福建海坛岛公园种子植物的区系特征

郑俊鸣, 张嘉灵, 赵东铭, 白珮珮, 吴端聪, 邓传远， 郑郁善

(福建农林大学园林学院,福建 福州 350002)

海岛与大陆相隔离，形成的特有生境受到广大生态学者的关注.学者们普遍认为海岛城市化的过程会导致生境质量下降和植被受损[1].在城市化的进程中，城市生态环境发生一系列变化[2]，植物区系亦随之改变.城市植物区系由原生植物区系和人工植物区系组成，受到自然历史环境变化、时空分布和人为引种等综合因素的影响而形成[3].但目前针对城市区域的植物区系研究却较少被报道[4].海坛岛是福建省的第一大岛，一座新兴海岛型城市.“狂风过处风沙起，一夜沙埋十八村”的典故昭示着海坛岛曾经的恶劣生态环境.在20世纪60年代，人工种植防护林对环境的改造和修饰作用，使得海坛岛的植被覆盖率逐渐增大，植物物种多样性也大大提高[5].为实现宜居生态岛的目标，满足公众需求，海坛岛建设了大量的城市公园.城市公园作为城市植物多样性最集中的区域[6]，建设过程必然对植物区系的组成和地理成分产生一定的影响.因此，本调查选取海坛岛公园作为研究对象，进一步了解海坛岛公园的植物区系，旨在为海岛型城市园林植物应用提供基础资料，也为将来的城市绿地植物引种和城市植被构建提供参考.

1 研究区概况

海坛岛是福建省平潭综合实验区范围内的主岛，位于25°15′—25°45′N，119°32′—120°10′E，是中国大陆离台湾最近处；全岛面积约267.13 km2，南北长29 km，东西宽19 km，中生代侵入岩和火山岩构成海坛岛基底的主要岩石类型.海坛岛属南亚热带海洋季风性气候，年均气温19.6 ℃，最冷日和最热日均温分别为10.2和27.9 ℃，年均降雨量(1 172 mm)小于蒸发量(1 300 mm)，7—9月持续高温干旱.夏季以偏南风为主，秋、冬、春季多为东北风，年均风速6.9 m·s-1，大风天气(7级以上)达125 d以上，常受到台风天气的影响.土壤主要类型为砖红性红壤，滨海沙土和盐土等占一定比例，土壤养分较低[7].

2 研究方法

2.1 公园的选取与调查

选取海坛岛建成2年以上的公园作为研究对象，分别为翠园、龙凤头海滨公园(简称龙凤头公园)、平潭海岛国家森林公园(简称森林公园)、雕塑园和万宝山公园.于2015年5月至2017年3月，对5个公园进行全园多次踏查，记录不同生活型的植物，以尽量确保公园内植物信息的完整.对于公园面积较大的森林公园，采取样方和随机路线相结合的方法完成调查.

2.2 植物数据的来源与处理

对5个公园的植物种类进行统计与分析，包含栽培品种和蕨类植物，并将其记为单独种.依据用途可将植物划分为园林植物和野生植物，并根据发生地划分为原生植物、国内外来植物和国外外来植物.此外，根据中国植物志(http://foc.eflora.cn/)和中国外来植物入侵库(http://www.chinaias.cn/wjPart/index.aspx)上的物种信息和分布地记录，来鉴别植物来源及其入侵性.根据中国珍稀濒危植物信息系统(http://rep.iplant.cn/)鉴别该种植物的珍稀程度.

在进行植物地理区系分析时，剔除栽培品种，按照原生植物和外来植物(分为国内来源和国外来源)进行划分.参照吴征镒的“八纲系统”， 并根据吴征镒等[3,8]的文献资料，对植物的科属进行调整；公园种子植物种的分布区类型和变型参照世界科的分布区类型进行划分.

3 结果与分析

3.1 公园的植物组成

5个公园共有植物276种(含种下单位)，隶属于89科208属，其中，蕨类植物6种，裸子植物7种，被子植物263种；含有151种原生植物，26种植物引自国内其他区域，99种植物引自国外.5个公园植物组成见表1.5个公园有野生植物146种，园林植物131种，具有滨海或海岛特色的植物16种；被列入国家Ⅱ级保护植物名录的有3种，分别为樟Cinnamomumcamphora、天竺桂Cinnamomumjaponicum和珊瑚菜Glehnialittoralis.5个公园藤本种类最少，乔木种类其次，草本种类最多.

表1 公园的植物组成Table 1 Plant composition of 5 city parks in Haitan Island

3.2 公园的优势科和优势属

按照科数量进行分级，科的组成见表2.含≥10种的科有5个，占科总数的5.62%，比例较小，主要有禾本科Gramineae、菊科Compositae、豆科Leguminosae、桑科Moraceae和大戟科Euphorbiaceae；含5～9种的科有9个，占科总数的10.11%；含2～4种的科占40.45%；而含1种的科有39个，占科总数的43.82%，比例较大.

表2 公园植物科的组成Table 2 Statistics of the family in parks in Haitan Island

按照属数量进行分级，属的组成见表3.含≥10种的属有榕属Ficus，占总属数的0.48%；含5～9种的属有2个，分别为大戟属Euphorbia和木槿属Hibiscus，占0.96%；而含1种的属有165个，占79.33%，占较大的比例.

表3 公园植物属的组成Table 3 Statistics of the genus in parks in Haitan Island

3.3 公园种子植物的区系成分

在5个公园276种植物中剔除24种(6种蕨类植物、16种栽培品种、2种原生植物)，对51科199属252种植物进行种子植物区系分析，其中，原生植物64科118属134种，国内外来植物17科21属26种，国外外来植物46科73属92种.

3.3.1 种子植物区系 在科水平上，公园种子植物科的分布区类型有11个类型8个变型.原生植物有9个类型7个变型，国内外来植物有7个类型1变型，国外外来植物有6个类型4个变型.在原生植物的科中，世界广布占42.19%，热带性质(2～7项)占46.88%；在国内外来植物的科中，世界广布占47.06%，热带性质占47.06%；在国外外来植物的科中，世界广布占30.43%，热带性质占58.70%.原生植物的科有桑科Moraceae，国内外来植物的科有银杏科Ginkgoaceae等，国外外来植物的科有南洋杉科Araucariaceae和石榴科Punicaceae等.世界分布的科有苋科、菊科、旋花科、禾本科、桑科和蔷薇科等；热带性质的科有天南星科Araceae、大戟科、樟科、锦葵科、楝科、棕榈科和马鞭草科；温带性质(8～11项)的科主要有松科Pinaceae、海桐花科Pittosporaceae、三白草科和美人蕉科Cannaceae.

在属水平上，属的分布区类型有12个类型11个变型.原生植物有10个类型5个变型，国内外来植物有9个类型2变型，国外外来植物有8个类型7个变型.在原生植物的属中，热带性质所占比例最高，为64.41%，温带性质占17.8%；在国内外来植物的属中，热带性质占66.67%，温带性质占28.57%；在国外外来植物的属中，热带性质占76.71%.原生植物的属有榕属Ficus，国内外来植物的属有银杏属Ginkgo，国外外来植物的属有南洋杉属Araucaria.世界分布类型的属有苋属Amaranthus、鬼针草属Bidens、茜草属Rubia、车前属Plantago和酸模属等；热带性质的属主要有卫矛属Euonymus、金合欢属、榕属和海桐属Pittosporum等；温带性质的属有松属Pinus、桑属Morus、蔷薇属Rosa、珊瑚菜属、杜鹃属Rhododendron和秋枫属Bischofia等.

在种水平上，种的分布区类型有11个类型32个变型(表4).原生植物有9个类型10个变型，国内外来植物有5个类型7个变型，国外外来植物有7个类型22个变型.在原生植物的种中，热带性质所占比例最高，为70.63%，温带性质占1.59%.其中，泛热带广布和以南半球为主的泛热带分布为主要成分，分别占15.87%和28.57%.在国内外来植物的种中，热带性质占53.85%，温度性质占7.69%.其中，中国特有分布为主要成分，占30.77%.国外外来植物热带性质所占比例为78.65%.其中，热带、亚热带中美至南美起源占13.48%，热带南美起源占19.10%，西马来起源占8.99%，北美特有与巴西、乌拉圭、智利、热带阿根廷南部起源各占7.87%.世界分布的植物主要有芥菜Brassicajuncea、酢浆草Oxaliscorniculata和狗尾草Setariaviridis等，热带性质主要有秋茄、番杏Tetragoniatetragonoides和马齿苋Portulacaoleracea等.中国特有分布种有银杏Ginkgobiloba、菊Chrysanthemummorifolium、海南蒲桃Syzygiumhainanense和月季Rosachinensis等.原生种有榕Ficusmicocarpa、桃Amygdaluspersica、香樟、秋茄Kandeliaobovata、天门冬Asparaguscochinchinensis、苏铁Cycasrevoluta和海桐Pittosporumtobira等.国内外来种有橡皮榕Ficuselastica、银杏、海滨木槿Hibiscushamabo、高山榕Ficusaltissima、天竺桂、红背桂Excoecariacochinchinensis、美丽针葵Phoenixroebelenii和橡皮榕Ficuselastica等.国外外来种有藿香蓟Ageratumconyzoides、刺桐Erythrinavariegata、海边月见草Oenotheradrummondii、红花夹竹桃Neriumoleander、黄花美人蕉Cannaindicavar.flava、量天尺Hylocereusundatus和三角梅Bougainvilleaspectabilis等.

表4 公园种子植物种的分布区类型1)Table 4 Statistics of the distribution type of species in 5 parks in Haitan Island

续表4

分布区类型原生植物种数比例/%国内外来植物种数比例/%国外外来植物种数比例/%(12)S.S.地中海区(狭义或环地中海)----11.1212-3地中海区至温带一热带亚洲、大洋洲和/或北美南部至南美洲间断分布10.79----(12-4)巴尔干半岛至西喜马拉雅间断于索科特群岛分布----11.12(12-6)马加罗尼西亚、地中海欧洲、索科特拉、西亚,南至索马里分布----11.1213-4中亚至喜马拉雅一阿尔泰和太平洋北美洲间断分布10.79----14东亚1713.4913.85--14-1(or14SH)中国一喜马拉雅--13.85--14-2(or 14SJ)中国一日本53.97--22.2515中国特有分布118.73830.77--(16)南半球热带以外间断或星散分布----22.25总计134100.0026100.0092100.00

1)分布区类型所占比例不包含世界广布.

3.3.2 不同对象的比较 海坛岛公园植物区系与其他对象的比较情况见表5.大屿岛和外马廊山岛的原生植物、外来植物的物种数均比海坛岛少，其原生植物占总数的比例远高于海坛岛和海坛岛公园.海坛岛公园外来植物占总数的比例比海坛岛高，其原生植物约占海坛岛原生植物的40%.

表5 公园植物不同对象的植物区系比较Table 5 Comparison on the flora of different sample plots

1)数据来源于文献[5];2)数据来源于文献[9];3)数据来源于文献[10].

4 讨论

4.1 植物物种的多样性

海坛岛5个公园植物共有89科208属276种，包含145种野生植物和131种园林植物.含≥10种的科有菊科、豆科和大戟科等，含2～4种的科有伞形科和百合科等，占较大比例；含≥10种的属有榕属.单种科和单种属所占比例较高.海坛岛公园的植物种数占海坛岛植物种数的46.58%(表5)，4个公园的植物种数超过100种(表1)，进一步证明了公园是城市植物多样性聚集的区域.公园植物物种的多样性受到人为主观性调控，却依旧受到环境条件的制约[11].离海岸距离近的公园植物物种多样性受到盐雾和风速的影响[12]，滨海地带的龙凤头公园植物物种最少，仅有92种，而森林公园通过构建防护林、搭设风障，使公园能容纳更高的物种多样性.严苛的海岛生境使得多数园林植物难以适应，有4个公园存在野生植物数大于园林栽培数的现象(表1).而且，在城市生境中，强适应性的性状或生活史策略的外来植物表现强于原生植物[13]，这也解释了海坛岛公园内强适生性的野生植物、外来入侵植物占主要优势的现象.在海口市[12]也有相似报道.

4.2 区系地理成分的组成

海坛岛的外来植物种数占总数的比例远高于无居民海岛(表5)，而海坛岛公园的外来植物占总种数的比例较海坛岛整体的比例更高(表5)，人为因素影响越强烈的区域，对植物区系的影响显著大于其他因素[14-15].受到美学主观等方面的影响，公园共引入26种国内外来植物、99种国外外来植物，导致公园植物区系地理来源组成尤为复杂.公园内的原生植物主要为泛热带广布和以南半球为主的泛热带分布的物种，共占44.44%.国内外引种的外来植物主要来源于美洲和亚洲.国内外来植物中，中国特有分布占30.77%，热带亚洲和热带亚洲至热带大洋洲分布各占11.54%.国外外来植物中，有40.45%来源于美洲，起源于热带南美占19.10%，中南美占13.48%，北美占7.87(表4).从热带性质所占比例来看，公园内原生植物的热带性质占67.16%，国内外来植物的热带性质占53.08%，而国外外来植物的热带性质占76.09%，较原生植物的热带性质更为明显.公园植被的优势种主要有桑科榕属的榕、橡皮榕和垂叶榕Ficusbenjamina，豆科的刺桐，南洋杉科的异叶南洋杉，木麻黄科的木麻黄等，多分布于干热气候环境，具有泛热带分布的生长优势.通过适生植物的引种来源地气候，可以为植物引种提供参考[16].通过区系地理成分组成分析可知，引种的外来植物更倾向于较海坛岛纬度更低的偏热带区域.由此推测，热带美洲、热带亚洲和澳大利亚东部和/或东北部可能是适生于海坛岛城市植物引种地.

4.3 滨海特色成分

城市化发展对城市森林产生巨大的改变，在城市化程度高的区域，原生植被逐渐被人工植被所替代.在海坛岛公园内并未发现喜暖性热带或亚热带的原生植被优势植物秋茄、锥属Castanopsis、栎属Quercus和杨梅Myricarubra等[17].而国外引入滨海生境的刺桐、异叶南洋杉Araucariaheterophylla、木麻黄Casuarinaequisetifolia和台湾相思Acaciaconfusa等，成为构建公园植被的优势种.公园的原生植物总数占海坛岛原生植物的40%(表5)，可见公园残存的植被片段、土壤种子库对原生植物生存、繁衍具有保护作用[18].珊瑚菜、过江藤Phylanodiflora、紫珠Callicarpabodinieri、滨柃Euryaemarginata、烟豆Glycinetabacina和台闽算盘子Glochidionrubrum等滨海特色植物在调查中均有发现，古老性或特有植物没有发现，仅有重新引种的孑遗植物银杏.可见，人为活动在植物区系演变过程中起到至关重要的作用.

公园通过人为引种秋茄、天竺桂、海滨木槿和海杧果等滨海特色植物来丰富景观特色.引种过程中，公园植物管理者更加重视公众的态度而忽略了生态功能[19]，但由于公众对外来植物的园林应用并不反对[20]，导致引入的国外外来植物中有38.04%的植物具有入侵趋势，这无疑增大了原生滨海特色植物的灭绝几率，尤其是生态脆弱性高的海岛区域，物种灭绝威胁更高[21-22].外来植物的园林应用需慎重[22]，同时，更应注重对原生特色植物的保护.