西沙群島植物資源多樣性調查與評價①

王清隆 湯 歡 王祝年

(中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所 海南儋州571737)

西沙群島 （15°46＇～17°08＇N，111°11＇～112°54＇E）位于南海西北部、海南島東南部，由永樂群島和宣德群島組成，共有22個大小不一的島嶼、7個沙洲和10多個暗礁暗灘，是南海諸島中島嶼最多、陸地面積最大、植物資源最豐富的群島［1-2］。海拔除石島為12.5 m外，其余各島均在10 m以下［1］。西沙群島上的島嶼成土母質較單純，除高尖石島的成土母質是火山巖外，其余主要以第四紀的珊瑚、貝殼碎屑灰巖和近期海浪作用堆積起來的珊瑚、貝殼碎屑砂和鳥糞發育而成的磷質石灰土和濱海鹽土所組成，富含鈣和磷質［3-6］。西沙群島位于熱帶海洋上，終年皆夏，光熱條件充足，1月的平均溫度約為23℃，最高溫度的6月平均溫度約為29℃，年溫差≤6℃，是比較典型的熱帶海洋氣候。年降雨量在1 500 mm左右，但分布不均勻，干濕季節分明，每年6～11月為雨季，盛行西南季風，是臺風、暴雨等災害性氣候多發期；12月至次年5月為旱季，盛行東北季風，降水稀少［7-8］。西沙群島的珊瑚島地質年代較短，因此島上的植物種類比較貧乏；島上的植物主要是通過漁民的活動、海鳥的傳播、海流及風力的流動帶進來的，其中以人類的活動特別是漁民的活動傳播進來的最多［7］。西沙群島具有豐富的自然資源和重要的戰略地位，因而西沙群島的植物和植被資源的調查研究，一直是植物學、生態學、林學、農學及地理學工作者關注的問題之一［9-10］。

由于西沙群島海況較惡劣，以及周邊復雜的政治環境等限制因素，我國植物學工作者僅對西沙群島進行過幾次規模較大的植物資源調查［1-4，6-8，11-16］，對西沙群島的植物調查和研究還不夠全面深入。因此，對西沙群島開展植物資源調查研究既可以補充我國西沙群島的植物資料，也對我國西沙群島的海防建設有所幫助。

筆者于2018年5、6月份開展的南鋒專項第一期西沙群島科考中，對西沙群島的永興島、石島、趙述島、西沙洲、南沙洲、中沙洲、北沙洲、北島、中島和南島共10個島嶼（或沙洲）的植物資源進行了野外實地調查。通過整理此次所采集西沙群島植物標本的鑒定結果，并查閱以往歷次西沙群島植物調查結果，結合相關文獻資料及植物標本記錄，對西沙群島的植物種類及分布進行了統計與更新，完成了目前最新的西沙群島維管植物名錄。在此基礎上，對西沙群島的植物資源開展了多樣性研究，旨在摸清西沙群島植物家底，揭示其資源多樣性特點，為西沙群島植物科學研究提供更全面的基礎研究數據，為西沙群島植物資源的合理開發利用和科學保護提供依據。

1 材料與方法

廣泛查閱相關文獻資料和島礁地圖，對西沙群島的自然條件、地形地貌、植物資源現狀等進行分析，采用踏查和樣線（或樣方）調查相結合的野外調查方法，于2018年5、6月對西沙群島的永興島、石島、趙述島、西沙洲、南沙洲、中沙洲、北沙洲、北島、中島和南島共10個島嶼（或沙洲）進行了詳細調查，記錄各島嶼（或沙洲）現有植物種類和植被狀況，采集植物標本，拍攝植物形態及生境照片。通過對所采集的西沙群島植物標本進行鑒定，并查閱以往歷次西沙群島植物調查結果，結合相關文獻資料及植物標本記錄［1-4，7，12-14，16］，對西沙群島的植物種類及分布進行了統計、整理，完成了一份目前較全的西沙群島24個有植物分布的島嶼和沙洲（永興島、石島、東島、盤石嶼、中建島、晉卿島、琛航島、廣金島、羚羊礁、金銀島、甘泉島、珊瑚島、全富島、鴨公島、銀嶼、石嶼、西沙洲、趙述島、北島、中島、南島、北沙洲、中沙洲、南沙洲）維管植物名錄。在此基礎上，對西沙群島的植物資源開展了多樣性研究。

2 結果與分析

2.1 西沙群島植被概況

西沙群島是我國南端的一群熱帶島嶼，自然環境獨特，植物區系特殊。典型的熱帶島嶼常見組成植物有草海桐（Scaevola taccada）、抗風桐（Pisoniagrandis）、 銀 毛 樹 （Tournefortia argentea）、海人樹 （Suriana maritima）、橙花破布木（Cordia subcordata）、長管牽牛（Ipomoea violacea）等，植物區系以熱帶成分為主，是我國熱帶島嶼植物區系的典型代表。總體來說，西沙群島各島植物種類較貧乏，自然植被組成較簡單，優勢種十分顯著，在10 m×10 m樣地中，喬木主要有抗風桐、海岸桐（Guettarda speciosa）和欖仁樹（Terminalia catappa），灌木主要有草海桐、銀毛樹、海濱木巴戟（Morinda citrifolia）等，草本主要有細穗草（Lepturus repens）、黑果飄拂草（Fimbristylis cymosa）等一些禾本科和莎草科植物，藤本植物主要有厚藤（Ipomoea pes-caprae）、長管牽牛、海刀豆（Canavalia rosea）等。以下為在此次調查中記錄的永興島、石島、趙述島、西沙洲、南沙洲、中沙洲、北沙洲、北島、中島和南島共10個島嶼（或沙洲）的植被概況。

⑴永興島、石島：植被主要以人工栽培觀賞綠化植被為主，如椰子（Cocos nucifera）、小葉欖仁（Terminalia boivinii）、黃槐決明（Senna sulfures）、溝葉結縷草（Zoysia matrella）、雙穗雀稗（Paspalum distichum）等；野生植物主要有海岸桐、抗風桐、橙花破布木、蛇藤（Colubrina asiatica）、孿花菊（Wollastonia biflora）、西沙灰毛豆（Tephrosia luzonensis）、羽芒菊（Tridax procumbens）等種類。本島此次共調查記錄植物370種，栽培種較多。由于人為活動較頻繁，島內植物中新記錄種約有60種，野生種主要隨種子進入。

⑵趙述島：人工植被較多，以木麻黃和椰子為主，栽培植物豐富，自然植被主要以草海桐群落為主，達到自然植被群落的90%，海岸帶草本植物群落以海馬齒和海濱大戟為主；在栽培植物中，水果主要有洋蒲桃（Syzygium samarangense）、人心 果 （Manilkara zapota）、 杧果 （Mangifera indica）、石榴 （Punica granatum）、柚（Citrus maxima）等；觀賞綠化植物主要有光葉子花（Bougainvillea glabra）、長春花 （Catharanthus roseus）、水鬼蕉（Hymenocallis littoralis）、雪鐵芋 （Zamioculcas zamiifolia）、變葉木（Codiaeum variegatum）、琴葉珊瑚（Jatropha integerrima）、旅人蕉（Ravenala madagascariensis）、垂葉榕（Ficus benjamina）、黃金榕（Ficus microcarpa‘Golden Leaves’）、高山榕（Ficus altissima）、欖仁樹、鳳凰木（Delonix regia）、木棉（Bombax ceiba）等；瓜果蔬菜主要有生菜 （Lactuca sativavar.ramosa）、西瓜（Citrullus lanatus）、冬瓜（Benincasa hispida）、南瓜（Cucurbita moschata）、黃瓜（Cucumis sativus）、絲瓜 （Luffa cylindrica）、苦瓜（Momordicacharantia）、 葫 蘆 （Lagenaria siceraria）、西葫蘆 （Cucurbita pepo）、番茄（Lycopersicon esculentum）、 辣 椒 （Capsicum annuum）等；野生雜草以長管牽牛、羽芒菊、香絲草（Conyza bonariensis）等為主。此次在趙述島共調查記錄植物194種。

⑶西沙洲：植物種類較少，多樣性低，植物群落主要以人工栽培的木麻黃群落和椰子+草海桐+紅厚殼+水鬼蕉+抗風桐組成的群落為主；野生植物主要有海人樹、濱豇豆（Vigna marina）、小刀豆（Canavalia cathartica）、海刀豆、細穗草、厚藤、長管牽牛等。此次在西沙洲共調查記錄植物54種。

⑷南沙洲：植物種類較少，由于人為活動較少，植物組成主要以草海桐群落為主，占全島植被的60%以上，以及細穗草群落，約占植被的30%，偶有銀毛樹、海人樹、海馬齒（Sesuvium portulacastrum）、圓葉黃花稔（Sida alnifoliavar.orbiculata）、匍匐黃細心 （Boerhavia repens）、海濱大戟（Euphorbia atoto）等。此次在南沙洲共調查記錄植物15種。

⑸北沙州、中沙洲、北島、中島、南島：植物種類較少，由于人為活動較少，林相較相似，島上的植被組成以草海桐群落為主，占各植被的90%以上，其他地方零星出現銀毛樹、細穗草、鋪地刺蒴麻（Triumfetta procumbens）、黑果飄拂草、海濱大戟等群落。

總體來說，西沙群島各島植物種類較貧乏，各島礁植物多樣性差異較大。西沙群島由于成陸時間較晚，島上無特有植物，基本由鄰近大陸或島嶼通過人類、海流、動物和風等方式傳播過來。隨著人類活動的增加，西沙各島植物種類還將不斷增多。

2.2 西沙群島植物種類組成

此次調查共發現了西沙群島90個科的406種植物，其中蕨類植物6種，裸子植物2種，被子植物398種；采集植物標本460份（憑證標本保存于中國熱帶農業科學院植物標本室ATCH），拍攝植物形態及生境照片2 410張。結合查閱以往歷次調查記錄及相關資料，對西沙群島的植物種類及分布進行了統計分析：西沙群島共發現維管植物543種（包括種下分類單位，下同），隸屬于101科352屬，其中有野生維管植物64科196屬292種，其占海南島植物的比例見表1。在此次調查發現的西沙群島406種植物中，確定西沙群島未記錄野生植物52種，新歸化種植物10種，新增栽培植物87種（表2）。

表1 西沙群島植物與海南島植物資源的比較

表2 西沙群島新發現的物種

續表2 西沙群島新發現的物種

續表2 西沙群島新發現的物種

續表2 西沙群島新發現的物種

續表2 西沙群島新發現的物種

2.3 西沙群島植物科屬構成

分析西沙群島維管植物科的構成，發現其寡種科最多，其單種科和寡種科共有78科，占全部101科的77.23%，而其中所包含的物種僅有169種，占全部543種的31.12%；其大于20種的大科僅有4科，分別為禾本科（含61個種）、蝶形花科（含35個種）、菊科（含33個種）、大戟科（含30個種），這4科占全部101科的3.96%，所含有的物種共有159種，占總物種的近1/3，優勢科較為明顯。分析西沙群島維管植物屬的構成，發現其單種屬最多，單種屬和寡種屬共有346屬，占全部352屬的98.30%，其所包含的物種占總種數的90.42%；其最大的1個屬包含11個種，其余都是不大于10種的屬（表3）。

表3 西沙群島植物不同科屬所含種數統計

2.4 西沙群島維管植物數量組成

西沙群島維管植物數量組成，裸子植物最少，僅有5種，且都是栽培種；蕨類植物9種，全是野生種；被子植物有529種（含283種野生植物和246種栽培植物）。按生活類型的不同將其分為木本、草本、藤本3種類型（表4）。其中，木本種類173種，占西沙群島543種植物的31.86%；草本種類最多，有347種，占植物總數的63.90%；藤本種類最少，僅23種，占植物總數的4.24%。可見，西沙群島維管植物中，被子植物占了絕對優勢，草本種類占了植物總數的近2/3。因此，在開發利用時要考慮群落不同層次的開發對象，對多年生草本可以開發，喬木層和一年生草本適度開發，而藤本植物要限制開發。

表4 西沙群島維管植物數量組成統計

2.5 西沙群島維管植物區系分析

西沙群島維管植物區系分析見下表（表5、6）。

2.5.1 西沙群島野生植物科的分布區類型

根據吳征鎰等的《世界種子植物科的分布區類型系統》及其修訂［19-20］，西沙群島維管植物101個科可劃分為7個分布區類型和4個變型（表5）。在科的水平上，熱帶科有66個，溫帶科有6個，熱帶科占總科數的91.67%（不包括世界廣布的29科，下同），溫帶科占總科數的8.33%。

通過對西沙群島維管植物101個科的分布型進行分析（表5、6），在含10種以上的大科中，禾本科（37屬61種）、蝶形花科（21屬35種）、菊科（27屬33種）、茜草科（12屬19種）、茄科（7屬16種）、莎草科（6屬15種）、旋花科（5屬13種）、桑科（2屬11種）、莧科（5屬11種）這9個科為世界分布科，大戟科（13屬30種）、錦葵科（9屬18種）、棕櫚科（11屬16種）、葫蘆科（9屬14種）這4個科為泛熱帶分布科，而屬于溫帶科的只有1個北溫帶分布的百合科（7屬12種）。這14個含有10種以上物種的科占總科數101科的13.86%，但

這14個科所含171屬和304種分別達總屬數352屬的48.58%和總種數543種的55.99%，表明西沙群島植物分布集中在少數的幾個科，優勢科較為明顯。西沙群島101個科中，除忍冬科（1屬1種）、百合科、黃楊科（1屬2種）、川蔓藻科（1屬1種）、柏科（1屬2種）、安石榴科（1屬1種）這6個科為溫帶科外，其余66個科均為熱帶科，表明西沙群島植物區系具有明顯的熱帶性質。西沙群島較多的世界分布科（29科）和泛熱帶分布科（42科）中物種適應性很強，能在西沙群島生境較惡劣的島礁生存發展，但這些科中的物種多為草本，在森林群落中常不占重要地位。紫茉莉科、紫草科等雖然所含的種數較少，但在喬木層中卻較常見，種數較多的大戟科、錦葵科、椴樹科、蘇木科、馬鞭草科等在灌木層中發揮重要角色。這些科均為熱帶分布科，雖然比例不大，但都是西沙植物區系中具有代表性的科，說明西沙群島熱帶分布的科具有明顯的優勢。然而一些典型的熱帶科，如龍腦香科、橄欖科、肉豆蔻科、玉蕊科等在西沙群島未發現。另外還有一些科，如草海桐科、禾本科、馬齒莧科等，常常形成單優勢群落，在多個島礁都比較常見。

表5 西沙群島維管植物區系科、屬的分布區類型或變型

表6 西沙群島主要植物科（10種以上）分布區類型

2.5.2 西沙群島野生植物屬的分布區類型

依據吳征鎰、吳兆洪、陸樹剛等的植物區系資料［18-22］，對西沙群島維管植物352個屬進行分布型分析，發現西沙群島維管植物352個屬可劃分為12個分布區類型和6個變型（表5）。其中各種熱帶分布型和亞型即熱帶成分合計308屬，為總屬數91.94%（不包括世界廣布的17屬，下同），其他各種分布型和亞型為溫帶成分，合計為27屬，占總屬數的8.06%，二者相差83.88%，其中典型的泛熱帶分布屬所占比例最大，共140個屬，占總屬數的41.79%，涵蓋大部分喬木、灌木和常見草本，在群落組成中占很大比例，是西沙群島森林群落的重要組成部分，如紅厚殼屬（CalophyllumLinn.）、海岸桐屬（GuettardaLinn.）、草海桐屬 （ScaevolaLinn.）、 破 布 木 屬 （CordiaLinn.）等均屬此類。熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布的屬（占總屬數的15.52%）遠較熱帶亞洲、大洋洲和南美洲間斷的屬（占總屬數的1.49%）與熱帶亞洲、非洲和南美洲間斷的屬（占總屬數的2.09%）多，這反映出本地區的植物區系與熱帶美洲聯系較非洲和大洋洲更為密切。

2.6 西沙群島植物資源

西沙群島的543種植物中，按資源用途主要可分為8類：

（1） 藥用植物有349種，主要集中在菊科（24種）、禾本科（21種）、蝶形花科（20種）、大戟科（21種）、錦葵科（16種）、葫蘆科（14種）、茄科（13種）、茜草科（13種）、夾竹桃科（10種）等科中，代表性藥用植物包括海濱木巴戟（Morinda citrifolia）、海人樹 （Suriana maritima）、草海桐（Scaevola taccada）、抗風桐（Pisoniagrandis）、 銀 毛 樹 （Tournefortia argentea）、白花曼陀羅（Datura metel）、蒺藜（Tribulusterrestris）、水 芫 花 （Pemphis acidula）等；

（2） 蔬菜植物有59種，主要為栽培蔬菜，以葉菜、瓜菜為主，如青菜、白菜、冬瓜、南瓜（Cucurbita moschata）、蘿卜 （Raphanus sativus）等；

（3） 觀賞植物有208種，主要集中在棕櫚科（16種）、大戟科（12種）、夾竹桃科（10種）、桑科（10種）、天南星科（8種）、含羞草科（8種）、百合科（7種）等科中，代表性觀賞植物包括海南龍血樹（Dracaena cambodiana）、火殃勒（Euphorbia antiquorum）、散尾葵（Dypsis lutescens）等；

（4） 飼用植物有51種，主要集中在禾本科、蝶形花科和菊科等科中，代表性飼用植物包括馬唐（Digitaria sanguinalis）、西沙灰毛豆（Tephrosia luzonensis）、濱豇豆 （Vigna marina）、海刀豆（Canavalia rosea）、牛筋草（Eleusine indica）等；

（5） 水果類有25種，包括杧果（Mangifera indica）、龍眼 （Dimocarpus longan）、番荔枝（Annona squamosa）等栽培水果，以及野生水果類，如對葉榕（Ficus hispida）、龍珠果（Passiflora foetida）、 紅 瓜 （Coccinia grandis）等；

（6） 纖維植物有14種，分別為大麻槿（Hibiscus cannabinus）、陸地棉（Gossypium hirsutum）等5種錦葵科植物，3種露兜樹科植物以及棕櫚科、龍舌蘭科、椴樹科等科的物種；

（7） 油料植物有29種，分別為蓖麻（Ricinus communis）、向日葵 （Helianthus annuus）、落花生（Arachis hypogaea）、咖啡黃葵（Abelmoschusesculentus）、 山 棕 （Arengaengleri）等；

（8） 芳香植物有47種，分別為大葉桉（Eucalyptus robusta）、土沉香（Aquilaria sinensis）、疏柔毛羅勒（Ocimum basilicumL.var.pilosum）、山香（Hyptis suaveolens）等。

總的來說，西沙群島植物資源中以藥用、蔬菜和觀賞類植物為主，各類物種普遍較貧乏，今后可再適當多引入種植一些適合熱帶海島生長的藥用、蔬菜、觀賞、水果、纖維、油料、芳香類植物資源。

2.7 西沙群島珍稀瀕危植物分析

西沙群島珍稀瀕危植物較少，今后亟需需加大保護力度的珍稀瀕危植物有水芫花和海人樹。水芫花在我國僅產臺灣南部海岸及西沙群島等地，因其木材堅硬，不易劈裂，常用作工具把柄，也可供制錨、木釘等，容易被人們挖采，目前在西沙群島僅發現了不足5棵較大的水芫花，因此建議有關部門加緊開展對水芫花的保護工作。海人樹在我國僅產臺灣及西沙群島等地，生于海島邊緣的沙地或石縫中，自然更新較慢，易受人為干擾，在西沙群島現存數量較少，急需加緊保護。

3 討論與結論

此次調查共發現了西沙群島90個科的406種植物，其中蕨類植物6種，裸子植物2種，被子植物398種；采集植物標本460份，拍攝照片2 410張。結合查閱以往歷次調查記錄及相關資料，西沙群島維管植物共計101科352屬543種，包括蕨類植物7科7屬9種，裸子植物4科4屬5種，被子植物90科341屬529種。此次調查共發現西沙群島尚未被記錄的維管植物149種（見表2，含62種野生植物和87種栽培植物）。

結合此次實地調查結果，查閱相關文獻資料，經分析研究，得出以下結論：（1） 西沙群島植物種類較貧乏，截至目前，僅在其24個島嶼上發現了292種野生植物和251種栽培植物，隸屬于101科352屬；（2） 西沙群島植物區系具有明顯的熱帶性質；（3） 西沙群島各島嶼的植物多樣性具有較大差異，受人為活動影響比較大；（4） 科屬構成分析表明西沙群島維管植物的科屬構成有一定的狹窄性，大部分物種集中分布于少量的科屬，在種類變異的產生上有一定的局限性，不利于物種多樣性的產生；（5） 生活型統計表明多年生草本種類最多，在開發利用時要考慮群落不同層次的開發對象，對灌木和多年生草本可以開發，喬木層和1、2年生草本適度開發，而藤本植物要限制開發；（6） 植物分布區類型特征分析表明西沙群島植物具有很強的熱帶性，因此在開發利用野生植物特別是針對擴大原料生產的二級開發時，對野生植物進行人工栽培時要注意植物種類的分布特性，避免跨區引種。

此外，為了更好地開發利用和保護西沙群島野生植物資源還應做到以下幾點：（1） 要深入開展資源調查工作，通過多年觀測分析確定單種植物資源的蘊藏量和年允收量，確定合理的資源開發利用方向，保證資源的開發利用速度應限制在其恢復速率的限度內；（2）要借鑒作物生產上的“輪作式”生產模式，充分調研基礎上，科學制定植物資源有計劃、按階段、分步驟的種間輪流開發，為單種植物的種群復壯提供空間；（3）要重點針對珍稀瀕危和大宗常用植物資源進行系統、全面的調查研究，掌握野生變家栽和引種馴化技術，這是保護野生資源的關鍵措施。