃分明顯；地形形似漏斗，屬于溺谷型港灣，灘面平緩，略顯階梯狀；水深大多在4m以內，土壤為淤泥質[6] 。

1.2 野外調查

1.2.1 濕地植物群落調查

采用樣方法在東寨港濕地領域內開展植物群落調查。調查樣方散落分布在區域內，樣方布置為1個10m×10m的喬木樣方，在每一喬木樣方內均設置3個3m×3m灌木樣方，5個1m×1m草本樣方，詳細記錄每一樣方內的植物物種名稱、株樹、樹高、胸徑、冠幅和蓋度等數據。野外調查共計14個喬木樣方，42個灌木樣方，70個草本樣方[7]。

1.2.2 濕地水體、土壤樣品采集

在調查區域內選取3個水樣、土樣采集點，水樣采集取以水下10cm左右處活水為宜；土樣采集則選取地表以下20cm左右處的土壤為宜。采集完成后應在72h內對樣品進行各項指標的測驗分析。

圖1 東寨港濕地樣點分布Fig.1 Wetland sample points of Dongzhaigang

1.3 數據處理與分析

通過重要值（IV）來選取、分辨群落優勢物種。計算公式如下[8]：

式中，RD%、RF%、RE%各為相對密度、相對頻度和相對顯著度。

采用豐富度 (S)、Margalef豐富度指數(R)、Simpson多樣性指數 (D)、Shannon-wieneα多樣性指數(H)和Pielou均勻度指數(JSW)來綜合評價東寨港濕地植物群落的物種多樣性特征[9～11]。

式中，Pi=Ni/N，N為個體總數，Ni為第i種個體數，i=1，2，3.....S，S為物種數。

2 結果與分析

2.1 植物物種組成

調查結果顯示，在選取的東寨港濕地調查樣方內，共記錄到維管植物54科111屬126種，被子植物51科108屬122種，占96.83%；蕨類植物3科3屬4種；裸子植物未有記錄（表1）。調查中出現較多種的科有蕓香科9種、茜草科7種、菊科7種、大戟科種、桑科6種和紅樹科6種，植物組成較為豐富。

表1 東寨港濕地植物物種組成Tab.1 Species composition of wetland plants in Dongzhaigang

重要值主要表示不同種群在群落中的相對重要性，能較充分地顯示出不同植物種群在群落中的地位和作用。由表2中可以看出，東寨港濕地植物群落中重要值較高的喬木有紅海欖（Rhizophora stylosa）、椰 子 樹 （Cocos nucifera）、 木 麻 黃（Casuarina equisetifolia）、黃槿（Hibiscus tiliaceus）、苦楝（Melia azedarach）、秋茄（Kandelia obovata）等，灌木有兩面針（Zanthoxylum nitidum）、苦郎樹（Clerodendrum inerme）、海蓮（Bruguiera sexangula）、角果木（Ceriops tagal）、馬纓丹（Lantana camara）等，草本有海芋（Alocasia macrorrhiza）、鹵蕨（Acrostichum aureum）、飛機草（Eupatorium odoratum）、南美蟛蜞菊（Wedelia trilobata）、白花鬼針草（Bidens alba）等。可以發現東寨港濕地植物群落的優勢種群主要由紅樹植物和人工林植物組成，紅海欖在喬木層與灌木層中均占有明顯優勢，其余紅樹植物在喬灌層中也都占有一定優勢；椰子樹、木麻黃、苦楝、大葉欖仁（Erminalia catappa）等人工種植種在喬木層中的優勢較為明顯；草本層中占有主要優勢的多為菊科植物，其中大多為入侵植物，天南星科植物和蕨類植物也占有一定優勢。

表2 東寨港濕地植物群落優勢種組成Tab.2 Dominant species composition of wetland plant communities in Dongzhaigang

2.2 植物群落物種多樣性

由表3可知，在東寨港濕地植物群落中，灌木層的群落物種豐富度最高，為63種；喬木層物種豐富度最低，為35種。濕地植物群落的Margalef豐富度指數與物種豐富度的變化規律一致，同樣是灌木層指數最高，而喬木層最低。濕地植物群落的Simpson多樣性指數為喬木（0.86）＜灌木（0.93）＜草本（0.95），Shannon-wiener多樣性指數為喬木（2.74）＜灌木（3.16）＜草本（3.39）；2種多樣性指數變化一致，均為草本群落多樣性最高，而喬木群落多樣性最低，說明濕地植物群落總體多樣性指數較高，其結構成分復雜，物種組成較為豐富。植物群落Pielou均勻度指數為灌木（0.76）＜喬木（0.77）＜草本（0.89），草本群落均勻度指數高于喬木群落和灌木群落。綜合結果表明，東寨港濕地植物群落內，灌木群落物種豐富度最高，而草本群落多樣性指數與均勻度指數最高。

表3 東寨港濕地植物群落多樣性指數分析Tab.3 Analysis of wetland plant community Diversity index in Dongzhaigang

2.3 濕地水、土環境因子分析

由表4可知，東寨港濕地土壤pH在7.37～7.67間、土壤含水量為10.3～19.6%、土壤鹽度為0.67～0.78%、土壤全氮量為1255～1860mg/Kg，土壤全磷量為477.6～502.3mg/Kg；東寨港濕地水體pH在 6.87～6.97間、水體氨氮量為 0.066～0.077mg/L、水體總磷量為0.02～0.43mg/L、水體總氮量為 2.06～4.5mg/L、水體全鹽量為 245～261mg/L。由表4可以看出，東寨港濕地的水體pH為中性略偏酸性，而土壤pH為中性略偏堿性。以《地表水環境質量標準》來看，發現濕地水體的氨氮含量較低，屬于優質水質；總磷含量較高，屬于中等水質；而總氮含量則偏高，綜合來看，濕地的整體水體環境不錯，但部分區域的水質存在富營養化和污染現象，應加強控制污水排放與水體凈化。

3 結論與討論

濕地植物的物種組成與群落特征是自然因素作用于區域的綜合結果[12]。該研究中共調查記錄到維管植物54科111屬126種，其中被子植物占絕大部分，為51科108屬122種。調查中以蕓香科、茜草科、菊科、大戟科和紅樹科等植物為主，植物組成較為豐富。東寨港濕地植物群落的優勢種群主要由紅樹植物和人工林植物組成，紅樹植物在喬灌層中均占有一定優勢，而人工種植種在喬木層中的優勢較為明顯，草本層中優勢種群多為菊科植物，其中大多為入侵植物，說明其濕地生態系統的開放性程度較高。

濕地植物物種多樣性作為群落的重要衡量指標之一，可以有效地反映出濕地植物群落結構的復雜性和群落的穩定性，體現出濕地生態系統的健康狀況[13～14]。研究結果表明，東寨港濕地植物群落中，灌木群落物種豐富度最高，而草本群落的Simpson多樣性和Shannon-wiener多樣性以及Pielou均勻度均為最高，說明東寨港濕地植物群落的結構成分具有一定的復雜性與特殊性，具有較高的生物多樣性。

研究通過對東寨港濕地的水體和土壤環境進行檢測分析，結果表明，東寨港濕地的水體pH為中性略偏酸性，土壤pH為中性略偏堿性。濕地水體的氨氮含量較低，但總磷、總氮含量較高，說明濕地的整體水體環境不錯，但部分區域的水質存在富營養化和水體污染現象。可以通過發展低碳經濟、推行清潔生產等有效措施對濕地污染進行修復與治理[15～16]。