王萬勝

(上海市金山區(qū)海洋海塘管理所 上海 201508)

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上海大金山島植被資源狀況及保護(hù)對策

王萬勝

(上海市金山區(qū)海洋海塘管理所 上海 201508)

大金山島是上海海域存留天然植被較完整的海島,對其現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查和分析有助于制定具有針對性的海島植被保護(hù)策略。文章基于21個(gè)樣地的調(diào)查,將大金山島植被劃分為常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林、落葉灌叢和草叢5個(gè)植被類型14個(gè)群落類型。地帶性森林群落徑級結(jié)構(gòu)和物種多樣性特征分析表明,大金山島森林群落結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定、物種多樣性較高。為進(jìn)一步完善大金山島的植被保護(hù)措施,需加強(qiáng)植被分類與制圖、量化典型植物種群大小和分布特征、跟蹤管理大徑材樹木生長和健康狀況、開展植被和動(dòng)物綜合調(diào)查以及植被動(dòng)態(tài)長期監(jiān)測的研究和管理。

植被分類；地帶性森林；群落結(jié)構(gòu)；植被保護(hù)；海島生態(tài)

海島是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，兼有陸域、海域雙重特性，是發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)和實(shí)施海洋戰(zhàn)略的重要依托。同時(shí)，海島還是植被資源寶庫，包含特有植被類型和生物種類，生物多樣性高，具有重要的研究和保護(hù)價(jià)值。

大金山島(121°25′E，30°41′30″N)地處上海西南角的杭州灣中，面積為0.229 km2，位于中亞熱帶北緣，受東南季風(fēng)及太平洋暖濕氣團(tuán)的影響，屬于海洋性氣候，溫和濕潤，四季分明；島上亞熱帶地帶性植被保存良好，植物種類多樣，以半自然和自然植被為主；1978年駐島部隊(duì)撤離后島上植被逐漸恢復(fù)，并進(jìn)入次生演替階段而繼續(xù)發(fā)展。

大金山島于1993年被列入三島海洋生態(tài)自然保護(hù)區(qū)后，學(xué)者對其植被資源的調(diào)查研究逐漸增多。達(dá)良俊等[1]從群落外貌上將大金山島植被劃分為常綠闊葉林、落葉闊葉林、灌木林以及灌草叢和草甸；楊永川等[2]從科、屬地理成分2個(gè)方面分析大金山島的植物區(qū)系特點(diǎn)；朱春玲等[3]認(rèn)為大金山島植被正在逐步向地帶性森林植被類型——以殼斗科植物(青岡)為主的群落類型緩慢演替。

大金山島是上海地區(qū)野生植物資源最豐富的地方，也是上海最大的鄉(xiāng)土植物基因庫，其中不乏珍稀植物，如天竺桂與舟山新木姜子均為國家二級保護(hù)植物，而青岡和紅楠群落是大金山島保存較為完好的地帶性植被。為全面評估大金山島植被的結(jié)構(gòu)特征，從而完善管理措施，本研究對大金山島的植被類型開展進(jìn)一步調(diào)查，重點(diǎn)分析地帶性植物群落的結(jié)構(gòu)特征，旨在為大金山島的生物多樣性和地帶性植被保護(hù)提供依據(jù)。

1 植被調(diào)查和分類

本研究于2016年7—10月分2次對大金山島的植被資源進(jìn)行全面調(diào)查。在踏查的基礎(chǔ)上，按照植被外貌和物種組成的典型性、代表性和均勻性選擇21個(gè)調(diào)查樣地。調(diào)查采用典型樣地法與統(tǒng)計(jì)樣方法相結(jié)合的方式，其中對于具有典型意義的青岡群落、天竺桂群落和絲棉木群落的5個(gè)樣地采用統(tǒng)計(jì)樣方法調(diào)查，其他群落類型的16個(gè)樣地按照典型樣地法調(diào)查。

在植被研究中，典型樣地法是法瑞學(xué)派通常采用的調(diào)查方法，無須每木登記，不必嚴(yán)格測定樣方面積，樣地設(shè)置比較靈活。調(diào)查內(nèi)容包括登記樣地內(nèi)植物種類及其多蓋度，詳細(xì)記錄群落名稱、群落分層情況(層數(shù)和各層高度)、物種數(shù)量、物種多聚度等，在本次調(diào)查中主要用于構(gòu)樹、野桐、白檀、麻櫟、樸樹、黃檀、烏桕、黃連木、海桐和五節(jié)芒群落等(表1)。

統(tǒng)計(jì)樣方法是英美學(xué)派通常采用的群落調(diào)查方法，需要逐木調(diào)查樣地內(nèi)的每個(gè)植物個(gè)體；對樣地面積的設(shè)置也有一定的要求，通常依據(jù)最小面積法則，森林樣方一般采用20 m×20 m，灌叢樣方為10 m×10 m。根據(jù)實(shí)際情況，在本次調(diào)查期間共計(jì)調(diào)查1個(gè)20 m×40 m青岡群落、1個(gè)10 m×40 m青岡群落、1個(gè)20 m×20 m青岡群落、1個(gè)20 m×20 m絲棉木群落和1個(gè)10 m×20 m天竺桂群落(表1)。調(diào)查內(nèi)容包括每木調(diào)查樣地內(nèi)所有胸徑大于1 cm的木本植物的基徑、胸徑、樹高、枝下高、葉下高、樹冠面積以及局部空間坐標(biāo)，同時(shí)記錄樣地的環(huán)境特征，包括地形、地貌、海拔、坡度和坡向等；估測樣地內(nèi)喬木層和灌木層的平均高度和平均郁閉度；樣地中的草本層也有詳細(xì)調(diào)查，記錄草本群落的名稱、物種、聚集度-多優(yōu)度、蓋度以及平均高度等。

基于21個(gè)調(diào)查樣地，依據(jù)植被外貌和結(jié)構(gòu)特征，用Ellenberg的列表法和雙向指示種分析法(TWINSPAN)初步劃分大金山島的植被類型。具體來說，將所有調(diào)查數(shù)據(jù)按層計(jì)算每個(gè)種的相對重要值，先用Ellenberg的列表法對整個(gè)群落類型進(jìn)行劃分，再用雙向指示種分析法對樣地進(jìn)行數(shù)量分類。

參照2個(gè)方面的結(jié)果，按照植被的分類單位，高級單位以生態(tài)外貌原則為主，中低級單位以區(qū)系原則為主，兼顧優(yōu)勢種和鑒別種在分類中的作用，將大金山島植被劃分為常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林、落葉灌叢和草叢5個(gè)植被類型(高級單位)，都屬于自然或半自然植被。其中，常綠闊葉林是大金山島主要的植被類型，包括青岡群落和天竺桂群落，青岡群落是該島的優(yōu)勢群落，分布范圍較廣，幾乎占據(jù)全部島體山脊兩側(cè)；常綠落葉闊葉混交林主要包括椿葉花椒-海桐群落，分布在靠近海邊的區(qū)域，抗風(fēng)性較強(qiáng)；落葉闊葉林是大金山島植被的主體，主要群落類型包括樸樹群落和野桐群落，其余為絲棉木-構(gòu)樹群落、黃連木-桑樹群落、黃檀群落、白檀群落和構(gòu)樹群落，這些群落以小塊區(qū)域鑲嵌在大金山島，呈破碎化分布，群落結(jié)構(gòu)簡單，物種多樣性低，穩(wěn)定性和恢復(fù)力較低；落葉灌叢主要有樸樹和野桐灌叢，分布區(qū)域狹小；主要的草叢有霹靂草叢和五節(jié)芒草叢，分布在海拔較低的灘涂中，生長環(huán)境較惡劣。

表1 大金山島植被調(diào)查樣地特征

2 地帶性植物群落的徑級結(jié)構(gòu)

大金山島地帶性植被主要以天然次生林為主，大多數(shù)植物呈中小徑級，但也有一些遺存的大樹，其主要植物群落的胸徑級分布如圖1所示。其中，青岡群落1、青岡群落3、絲棉木群落和天竺桂群落的胸徑級分布呈“L”型，屬于生長型，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；青岡群落2的胸徑級分布呈“U”型，群落結(jié)構(gòu)不是太穩(wěn)定，缺少中徑級的樹種。青岡群落1、青岡群落3、絲棉木群落中的小徑級(0<胸徑<16 cm)植物占絕大多數(shù)，表明其后代更新充足；大樹(胸徑>40 cm)分布較多的是青岡群落2，主要遺存的大樹是青岡；絲棉木群落和天竺桂群落中遺存的大樹很少，物種相對單一，分布稀疏。整體看來，大金山島群落結(jié)構(gòu)相對合理，但還需進(jìn)一步優(yōu)化，以提高植被的質(zhì)量。

圖1 大金山島地帶性森林群落的胸徑級分布

續(xù)圖1 大金山島地帶性森林群落的胸徑級分布

3 地帶性植物群落的物種多樣性

大金山島地帶性植物群落的物種多樣性特征顯示(圖2)，物種豐富度由大到小依次為青岡群落1、絲棉木群落、青岡群落3、青岡群落2、天竺桂群落，其中物種豐富度最大的是青岡群落1(16)；植株平均密度由大到小依次為青岡群落3、天竺桂群落、青岡群落1、絲棉木群落、青岡群落2，其中平均密度最大的是青岡群落3(0.553株/m2)，最小的是青岡群落2(0.173株/m2)；Pielou均勻度指數(shù)最大的是天竺桂群落(0.788)，最小的是青岡群落1(0.629)，即天竺桂群落中的物種分布最均勻、青岡群落1中的物種分布不均勻；Shannon-Wiener指數(shù)由大到小依次為絲棉木群落、青岡群落1、天竺桂群落、青岡群落3、青岡群落2，其中絲棉木群落為0.825、青岡群落2為0.584，即絲棉木群落的多樣性最高、青岡群落2最低。

Ⅰ：青岡群落1；Ⅱ：青岡群落2；Ⅲ：青岡群落3；Ⅳ：絲棉木群落；Ⅴ：天竺桂群落。圖2 大金山島地帶性森林群落的物種多樣性

4 植被資源保護(hù)對策

大金山島完好保存著上海唯一的地帶性自然植被——常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林，這在高度城市化的長三角海島中實(shí)屬罕見。從某種程度上說，大金山島保存的良好植被和物種資源是上海這個(gè)國際大都市彌足珍貴的一張自然資源名片。以大金山島為代表的三島海洋生態(tài)自然保護(hù)區(qū)既是華東沿海海島生物多樣性的集中展示區(qū)，也是上海市海上生態(tài)屏障之一，還是評估上海生態(tài)環(huán)境效益的生態(tài)本底和環(huán)境背景[4]，更是新時(shí)期生態(tài)文明建設(shè)的樣板以及評估“青山綠水就是金山銀山”的研究實(shí)踐區(qū)。

長期以來，三島海洋生態(tài)自然保護(hù)區(qū)已組織科研人員對大金山島的動(dòng)植物物種進(jìn)行多次普查，已基本建立比較詳細(xì)齊全的物種名錄，還對島上植被類型進(jìn)行初步調(diào)查和分析。然而目前缺乏針對島陸植物群落和生態(tài)系統(tǒng)各要素的綜合調(diào)查研究，尤其是不同地點(diǎn)植物群落類型、物種組成和典型植物種群大小、動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)、土壤理化性質(zhì)和地形地貌等生境特征的綜合調(diào)查以及相應(yīng)的信息處理系統(tǒng)的建設(shè)[5]；這些薄弱環(huán)節(jié)在一定程度上制約保護(hù)區(qū)業(yè)務(wù)和科研水平的提升，也不利于科普工作的開展?；诒敬沃脖徽{(diào)查和群落結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，建議加強(qiáng)5個(gè)方面的工作，從而更好地為大金山島的植被資源保護(hù)服務(wù)。

4.1 進(jìn)行更細(xì)致的植被分類與植被制圖

按照地形和植物群落類型一致性的原則，劃分覆蓋全島的植被分布小班網(wǎng)絡(luò)，調(diào)查每個(gè)小班中的植物群落類型、種類組成、物種優(yōu)勢度和群落結(jié)構(gòu)等特征，落實(shí)全島每個(gè)植被小班的群落類型和相應(yīng)群落結(jié)構(gòu)特征，建立大金山島植被資源數(shù)據(jù)庫，并繪制大金山島植物群落類型分布圖。建立針對全島每個(gè)小班的植被、植物群落類型、物種組成和群落結(jié)構(gòu)的臺賬和登記系統(tǒng)，從而徹底摸清植被資源的數(shù)量和分布特征，再通過繪制植被圖以及建立數(shù)據(jù)庫和信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全島植被資源的信息化管理和評估，為將來制定具有針對性的保護(hù)措施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)行平臺保障。

4.2 確定典型植物種群大小和分布特征

選擇典型地帶性植物青岡、天竺桂、紅楠、舟山新木姜子、絲棉木、豆梨、麻櫟等，全面調(diào)查其分布地點(diǎn)、數(shù)量、個(gè)體大小、幼苗庫等特征并進(jìn)行空間定位，以此構(gòu)建大金山島典型植物種群分布和數(shù)量特征數(shù)據(jù)庫、編制各物種的種群結(jié)構(gòu)特征信息表以及提供種群增長或衰退態(tài)勢分析和評估報(bào)告。通過大金山島典型植物種群特征調(diào)查，全面掌握島上典型植物的種群數(shù)量、大小分布、世代組成和分布地點(diǎn)，并預(yù)測其可能的消長趨勢，從而提出相應(yīng)管理和保護(hù)措施[6]。

4.3 加強(qiáng)大徑材樹木生長和健康狀況管理

清點(diǎn)大金山島大徑材(胸徑>20 cm)樹木資源，按物種逐株定位其地理坐標(biāo)，調(diào)查其長勢和健康狀況，主要包括樹齡、生長構(gòu)型(樹高、冠徑、完整性)、枝葉稠密度、比葉面積、樹皮厚度和完整性、樹洞比例、枯枝比、病蟲害脅迫程度以及分布生境特征等。建立大徑材樹木生長健康狀況檔案以及大徑材樹木生長表現(xiàn)和健康狀況信息管理系統(tǒng)，編制大徑材樹木保護(hù)方案。實(shí)現(xiàn)對年齡較大樹木的健康體檢，并建立“一樹一檔”的健康檔案，提出“一樹一議”的精細(xì)化保護(hù)方式。

4.4 統(tǒng)籌植被和動(dòng)物綜合調(diào)查

按照植被調(diào)查的群落類型，分4個(gè)季度調(diào)查各群落類型中兩棲類、爬行類、獸類、鳥類、節(jié)肢動(dòng)物以及土壤動(dòng)物的種類和數(shù)量，落實(shí)與不同生境各植物群落類型相匹配的動(dòng)物各類群的種類組成和動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)特征。繪制群落內(nèi)土壤動(dòng)物的分布圖譜，建立海島動(dòng)物信息數(shù)據(jù)庫和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全島動(dòng)植物資源的信息化管理和評估，為制定具有針對性的保護(hù)措施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)行平臺保障。

4.5 開展植被動(dòng)態(tài)長期監(jiān)測

大金山島保存著上海唯一的地帶性自然植被——常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林，具有生物多樣性集中示范意義。在大金山島建立植被長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測站點(diǎn)，不僅可以彌補(bǔ)海島植被動(dòng)態(tài)樣地建設(shè)的不足，而且可以通過跟蹤樹木生長、死亡和更新狀況評估和預(yù)測植被演變趨勢[7]；通過分析群落特征為上海城市近自然森林恢復(fù)提供群落結(jié)構(gòu)模式，此外通過后續(xù)跟蹤數(shù)據(jù)的積累反演大金山島植被的歷史并預(yù)測未來發(fā)展態(tài)勢。

[1] 達(dá)良俊,楊永川,陳燕萍.上海大金山島的自然植物群落多樣性[J].城鎮(zhèn)綠化,2004,2(3):22-25.

[2] 楊永川,達(dá)良俊,秦祥堃.上海大金山島種子植物區(qū)系的研究[J].武漢植物學(xué)研究,2002,20(6):433-437.

[3] 朱春玲,韓玉潔,謝錦忠,等.上海大金山島森林群落調(diào)查與特征分析[J].林業(yè)科技開發(fā),2008,22(6):57-59.

[4] 杜運(yùn)才,王萬勝.金山三島陸域生態(tài)系統(tǒng)健康狀況分析評價(jià)[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2016,28(5):39-42.

[5] 王萬勝,杜運(yùn)才.上海金山區(qū)海岸濕地現(xiàn)狀及生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制探討[J].濕地科學(xué)與管理,2016,12(2):56-58.

[6] 陳艷,沈浪,應(yīng)向陽.中國大陸青岡分布區(qū)東緣大金山島種群種子形態(tài)變異[J].廣西植物,2007,27(4):555-559.

[7] 宋永昌,閻恩榮,宋坤.中國常綠闊葉林八大動(dòng)態(tài)監(jiān)測樣地植被的綜合比較[J].生物多樣性,2015(2):139-148.

Vegetation Resources and Protection Strategies of Dajinshan Island in Shanghai

WANG Wansheng

(Jinshan Ocean and Coast Management Institute，Shanghai 201508，China)

Dajinshan island is a relatively intact area protected to natural vegetation in Shanghai surrounding sea area.Investigation on current situation of vegetation will be helpful to formulate island plant targeted protection strategies.Based on 21 surveyed plots,the vegetation in Dajinshan island was classified to 5 vegetation types,including evergreen broadleaved forest,evergreen and deciduous mixed broadleaved forest,deciduous broadleaved forest,deciduous shrubs and grassland,as well as 14 community types.The results of size class distribution and species diversity indicated that community structure was relative stable and species were abundant across the zone forest communities.In order to improve the protect strategy of vegetation in Dajinshan island,the next necessary step is to strengthen research and management by focusing on vegetation classification and mapping,quantification of population size and distribution of typical plant species,tracking management of growth and health for large size trees,synthetical investigation between vegetation and zoo,and long-term monitoring vegetation dynamics.

Vegetation classification,Zone forest,Community structure,Vegetation protection,Island ecology

2017-03-01；

2017-05-11

國家自然基金項(xiàng)目“常綠闊葉林的植物水分生態(tài)位分離與群落構(gòu)建機(jī)理”(31670438)；國家海洋局海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“海島植物物種多樣性保護(hù)及生態(tài)優(yōu)化技術(shù)示范應(yīng)用”(201505009).

王萬勝，工程師，研究方向?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境生態(tài)和河口海岸學(xué)，電子信箱：wws032@163.com

Q148；P74

A

1005-9857(2017)06-0040-06