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福建各地區(qū)紅樹植物形態(tài)特征比較

2016-08-29 08:54陳國貴戴聰杰李元躍徐佳佳
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016年19期
關(guān)鍵詞:秋茄基徑紅樹

陳國貴,戴聰杰,李元躍*,徐佳佳

(1.集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,福建省海洋漁業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021;2.泉州師范學(xué)院海洋與食品學(xué)院,福建泉州 362000)

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福建各地區(qū)紅樹植物形態(tài)特征比較

陳國貴1,戴聰杰2,李元躍1*,徐佳佳1

(1.集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,福建省海洋漁業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門 361021;2.泉州師范學(xué)院海洋與食品學(xué)院,福建泉州 362000)

[目的]比較福建各地區(qū)主要紅樹植物的形態(tài)特征。[方法]2015年3~5月對福建省沿海各地區(qū)樹齡在5 a以上的紅樹植株形態(tài)指標(biāo)及其與環(huán)境因子的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查分析。[結(jié)果]福建省5 a以上秋茄、桐花樹、白骨壤的平均高度為2.0~3.0 m,基徑為10~20 cm,葉片面積為10~30 cm2,長冠幅為2.0~3.0 m。[結(jié)論]福建省全省秋茄的形態(tài)特征主要受到緯度因子的影響,與緯度呈顯著負(fù)相關(guān)。

福建省;紅樹林;形態(tài)特征;相關(guān)性

紅樹林是指生長于熱帶和亞熱帶海岸潮間帶的木本植物群落,通常生長于港灣河口地區(qū)的泥質(zhì)灘涂上,是濱海濕地特殊的植物群落[1],其具有維護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)平衡的特殊作用,且具有高生產(chǎn)率、高歸還率、高分解率[2],是熱帶海灣河口生產(chǎn)量的第一貢獻(xiàn)者,其生產(chǎn)量形成與發(fā)展對水產(chǎn)業(yè)和漁業(yè)發(fā)展具有間接的影響[3]。福建是一個(gè)沿海省份,海岸線長809 km,水產(chǎn)業(yè)、漁業(yè)比較發(fā)達(dá)[3]。研究福建沿海地區(qū)的紅樹林對于沿海海岸的防風(fēng)固堤、漁業(yè)發(fā)展、濕地保護(hù)具有重要的作用。

目前,國內(nèi)外對紅樹林的研究已取得很多重要的成果,Winterwerp等對紅樹林的生態(tài)學(xué)、生理學(xué)、形態(tài)學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)的討論[2,4-8];王文卿等對福建紅樹林的分布也進(jìn)行了深入的研究[9-10]。近年來,由于福建大力開展濱海濕地紅樹林恢復(fù)種植,該省的紅樹林資源以及形態(tài)特征均發(fā)生了比較大的變化,因此有必要對福建省主要紅樹林植物的形態(tài)特征重新開展調(diào)查[1],了解不同地區(qū)之間的差異,為全省紅樹林恢復(fù)種植提供更加有效的理論基礎(chǔ)。筆者主要調(diào)查了福建省沿海地區(qū)紅樹林的分布情況,比較了福建各個(gè)地區(qū)主要紅樹植物的形態(tài)特征,以期為該省紅樹林的生態(tài)恢復(fù)和管理提供一定的理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與調(diào)查方法

1.1研究區(qū)概況研究區(qū)域包括福建省整個(gè)沿海海岸帶以及河口地區(qū),分布為115°50′~120°40′ E、23°46′~28°20′ N。其海岸線曲折,呈鋸齒狀,總長3 752 km,全省灘涂面積20.68萬hm2[10]。此次調(diào)查主要分為漳州地區(qū)、廈門地區(qū)、泉州地區(qū)、莆田地區(qū)、福州地區(qū)、寧德地區(qū)(圖1)。福建省雨量充沛,光照充足,年平均氣溫17~21 ℃,平均降雨量1 400~2 000 mm,沿海霜期短,為16 d以下,福建省海岸帶曲折,港灣、半島、島嶼較多,又具有閩江、晉江、九龍江、漳江等河流,河流出海口的泥灘底質(zhì)以泥、泥沙或沙泥為主,均適合紅樹林生長[2,10]。

圖1 福建省沿海紅樹林研究區(qū)域劃分情況Fig.1 Division of the study area of mangrove forest in coastal areas of Fujian Province

1.2調(diào)查方法于2015年3~5月,調(diào)查樹齡為5 a以上的紅樹植株形態(tài)指標(biāo),包括高度、葉片面積、長冠幅、基徑,環(huán)境因子包括氣溫、水溫、鹽度。紅樹植物葉片樣本來自全省5個(gè)區(qū)域13個(gè)地方,具體如下:漳州地區(qū)(云霄、龍海、漳浦)、廈門地區(qū)(鱷魚嶼、海滄碼頭、鳳林灣)、泉州地區(qū)(臺商區(qū)、泉港)、莆田地區(qū)(湄洲島)、福州地區(qū)(羅源縣、長樂)、寧德地區(qū)(福鼎、蕉城區(qū))。每個(gè)地方隨機(jī)選取20~30株正常植株進(jìn)行測量,并選取正常植株上的完整成熟葉(頂芽下第3對葉)10~15對,葉片面積使用剪紙法[3]計(jì)算;冠幅(長冠幅)、基徑最后用SPSS 20.0軟件分析顯著差異性以及相關(guān)性,用Canoco 4.5軟件分析形態(tài)與環(huán)境因子相關(guān)性,用Origin 7.5和CurveEeoert 1.65軟件做回歸方程分析和曲線作圖,樣地作圖在Surfer Demo 11軟件中完成。

表1 福建沿海各地主要環(huán)境因子

2 結(jié)果與分析

此次調(diào)查發(fā)現(xiàn),福建省紅樹植物種類從南到北呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢,漳州地區(qū)主要有6種紅樹植物,即秋茄、桐花樹、白骨壤、無瓣海桑、老鼠簕、木欖;廈門地區(qū)主要有秋茄、桐花樹、白骨壤、無瓣海桑、老鼠簕5種紅樹植物;泉州地區(qū)主要有秋茄、桐花樹、白骨壤3種主要植物;莆田、福州、寧德地區(qū)主要有秋茄1種紅樹植物。筆者對漳州、廈門、泉州地區(qū)的各種主要樹種進(jìn)行測量研究,最后比較6個(gè)地區(qū)之間秋茄的生長特征。

2.1福建省紅樹植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1.1漳州地區(qū)。 對6種主要紅樹植物,即秋茄、桐花樹、白骨壤、無瓣海桑、老鼠簕、木欖進(jìn)行形態(tài)學(xué)方面的調(diào)查,結(jié)果顯示:樹高方面,秋茄和木欖的平均樹高超過3.0 m,無瓣海桑的平均樹高超過8.0 m,而桐花樹、白骨壤、老鼠簕的平均樹高比較矮,高達(dá)2.0 m(圖2Ⅰ);基徑方面,秋茄和無瓣海桑的平均基徑超過20 cm,桐花樹的平均基徑最小,大約只有10 cm(圖2Ⅱ);葉片面積方面,老鼠簕和木欖的葉片面積比較大,均超過30 cm2,其次是秋茄的葉片面積,為30 cm2,最小的是白骨壤,僅有14 cm2(圖2Ⅲ);長冠幅方面,5種植物的長冠幅超過1.5 m,最長的是無瓣海桑,超過4.0 m,最短的是老鼠簕,大約只有0.5 m(圖2Ⅳ)。

注:KCD-秋茄;AC-桐花樹;AM-白骨壤;SA-無瓣海桑;AIL-老鼠簕;BG -木欖。Note:KCD-Kandelia obovata;AC-Aegiceras corniculata;AM-Avicennia marina;SA-Sonneratia apetala;AIL-Acanthus ilicifolius Linn;BG-Bruguiear gymnorrhiza.圖2 漳州地區(qū)紅樹植物的形態(tài)特征Fig.2 Morphological characteristics of mangrove plants in Zhangzhou

2.1.2廈門地區(qū)。對秋茄、桐花樹、白骨壤、無瓣海桑、老鼠簕5種紅樹植物進(jìn)行形態(tài)指標(biāo)的調(diào)查,結(jié)果顯示:樹高方面,老鼠簕的樹高最矮,只有1.0 m,無瓣海桑的樹高最高,平均高度達(dá)7.0 m,秋茄、桐花樹、白骨壤的高度比較接近,平均高度為2.0~3.0 m(圖3Ⅰ);基徑方面,老鼠簕的基徑最小,不超過1 cm,桐花樹、白骨壤的基徑都比較小,均為10~13 cm,無瓣海桑的基徑最大,為20 cm(圖3Ⅱ);葉片面積方面,白骨壤、桐花樹、無瓣海桑的葉片面積比較相近,均為14~16 cm2,老鼠簕的葉片面積最大,超過30 cm2(圖3Ⅲ);長冠幅方面,秋茄、桐花樹、白骨壤的長冠幅比較接近,為1.5~1.9 m,無瓣海桑的長冠幅最大,超過4.0 m,老鼠簕的長冠幅最小,不超過0.6 m(圖3Ⅳ)。

注:KCD-秋茄;AC-桐花樹;AM-白骨壤;SA-無瓣海桑;AIL-老鼠簕。Note:KCD-Kandelia obovata;AC-Aegiceras corniculata;AM-Avicennia marina;SA-Sonneratia apetala;AIL-Acanthus ilicifolius Linn.圖3 廈門地區(qū)紅樹植物的形態(tài)特征Fig.3 Morphological characteristics of mangrove plants in Xiamen

2.1.3泉州地區(qū)。對秋茄、桐花樹、白骨壤3種主要植物形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果顯示:樹高方面,秋茄和桐花樹的樹高基本相近,都為2.7~2.8 m,白骨壤的樹高最高,超過3.0 m(圖4Ⅰ);基徑方面,桐花樹的基徑最小,僅14 cm,白骨壤的基徑最大,達(dá)25 cm(圖4Ⅱ);葉片面積方面,白骨壤的葉片面積最小,只有13 cm2,秋茄的葉片面積最大,達(dá)26 cm2(圖4Ⅲ);長冠幅方面,秋茄和白骨壤的長冠幅均為1.9 m,桐花樹的長冠幅超過2.0 m(圖4Ⅳ)。

2.2福建各地區(qū)秋茄形態(tài)特征的比較秋茄是福建省普遍分布的一種紅樹植物,福建福鼎是我國秋茄天然分布的最北端[2,11],比較福建各個(gè)地區(qū)秋茄的生長情況,對認(rèn)識、保護(hù)、恢復(fù)紅樹林具有重要意義。樹高方面,從南到北,秋茄的株高逐漸變小,其中漳州地區(qū)的秋茄最高,超過3.0 m,廈門和泉州地區(qū)的秋茄高度相近,為2.8 m,莆田、福州、寧德地區(qū)的秋茄都比較矮小,高度大約為1.8 m。差異顯著性分析結(jié)果顯示,漳州、廈門、泉州地區(qū)秋茄顯著高于莆田、福州、寧德地區(qū)秋茄,漳州到泉州地區(qū)秋茄的高度沒有顯著變化,莆田到寧德地區(qū)秋茄的高度也不存在顯著性差異(圖5Ⅰ)?;鶑椒矫妫闹莸貐^(qū)秋茄的基徑最大,達(dá)20 cm,廈門、泉州地區(qū)的秋茄基徑均為16 cm,莆田、福州地區(qū)的秋茄基徑均為14 cm,寧德地區(qū)秋茄的基徑最小,僅為12 cm。差異顯著性分析結(jié)果顯示,漳州地區(qū)秋茄的基徑顯著高于廈門、泉州、莆田、福州4個(gè)地區(qū)的秋茄,并且極顯著高于寧德地區(qū)的秋茄(圖5Ⅱ)。葉片面積方面,漳州、廈門、泉州地區(qū)秋茄葉片面積比較大,均為26~28 cm2,莆田、福州、寧德地區(qū)的秋茄葉片面積比較小,僅為12~16 cm2。差異顯著性分析結(jié)果顯示,漳州、廈門、泉州地區(qū)秋茄葉片面積顯著高于莆田、福州、寧德地區(qū)秋茄,漳州、廈門、泉州3個(gè)地區(qū)之間,秋茄的葉片面積沒有顯著差異,莆田、福州、寧德3個(gè)地區(qū)之間,秋茄的葉片面積也不存在顯著性差異(圖5Ⅲ)。長冠幅方面,漳州地區(qū)秋茄的長冠幅最大,約為2.4 m,顯著大于廈門、泉州、莆田、福州、寧德5個(gè)地區(qū)的秋茄(圖5Ⅳ)。

2.3秋茄形態(tài)特征與環(huán)境因子相關(guān)性分析對秋茄的6個(gè)形態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析(Detrended correspondence analysis,DCA),結(jié)果顯示4個(gè)排序軸中梯度最長為0.166(小于3),故約束性排序線性模型選RDA進(jìn)行分析。RDA分析結(jié)果顯示,前2個(gè)軸的特征值分別為0.964和0.036,前2軸秋茄形態(tài)特征與環(huán)境變量的相關(guān)系數(shù)都為1,很好地說明秋茄形態(tài)特征與環(huán)境變量之間的關(guān)系。排序圖第1軸可以明顯地反映出影響秋茄形態(tài)特征的環(huán)境因素為緯度、年均高溫、水溫、年均低溫以及年均雨量,且緯度與年均高溫、水溫、年均低溫3個(gè)因素呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),即隨緯度的增加,年均高溫、水溫、年均低溫均顯著降低。另一方面,秋茄的形態(tài)特征與年均高溫、水溫、年均低溫3個(gè)因素呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與緯度表現(xiàn)出顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),即隨著緯度的增加,年均高溫、水溫、年均低溫明顯降低,導(dǎo)致秋茄的形態(tài)特征發(fā)生明顯的減小[2](圖 6)。

注:KCD-秋茄;AC-桐花樹;AM-白骨壤。Note:KCD-Kandelia obovata;AC-Aegiceras corniculata;AM-Avicennia marina.圖4 泉州地區(qū)紅樹植物的形態(tài)特征Fig.4 Morphological characteristics of mangrove plants in Quanzhou

注:小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters mean the differences between various regions were significant(P<0.05).圖5 福建各地區(qū)秋茄的形態(tài)特征比較Fig.5 Comparison of morphological characteristics of K.obovata in coastal areas of Fujian Province

圖6 秋茄形態(tài)特征與環(huán)境因子的RDA排序結(jié)果Fig.6 RDA rank of morphological characteristics of K.obovata and environmental factors

2.4秋茄形態(tài)特征隨緯度梯度變化的關(guān)系根據(jù)秋茄形態(tài)特征與環(huán)境因子關(guān)系的分析結(jié)果,緯度是影響秋茄形態(tài)特征的主要直接因素,進(jìn)一步分析秋茄的各個(gè)形態(tài)指標(biāo)與緯度的線性關(guān)系,了解秋茄的生長情況。根據(jù)回歸方程擬合分析結(jié)果顯示(圖7,表2),福建省秋茄的株高、長冠幅、基徑以及葉片面積等形態(tài)指標(biāo)隨緯度的增加呈極顯著下降趨勢(P<0.01),符合回歸方程y=a/(1+be-cx),決定系數(shù)R均大于0.9,說明緯度變化是影響秋茄形態(tài)指標(biāo)的重要因素。緯度為25°是秋茄的高度和葉片面積下降的1個(gè)節(jié)點(diǎn)(圖7Ⅰ,Ⅲ),當(dāng)緯度小于25°時(shí),秋茄的高度和葉片面積下降趨勢比較平緩,當(dāng)緯度大于25°時(shí),秋茄的高度和葉片面積明顯降低;而秋茄的基徑和長冠幅表現(xiàn)出2個(gè)緯度節(jié)點(diǎn),即緯度為24°和27°,當(dāng)緯度為24°~27°時(shí),秋茄的基徑和長冠幅顯著小于生長在低緯度地區(qū)的秋茄(緯度小于24°),且其變化曲線比較平緩,當(dāng)緯度大于27°時(shí),秋茄的基徑和長冠幅又發(fā)生一次顯著下降(圖7Ⅱ、Ⅳ)。

圖7 秋茄形態(tài)特征與緯度(N)的關(guān)系Fig.7 Relation between morphological characteristics of K.obovata and latitude(N)

Table 2Linear regression analysis of morphological characteristics ofK.obovataand latitude(N)

指標(biāo)Indicator回歸方程Regressionequation決定系數(shù)RCoefficientofdeterminationP株高Plantheighty=1.11/(1-85.14e-0.20x)0.960.000冠幅Crownbreathy=1.58/(1-6968849.27e-0.70x)0.990.000基徑Basediame-tery=5.77/(1-9.99e-0.11x)0.980.000葉面積Leafareay=4.78/(1-5.90e-0.08x)0.950.000

3 結(jié)論

福建各地區(qū)紅樹植株的形態(tài)特征各不相同,原因可能是植物生長時(shí)間以及環(huán)境因素的影響導(dǎo)致[2]。

福建省紅樹植物秋茄形態(tài)指標(biāo)的主要影響因素是緯度、年均高溫、水溫、年均低溫,秋茄形態(tài)特征與緯度呈顯著負(fù)相關(guān),與年均高溫、水溫、年均低溫呈顯著正相關(guān),而緯度與年均高溫、水溫、年均低溫呈顯著負(fù)相關(guān),因此緯度是影響秋茄生長的根本因素[12]。隨緯度的增加,秋茄高度、基徑、葉片面積[13]、長冠幅跨度均逐漸減小,因?yàn)殡S著緯度的增加,氣溫逐漸降低,導(dǎo)致秋茄的形態(tài)特征發(fā)生萎縮[12]。差異顯著性分析結(jié)果顯示,秋茄株高、冠幅、葉片面積、基徑等從漳州到寧德都表現(xiàn)出顯著下降的趨勢?;貧w方程分析結(jié)果決定系數(shù)R均大于0.9,更進(jìn)一步說明了秋茄的形態(tài)指標(biāo)隨緯度增加而逐漸減小的趨勢[2]。

福建沿海地區(qū)恢復(fù)種植紅樹林應(yīng)考慮各地區(qū)的地理位置因素,選擇適合的樹種進(jìn)行引種種植,從而使紅樹林造林成功,獲得較好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益。

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Comparison of Morphological Characteristics of Mangrove Plants in Coastal Areas of Fujian Province

CHEN Guo-gui1, DAI Cong-jie2, LI Yuan-yue1*et al

(1. Key Laboratory of Marine Fisheries Resources and Environment of Fujian Province, Fisheries College, Jimei University, Xiamen, Fujian 361021; 2. College of Oceanography and Food Science, Quanzhou Normal University, Quanzhou, Fujian 362000)

[Objective] To compare morphological characteristics of mangrove plants in coastal areas of Fujian Province. [Method] From March to May in 2015, the morphological characteristics of mangrove plants over the age of 5 years in coastal areas of Fujian Province were investigated, and the relations with environmental factors were analyzed. [Result] The average height ofKandeliaobovata,AegicerascorniculataandAvicenniamarinain Fujian Province was about 2.0-3.0 m, and the base diameter was about 10-20 cm. The leaf area was about 10-30 cm2, and the crown breadth was about 2.0-3.0 m. [Conclusion] The morphological characteristics ofK.obovatain Fujian is mainly influenced by latitude and have significantly negative correlation with latitude.

Fujian Province; Mangrove forest; Morphological characteristics; Correlation

福建省海島、海岸帶管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(CIMTS-2014-02)。

陳國貴(1989- ),男,廣西崇左人,碩士研究生,研究方向:濱海生態(tài)。*通訊作者,副教授,碩士生導(dǎo)師,博士,從事海洋生態(tài)研究。

2016-05-31

S 718.42

A

0517-6611(2016)19-178-05

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