东江虎门入海口红树林的群落特征及生态恢复

2017-02-17 10:37张永夏王艳枝李乐兴陈红锋
江西农业学报 2017年2期
关键词:虎门东江花树

张永夏,王艳枝,王 伟,李乐兴,陈红锋

(1.深圳大学 生命与海洋科学学院/深圳市微生物基因工程重点实验室,广东 深圳 518060;2.中国科学院 华南植物园,广东 广州 510650)

东江虎门入海口红树林的群落特征及生态恢复

张永夏1,王艳枝1,王 伟1,李乐兴1,陈红锋2*

(1.深圳大学 生命与海洋科学学院/深圳市微生物基因工程重点实验室,广东 深圳 518060;2.中国科学院 华南植物园,广东 广州 510650)

以广东省东江虎门入海口处的红树林植物为研究对象,采取样线和样方相结合的方法调查群落,初步分析了东江虎门入海口处红树林植物的群落特征。结果表明:东江虎门入海口红树林有15种维管束植物,隶属于11科3属。所有的红树林植物可归为3个群落类型:桐花树群落、老鼠簕群落、秋茄+桐花树+老鼠簕群落。并对该地红树林的生态恢复提出了相应的建议。

东江入海口;红树林;群落特征;生态恢复

东江是珠江三大水系之一,发源于江西省赣州市,干流全长562 km,其中广东省境内435 km,流域总面积35340 km2,其中广东省境内31840 km2,占流域总面积的90%。东江流域属亚热带季风湿润气候区,具有明显的干湿季节,流域内多年平均降雨量在1500~2400 mm之间。根据1956~2005年的径流流量系列分析,东江流域年平均水资源总量约为326.6亿m3,广东省境内约为291亿m3,占89.1%。

红树林是分布于热带、亚热带海岸潮间带特有的湿地生态系统,由于其具有一些不同于陆地森林群落的特征而被世界各国所关注。广东省海岸线很长,具有极利于红树林生存的自然条件,沿海各市均有红树林分布,自然分布的红树林植物有17科23属26种[1]。现存天然红树林的主要类型有秋茄林、木榄林、桐花树林、白骨壤林,以及由这些红树林种类组成的混生林。珠三角地区以秋茄林、桐花树林、老鼠簕群落最普遍。红树林由于其重要的生态功能、特殊的生态习性,以及严峻的生存现状逐渐受到重视,有关红树林的研究在20世纪末期开始大量展开。

在过去的几十年里,由于城市的快速发展及人类干扰强度和频度的加大,红树林面积锐减,生态系统的结构遭到较大的破坏。因此,如何将已被破坏的红树林生态系统较快地重建,在理论研究和生产实践中都有重要意义,而对红树林群落特征及其恢复保护的研究则有着极其重要的参考价值。植物群落是在特定空间和时间范围内,具有一定的植物种类组成和一定的外貌、结构,与环境形成一定的相互关系并具有特定功能的生态复合体[2]。植物的群落学特征和生物生态学特征是植物群落恢复和保护的基础,而东江虎门入海口处的红树林这些方面的研究还未见相关报道。本文对东江入海口处红树林群落特征进行调查,研究了红树林群落的组成,探讨了红树林的群落学特性,为红树林的保护研究提供理论依据、认知红树林群落的发生和演替提供数据支撑,以及为红树林生态系统的恢复和重建提供指导。

1 研究地自然概况

东江虎门位于广东省东莞市西南隅,东经113°48′,北纬22°49′,雄踞珠江口东岸,总面积约175 km2,其中镇西面威远岛的面积约17 km2。虎门镇南临大海,北靠铜鼓岭和坳垅山,是一个丘原交错、水网纵横的地带。镇区四周大小山丘星罗棋布,其余大面积是海滩冲积地,标高在1.0~2.2 m之间,整个地势自东北向西南倾斜。威远岛在太平港区西面,与太平港区相隔一条太平河,岛中部为丘陵山地,岛四周为低洼和围海造田地,其标高在-0.2~1.5 m之间。该地属亚热带海洋性气候,太平河(内港)是一个天然避风港。平均气温22 ℃,极端最高温度37.9 ℃,极端最低气温0.9 ℃;全年主导风向为东风,其次为东北风,常年风力2~3级;每年4~8月为雨季,年平均雨量1727 mm。

优越的自然条件,使虎门一度具有很丰富的红树林资源,在防风减浪、保护当地人们的生活中起着重要作用,当地人形象地称之为“海浪树”、“水浪树”。据报道,20世纪50年代,在虎门太平河岸、威远岛南面、武门沙、北面都有较大面积的红树林分布,但是随着围海造田、挖塘养殖以及工程建设的进行,红树林的生境遭到严重的破坏,生存面积急剧下降,种类数量及结构都不如从前。目前,虎门的原生红树林在南面、北面、武门沙只是零星分布,南面社区的一片是其中较好的,据树龄估计,有100年以上的历史,属于亚热带河口海滩红树林类型,面积共约1 km2,深受赤道热带暖流的影响[3]。周围全部被开发,有的作鱼塘、农田,有的已沦为废弃地,或被工厂占用,因此红树林植物的生长态势不佳,呈逆向演替的趋势。

2 研究方法

2.1 生境调查

在2015~2016年进行野外调查,对东江虎门入海口处的红树林群落进行调查,在上、下涌河的红树林群落中共设置6个10 m×10 m样方,记录虎门红树林群落的组成植物种类、土壤条件、潮水侵袭状况,以及红树林植物的生长、分布情况;同时记录了红树林沿岸常见的陆生植物种类,并对红树林周围的植被状况、社区建设状况、生活污染情况进行了调查[4]。

2.2 群落调查

在调查的红树林的每个样方内,记录和测量每个样方中植物的种类、植株数量、林下幼苗数、高度、胸径、冠幅、覆盖度等,所有植物均进行物种鉴定。

3 结果与分析

3.1 红树林的种类组成

根据野外调查结果,并对照麦少芝[5]、林鹏[6]等的研究结果,分析统计得到了该地有红树林及其伴生植物15种,隶属于11科3属,其中乔木1种,灌木3种,藤本植物2种,草本植物9种;分布有秋茄Kandeliacandel、桐花树Aegicerascorniculatum、老鼠簕Acanthusilicifolius等3种真红树植物(表1)。

表1 东江虎门入海口红树林的植物种类

3.1.1 种类组成分析 由表1可知,该地的红树林植物种类较少,真红树植物仅3种,半红树植物仅1种,这一方面与其生境有关。该河道的土壤系河流冲积物发育而成的滨海盐土,土层深厚,呈乱泥状,粘滑,在入海口受周期性海浪的侵袭,这种生境非常适宜桐花树、秋茄的生长。故它们可以在此发育成优势群落。而其他同纬度地区则未发现。另一方面,该地的人为活动对红树林的发育产生了严重的干扰。对于一个在该地有着100年以上历史的群落来说,其种类组成不可能仅停留在几个种的程度,尤其是喜生于群落外缘的半红树植物种类,发育完全、保护良好的红树林外缘通常生长有丰富的半红树种类,而在虎门仅发现许树一种,大多分布在滩涂外缘路边,生长空间十分有限,可以推断,道路的修建明显挤压了红树林的生存空间,使其种类不断减少。而红树林发育演化的生态序列也被打断,致使外缘的半红树植物、伴生植物种类数量稀少。

3.1.2 生境分析 红树林群落集中分布在河道内,往上游红树林植物逐渐减少。其中上涌河渐次接近居民生活区,河道渐狭,两岸是海边到居民区的笔直公路。河道中央的桐花树及秋茄树树下幼苗丛生,长势较好,由河滩向外,秋茄、桐花树减少,老鼠簕丛生、许树少量,而一些伴生植物如鱼藤、海刀豆零星分布,直到路缘完全为陆生杂草,间有秋茄等,因为树龄较大而分布在路边。根据秋茄和桐花树的树龄估测,这片红树林的存在时间很长,应该在100年以上,但由于修路和挖塘,挤压了红树林的生存空间,红树林、半红树林、伴生植物种类相对稀少。周围是荒地杂草丛,土壤干旱而坚硬。

另一支河道入海口架构有拱形桥道,一定程度上削减了潮水的作用,故而红树林的长势不佳,入海口前缘以老鼠簕占优势,中段河道是深厚的淤泥质土壤,河道较为宽阔,河内有较浅的积水,故而桐花树较多,秋茄数棵,而往河道深处,则以芦苇、短叶茳芏等沼地多年生植物为主,间或有桐花树,显示出由红树林环境向沼生环境的过渡。秋茄的存在及较好的生长态势说明这里是适宜红树林生存发育的,同时该河涌中段较宽阔,自然条件较好,只是近年来由于桥道的建筑、周遭鱼塘养殖的隔离,以及岸边住宅建设的填土,使得其生境受到严峻的威胁。

无论是上涌河还是下涌河,其河道内土壤条件还是较好的,但人为活动的过度干扰却使其成为一个孤立的斑块,与外界的能量、物质交流极为有限,倘若环境持续恶化,周围适应性强的陆生植物和沼生植物的侵入,则红树林的消失势在必然。

红树林分布区外缘大多为鱼塘、废弃荒地或者马路,无任何树林草地等。红树林堤岸外常见陆生植物还有:纤毛鸭嘴草Ischaemumciliare、薇甘菊Mikaniamicrantha、红毛草Rhynchelytrumrepens、土牛漆Achyranthesaspera、白背黄花稔Sidarhombifolia、猪屎豆Crotalariapallida、广防风Anisomelesindica、紫心牵牛Ipomoeaobscura、蓖麻Ricinuscommunis、望江南Cassiaoccidentalis、龙珠果Passiflorafoetida、南方菟丝子Cuscutaaustralis、臭草Melicascabrosa、假臭草Eupatoriumcatarium、两耳草Paspalumconjugatum、龙爪花Lycorisradiatab、苍耳Xanthiumsibiricum、地桃花Urenalobata、六棱菊Laggeraalata、倒地铃Candiospermumhalicacabum、金腰箭Synedrellanodiflora、刺苋Amaranthusspinosus、土荆芥Chenopodiumambrosioides、雾水葛Pouzolziazeylanica、蛇葡萄Ampelopsissinica、赛葵Malvastrumcoromandelianum、水介草Rorippaislandica、水竹草Tradescantiaalbiflora等。它们基本为旱生草本植物,繁殖力生活力极强,部分为外来入侵植物,是废弃搁荒地常见成分,也是退化生境的先锋植物,这反映出该地的人为破坏程度是很高的。

3.2 红树林的群落学特性

3.2.1 红树林的外貌、结构与分布 河道内的红树林基本成带状分布,种类较单一,群落外貌简单,呈深绿色,为灌木林;同一群落中林冠较整齐,不分层。乔木树种只有秋茄一种,优势种桐花树的分布最广泛,其次是老鼠簕。桐花树主要分布在河流滩涂内滩,泥沼深厚,水深及根部,林下幼苗更新良好,间或有少量秋茄分布。

老鼠簕分布在滩涂外缘沿河流两岸,大量分布于下涌河河流入海被拦截的坝口处,其适生土壤相对较干旱,成丛分布,内滩水较深处基本不生长,常伴生有鱼藤、海刀豆等。所以整个群落表现出沿河流由内滩到外滩,桐花树和老鼠簕呈各自的条带状分布样式,这与两者对盐度、浪潮的适应范围有关。

3.2.2 主要的红树林群落类型 样方结果显示,该地红树林群落可分为桐花树群落、老鼠簕群落、秋茄+桐花树+老鼠簕群落3个类型。

(1)桐花树群落(Aegicerascorniculatumcommunity)

群落主要以桐花树为主,林冠比较平整、绿色,树高约1.0~2.0 m,一般不超过3 m。群落结构简单,只有一层。桐花树明显为群落的优势种,植株多为萌生,15~30株/丛,较大植株在树干基部常出现短而密集的支柱根,林下更新良好,密生有桐花树幼苗,数量达60株/m2。群落外缘有老鼠簕、许树、鱼藤等。该群落发育较好,单株桐花树呈球形,冠幅最大者达2.3 m×2.3 m,据估计树龄有100年以上,植株分布并不密集(表2)。

(2)老鼠簕群落(Acanthusspinosuscommunity)

主要分布在下河涌前缘以及上河涌的外侧。植株丛生,每株10~20分枝,群落呈葱绿色,种类单一,外貌整齐,密集,高0.8~1.5 m,伴生植物有鱼藤、毛鸭嘴草、文殊兰、钻型紫菀等(表3)。

表2 东江虎门入海口红树林桐花树群落

表3 东江虎门入海口红树林老鼠簕群落

(3)秋茄+桐花树+老鼠簕群落(Kandeliacandel+Heritieralittoralis+Acanthusspinosuscommunity)主要分布在上、下河涌中段,秋茄树数量较少,为乔木种类;桐花树数量较多,老鼠簕分布在群落外缘。秋茄树高3.0~3.5 m,高于灌木成分桐花树,该群落类型应该为该地红树林的中高级演替类型,但在此地并不典型,秋茄的分布和数量有限。

除以上红树、半红树植物组成的群落外,河涌上游还分布有一些群落,近于沼生群落的结构,如芦苇群落和短叶茳芏群落,间有桐花树分布其中,可见桐花树相对来说适生范围比较广。河流上游红树林群落向沼生群落的过渡也反映了红树林的生长条件是极为严格的。红树林适生带位于平均海面以上的潮滩[7],在河流上游,一方面盐度降低,另一方面海潮作用小,故而不适于红树植物生长。

4 讨论与建议

4.1 讨论

虎门红树林的分布符合红树林的一般特点,即由内滩向外滩呈带状分布,但由于它是在淡水河流与海水交汇地发育起来的,有着不同于大多数海岸红树林的特性,表现在红树林群落沿河流呈现出中间群落最茂盛发育最好的特点。由于受淡水河和浪潮的影响,群落的海水盐度、土壤含盐量从河口逐渐向河内段深入而相应下降,有机质含量在中段群落最繁盛的地段最高。而在河涌上游,红树林群落有向沼生群落过渡的性质。

在红树林的演替序列中,虎门红树林缺乏外缘半红树林群落生态序列型。由于挖塘养殖、道路建设、居民住宅建设等人为活动的干扰,红树林分布的河涌已经被隔离成单独的斑块,周围的群落类型与之完全不连续,该地的红树林群落没有完整的生态序列,缺乏由海向陆地的过渡型,而本来发育较好的群落也处于退化状态,表现为群落面积缩小、边界受排挤、边缘植物生长不良等。秋茄+桐花树群落原为该生境下的典型群落,然而各种原因导致秋茄生长态势不佳,数量减少,林少幼苗更新不好,群落呈逆向演替状态。

4.2 建议

红树林资源的保护、恢复和发展对保障沿海地区的安全、促进社会经济稳定和发展具有重要意义。据研究调查,广东省地区红树林的群落结构遭到巨大的威胁。目前许多沿海城市都意识到红树林的价值,为挽救被破坏的红树林,国家建立了一些红树林保护区,并有计划恢复和扩大红树林的面积,但收效甚微。例如,虎门红树林在挽救过程中存在很多问题,如盲目制定每年实现扩大种植多少面积的目标而缺乏对当地红树林适生地的考察;选取树种单一,盲目引进外来速生树种尽快实现红树林的外貌建成;对红树林的生境缺乏足够的关注等等。从长远的发展来看,建议利用生态恢复理论作指导,借助于当地政府和民众的力量逐步对该地红树林进行恢复、改造和利用。

4.2.1 把生态恢复理论应用到红树林的保护中来 生态恢复强调根据恢复地点及目标多样性而进行适应性恢复,通过恢复与保护相结合,实现生态系统的可持续发展[8-12]。早在2001年,范航清等[13]就已经提起红树林的生态恢复问题,且多在理论上探讨了红树林宜林地的选择、造林方法、苗木培育等[14-17],研究认为对于退化红树林恢复的实践操作应大面积开展。首先,重点进行群落内外环境的改造。虎门红树林已经被隔离成孤立的斑块,不仅发展受限制,甚至有被持续侵占的可能,所以一定要制致力于红树林周围环境的改造,按照需要以及自然条件合理利用土地。其次,利用乡土植物改造,林鹏于2003年报道了3种外来种薇甘菊、互花米草、无瓣海桑对红树林的危害[18]。它们从危害本地种的生存、侵占红树林的生境、排挤本地种等方面对红树林构成威胁。最后,在群落成分方面,虎门红树林较少半红树植物,说明其生态序列的间断性。一个连续的群落系列毕竟具有更强大的生态功能,对红树林的生存具有较大意义。任何恢复都是从生态系统的角度考虑,但生态系统也是相互关联的。红树林生态系统的良好发展同样有赖于社区环境整体的改良,如海岛和海水污染的治理、海岸的绿化等[19-20]。

4.2.2 结合城市规划要求,合理保护和利用 虎门镇目前正在实施全面的城镇规划,其中生态绿化是其重要部分。红树林作为一类特殊的资源可以作为生态旅游的内容加以合理利用。虎门红树林有着百年历史,红树植物的胎生繁殖、支柱根、板状根、气生根和带状分布等是良好的科普教育的题材,若能进行广泛的宣传,可以让更多的人了解红树林,保护红树林。红树林作为城市规划的一部分,其有效保护还需要政府的直接管理。保护红树林最主要的力量还是当地居民,所以有必要对当地居民进行宣传教育,使其意识到红树林与自己的切身利益的相关,自发地保护、种植红树林。另外,虎门镇设有社区巡查员,他们可以同时作为红树林的管理人员,防止破坏红树林,监控有无病虫害的发生,入侵植物的发现,并对红树林的恢复情况做详细的记录,以便于调整方案。

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(责任编辑:曾小军)

Community Characteristics and Ecological Restoration of Mangrove at Estuary of Dongjiang River in Humen

ZHANG Yong-xia1, WANG Yan-zhi1, WANG Wei1, LI Le-xing1, CHEN Hong-feng2*

(1. College of Life Science and Oceanography, Shenzhen University / Shenzhen Municipal Key Laboratory of Microbial Genetic Engineering, Shenzhen 518060, China; 2. South China Botanical Garden, Chinese Academy of Science, Guangzhou 510650, China)

The community characteristics of mangrove plants at the estuary of the Dongjiang river in Humen were initially analyzed by using field survey and quadrat method. The results showed that: in the mangrove at the estuary of the Dongjiang river, there were 15 species of vascular plants, belonging to 11 families and 3 genera. According to community physiognomy and dominant species, all mangrove plants could be divided into the following three community types:Aegicerascorniculatumcommunity,Acanthusilicifoliuscommunity, andKandeliacandel+Aegicerascorniculatum+Acanthusilicifoliuscommunity. In addition, the corresponding suggestions on the ecological restoration of the mangrove in this district were put forward.

Estuary of Dongjiang river; Mangrove; Community characteristics; Ecological restoration

2016-08-13

国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07501002-004);广东省野生动植物保护管理项目;广东省学位与研究生 教育改革研究项目;广东省本科高校“教学质量与教学改革工程”立项建设项目(201416)。

张永夏(1975─),男,山东日照人,副教授,博士,主要从事植物学研究。*通讯作者:陈红锋。

S718.54

A

1001-8581(2017)02-0040-05

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