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第l9卷第3期
1 999年5月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA S1NICA
Vo1．19，No．3
M ay。l 999
五指山保护区生态环境质量评价研究
孙玉军 王效科L／王如松
(中国科学院生志环境研究中心系统 生志开放研究室 北京 100080)
竽
／)／
摘要 五指山自然保护区是当今世界热带雨林保护较为完整的区域 是具有典型热带特 征的 自然生态系统
通过设置0．06～0．10hm 的佯方进行谓查与线路调查 ．对该 区的土壤、植被、生态 系统 物种多样性、动物等
主要生态环境因于进行了分析评价 认为该区属区域生态环境脆弱的地带 ，生态服务功能敏感性强 在此基
础上。提出区域的有序开发与环境保护协调发展的基本思路
关键调 整! ’兰兰竺兰!兰，要： ，三 自 保
THE CHARACTERISTICS 0F EC0一ENVIRoNM ENTAL
QUALITY IN FIVE—FINGER M0UNTAIN NATURE RESERVE
SUN Yu—Jun W ANG Xiao—Ke W ANG Ru—Song
(Department of S stem EcologytResearch Center for E∞ Em t Sc onces
the( ⋯ Academy of Sci~ es，Beijingt100080．China)
Abstract There are natural eco—systems with typical tropic characteristics in the Five—
Finger M ountain Nature Reserve．In it there are relative complete tropic rain—forests with
the sample plots with 0．O6～ 0．1Ohm。and sample line methods．the main eco—environmen
tal factors such as soil，vegetation，eco—systems，species—diversity and animals were ana—
lyzed and evaluated．It was proved that eco—environment in the region was weak and eco—
service function was very sensitive．Therefore com patible development combining explo—
ration in order with environment protection should be pay attention．
Key words tropical rain forests，regional eco—environment，quality evaluation，Five—Finger
M ountain Nature Reserve．
五指山 自然保护区位于海南岛中部山区。北纬l8。45 20 ～l8。58 54 ，东经109 39 38 ～109。47 50 面积
13435hm 。是海南岛面积最大 的 自然保护区，也是当今世界热带 山地原 始林 区保护较为完整的区域 。是热
带具有代表性的自然生态系统、自然博物馆，也是一个宝贵的自然资源库。它蕴藏着极其丰富的热带原始
森林资源。保护好当地 自然资源 ，进行环境监测与评价，对维 护其环境健康 ，保护和发展珍 贵的生物资源，
实现包括自然保护区在内的社区可持续发展 ，具有十分重要的理论意义和实践意义。
五指山在大地构造上位于西太平洋地壳构造不同发展阶段 的大陆边缘区 ，属澳大利亚稳定陆壳破碎
* 海南省 国土海洋环境资源厅资助项 目的部分研究内容 参 加丹业厦部分研 究工作的还有安树青、黄世 满
吴 刚、胡 聃、肖 寒、王寿兵、史海涛等同志、特此致谢
收稿日期 190B 10—30，修改稿收到 日期：1999—01 04。
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生 态 学 报 l9卷
沉陷的南海一印支地 台弧悬于南海之中的海南隆起的五指山地体．其地 貌分为中山陡坡火山地貌和低山经
入岩体构造地貌两大类型。全年 只照 时数为全 岛最少 ，只有 1700~1900h=年 均气温为全岛最低 ，山脚 F
22．4℃，海拔1867．1m 的五指山最高峰为11～12 c．相 当于暖温带性气候 。五指山是世界上 同纬度地 区巾
降雨最多、水资源丰富的地 区之一 =终年高湿 ，年平均相对湿 度在84 ～86 ，各坡向差别不丈 。年平均雨
量在8000~3000ram 之间。各坡向差异也不明显。年中降水量集中在8～10月，这3个月的降水量约 占年雨量
的50 左右 。雨 日、雨 量、云雾以及湿度均 居垒岛之首 。雾 日也是全 岛最 多的地区之一 ，年平均 雾 日多达
103d 五指山峰峦连绵 ，山高坡陡 ，从山脚到 山顶 ，相对高差达1200m 以 七。山地气候垂直变化。这些决定了
保护区生态环境变化的 一系列特征。
1 生态系统类型调查评价
保护 区森林 资源丰富，植物种类繁多。野生植物共有3800多种，隶属233科1000个裙，特有种属有 卜余
个，本地的乔灌木有l11科 ，树种达1400多种 ，集中了海南岛许多植物树种。。 。据《海南保护植物 名录》记载．
五指山 自然保护医珍稀濒危植物自 ：
国家 一级保护植物(1种 _垌生桫椤 IAlsophda tatebro．~a)。
国家二级保护植物(6种) 野荔枝(Litchi chinensis var．cusponta~ea)、皱皮油丹(Atseodaphne ugosa1、
坡垒(Hoped hainanensis)、囊瓣术(Saccopetalura proliflcum)、观光术(T．soongiodendron odorum)、海南粗榧
(Cephalotaxus mannii)。
国 家 三 级 保 护 幢 物 (10种 ) 海 南 翠 柏 (Calocedrus hainanensis)、海 南 罗 汉 舱 【Podo~arpus
annamiensis)、海南石梓(Graelina hainanensis)、乐东拟单性木 兰(Parakmeria lotungensis)、龙眼 (Dimc~ar-
pus longa)、陆均轮(Dacrydmm pierrei)、降香黄檀 (Dalbergia hainanensis)、青皮(Vatica manguchapoi)、土
沉香(Aquitaria sinensis)、蝴蝶树(Tarrietia parvi．fo m)
本次调查沿海拔设置大样方7十 。面积0．06～0．1Ohm 不等。在每十大样方 中设1×lm 小样方4个(样方
设计原理见参考文献 )，进行生物及环境因子调查。根据样方调查结果，参考其他学者提供的样方资料 ．
结合美国陆地卫星遥感资料的分析，调查惮带上天然植被相应形成的热带山地雨林有山硬矮林、中山雨
林 、低山雨林等类型。并有野荔枝等保护植物分布；
1．1 山顶矮林
分布在海拔1500m以上的山顶 气温低、温差大、蒸发强、雾多、湿度大、土层薄、地表多覆盖着5cm的
苔藓层。矮林树种组成较简单 。林分高度相对较低，6～lOm左右 ，个别松树植株可达12～1 5m。胸径通常为5
~ 20cm，分枝低、干形弯 曲，树皮厚粗+叶小、群落结构简单 ，林冠稀疏，上层乔木尤为稀疏．下层多为灌木或
竹类 ，林间常有草丛或小块草地 ，地表和树干上常附一层很厚的苔藓，还有少数附生植物。主要树种有五裂
木(Pantap lax euryoides)、冬 青(Llex angulala)、蒲桃 (Syzygium araiocladum)等 ，此外还 有广东论(Pi一
w kwangtungensis)、海南五针梧(Pinus yenzeliana)等针叶树。
1．2 中山雨林
分布于低 山雨林垂直分布带之上的山坡上 ，从海拔i000~11OOm 开始，随海拔 升高向山顶矮林过 渡。
生境特点是气温低，湿度大+常风大，土层较薄，岩石裸露较多，因此，局部地方土壤较干燥。树高约20m·个
别植株超过25m。外貌基本上常绿 。但林冠 比低 山雨林稀疏，树干趋 向粗矮而分枝低 。乔木胸径 般为40crn
左右。巨型树较少+群落中蕨类和苔藓植物极繁茂 ．裸子植物和竹类 比较多 =乔木一般分两层，主要有陆均
轮、五裂木、琼崖河(Lithocarpua yenzetianus)等 裸子植物种类 主要有广东松，海南五针橙等
1．3 低山雨林
主要分布于中山区低海拔的山坡上，分布区云雾大而空气湿润。气温较低。蒸发量较小。群落高度25～
30m，十别植株超过30m。乔木一般分两层 树冠 茂密郁闭度较高 。林 内阴暗、潮湿 ，树干挺直，有附生的地衣
等低等植物=群落成分 以热带山地的常绿性 闻叶树为主 ．上层乔木以山毛棒科、樟科 、荼科植物占优势 。主
要 树种有陆均桧 、短叶罗汉 格(Podocarpus brevifolius)、山海常(Aitingia obovata)、子荆 (Madhuca haina一
肿”sis)、油丹(Alseodaphne hainanensis)等 下层乔木以樟科 占优势 。
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3期 孙 l 等：五指 山保护区生态环境质量评竹研究 367
1．4 保护植物出现频率 及风陵等级分析
样方 l匈有国家_二级保护植物1种 ：野荔枝；国家 三级保护植物5种：蝴蝶树、海南石梓、广东橙 、乐东拟单
性年=兰、陆均樵 。这6个种在凋查样方中出现 的频率都很低，陆均舱出现在3个样方 ·其余5个种只在1个样方
中出捌。从 每个样方出理的保护埴物 株数 看，乐东拟单性 术兰在同一样方中发觋5株，其余5个种在同一岸
方中都只篮现l株。据此．得出这6种保护植物在当地遭受干扰的风险等级(表1)。
表 l 样方内保护植物的频率和风险等级
T~tb]e 1 Frequency and risk class of protected p】ant in the ots
2 动物调查及评价
据 当地资料记载，五指 山自然保护区野 生动物 资源丰富 ，种粪 繁多，已查明的陆柄脊椎动物173种，占
全岛总数 (561种)的31 ，其中兽类43种，占全岛 数(176种)的57 ；鸟类118种，占总数(344种)的34 ；
两栖侣行类l2种，此外 ，还有鱼类39种 。
本研究采用沿线调查方法 ，对动物活动情况进行了调查和分析 。共统计到两栖纲动物 、鸟类 、兽类共计
1 g种。爬行纲动物未遇到(见表2)。
表2 动物调查结果与分析
Tahie 2 Tire result of wild tnimtI Investtgatiou and analysis
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368 牛 态 学 报 19卷
由于调查路线沿山间小路，加之调查季节气温较低 ，两栖 行动物活动偏少 ．因此 ，遇见率偏低 。而兽
类大 多机警 ，很少活动于』、类出没较频繁的遭路附近 ．同时多为夜间活动．因此遇见率及痕迹发现率也偏
低。所 以．与当地物种志的记载相比较．本文只调查并分析 了具有当地代表性的易见动物种的生活 习性
鸟类所见种类为常见小型鸟类 ．大多在海南岛山区分布广‘泛 灰眶雀鹛 为优势种。其 中山拟啄木鸟和
小白腰雨燕的统计宽度 为100m(其它种为30m)。
动韧的分布与自然景观条件 (地貌 、气候、水文 、土壤 、植韧等 )有着不可分割的关系，其中尤以植物最
为重要 。一方面植被作为体现地形、气候 、土壤等其他 自然环境的综合体 ．既是动韧的隐蔽条件 ，又是动物
直接或闻接 的食料 ，植韧是动韧赖 生存的决 定因素，动物的分 布与植物 的地理分布有着十分 密切的关
系。另一方面 ，由于动韧迁徙力强 ，具有较大的生态可塑性 ．能适应多种类似的环境 ，所 即使在同一景观
中，动物的种类也不是完全相同，同一种动物 ，有时出现在不同的景观中。
3 土壤环境质量调查和评价
五指山保护 区地表基本 _为热带森林所覆盖。根据调查笈现(表3)，在700～1800m 海拔高度的山体上，
土壤基本被山地雨林和 山顶矮林所覆盖．除个别地段受人为干扰破坏严 重，部闭度较低外，其它郁闭度都
较高 森林茂 密，物种丰富，呈多层结构．这种独特的地理 环境与地被特 征导致 了其生态眼务能力的特殊
性 ．森林保土能力强、水源滴 养能力大 =终年河水不断的河沟主要 有五指 山河 、新坝挡淘 、冲荣淘 、林 丁
淘 、园湾 淘、什亲淘、南牙生沟、南流河、走水沟、南跑 沟、老郎沟、南冲沟、南开淘、南卡淘等16条河淘 =发源
于五指 山的3条较大河流 ．万泉河 ，集水面积 为3696km’，长1 57kin．万泉河的支流太平溪发源 于五指 山三 角
岭 {昌化江 ，集水面积51 50kin ，长231．6km{南渡江的支流也有发源于五指山保护区的。森林 生态系统的水
源涵养功能主要表现在没有水利设旌的情况下 ，遇到暴雨避免山洪暴发造成水灾 ，或者遇到步雨季节或年
份避免旱灾 。避免水土流失。改善土壤结构。可以通过多年观{喱I的资料来对这种灾 害的减少怍定量的价值
评估 。
采集了属于不同土壤类型的7个土壤样品，并测定了各土壤样品的主要物理和化学性质 各样方及土
壤样 品的基本属性见表3。
表3 土壤调查样地
Table 3 The soil—survey plots
3 1 沿线土壤类型描述
沿线主要有黄壤、赤红壤和山地灌丛草甸土。
黄壤土层相对较厚，可达lm．质地偏砂．渗透性强，分布在海拔?00m以上。粘土砂物组成以高岭石占
优 。活性铝含量高。土壤呈酸性反应 黄壤叉可分为山地黄壤和山地淋溶黄壤 。其中山地黄壤是主要土壤类
型 ，分布于7o0～1600m 海拔区 。地势高，云雾较多，日照较步，降水充沛，相对湿度大，年平均气温23．6C，
年降雨 量2310mm。年蒸发量187lmm，土 层湿，表层松软．易碎 ．块状结掏 ，石砾选30 左右 。山地淋溶黄壤
分布于海拔700m 以上的平缓 山坡和 山顶 。林内环境 比黄壤更湿 ，地表有橙厚的苔藓及枯枝落叶层 ，土层层
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3期 孙玉军等 ：五指 山保护区生态环境质量评价研究 369
院分明 ，呈块状棱状结掏 ，粘粒下 移现象 明显。
赤红壤分布于?00m “下的低山和丘 陵地区，非地带性类型。
山地灌丛草甸土分布在海拔1600m 上，其成土母岩为粉砂岩，砂质板岩风化残积物 ，粒状结构明显，
但淀积层发育不明显，且夹有大量半风化的岩石碎片。
3．2 土 壤物 理性 状
由涮定结果可以看出，由于山地坡度较大，土层厚度鞍小．石砾含量较高，有些土壤石砾含量达25％～
50 ，达到粗砂性土的标准。从各类土壤的机械组成 (表4)看出 ，3种土壤类型中物理性砂 粒都 占了55
上 。圜此 ，土壤质地均为中壤土。
表4 各土壤的机械组成 ( )
Tahie 4 SoiI texture
3．3 土壤化学性状
土壤化学分析结果(表5)表 明，各土类土壤 皆呈酸性 ，其 pH值从 山下 向山上逐渐递减。土壤有机质含
量 为2．41％～l0．22 ，不同土类之间差异较大 ，除高 山港丛草甸土外 ，其它土类有机质含量不高。从土壤
长效养分来看 ，全氮含量0．1D ～o．39 ，由山下的赤红壤逐渐递增到 山顶 的灌丛草 甸土 。全磷 和全钾 的
含量分别为0．19 ～O．03 和0．74 ～1．73 ，其变化是从山顶的港丛草甸土逐渐递增到 山下赤红壤。
速效氮、速效磷和速效钾的含量分别为161．3～481．1mg／kg、0．87～2．3rag~kg和67．8～104．5mg／kg，
速效氮和速效磷的变化由山下向山顶逐渐递减，位于山地中部的黄壤的速效钾较低
表5 各土壤类型的主要化学性质
Table 5 The main chemical natures of 3 types of soils
④Laterltlc red earth} Yelow earth；④Scruhby meadow soi【
4 物种多样性调查和评价
物种多样性指数是反映物种丰富程度和生态系统保护价值的一个重要指标，有多种计算方法 ] 采用
Shannon．Wiener指数分别样方计算 ，然后按森林类型进行 归并 ，得出主要森林生态系统类型的物种多样性
指数 (表6)。
由表6可以看 出，3种 主要森林类型的物种 数均较丰富 山顶矮 林、中山雨林和低山雨林 的物种 数分别
为37种 、31种和51种，其中乔木层物种数分别 为15、l7、2O种 ，林 下物种数分别为22 14、31种 生物 多样性指
数分别为2．O6、1．78和 1．63。
5 结语
海南五指山自然保护区是 我国少有的几个热带 山地雨林 生态系统保护 区，其结构功能完整 ，物种多样
性高 ，是海南岛的天然屏 障和大多数水 系的源头 ，在调节气候 、涵养水源 、防风固沙、保持水土等方面具有
重要 的生态服务功能。通过生态学调查 、遥感 图像处理等手段 ，运用系统分析模型系统评价了五指 山热带
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37O 生 忘 学 报 19卷
雨林生卷系统的生态环境和 多样性特征。认 为该区属 域生态环境腑弱的地带 ，生巷服 务功能敏感性强
匿域的有序开发应与环境保护相协调 ，促进社区可持续发展。
表6 3种植被类型的物种多样性指数
Table 6 Index of spe cies—diversity oR different forest types
①Short forest on Top oaf mountain；②Rain forest at middle moumain；⑨Rain forest at lower~lountain
参 考 文 献
海南岛太农业建设与生态平衡学术考察团自然保护 区课题组．海 南岛的 自然保护 与自然保护区．见：中国海南岛大
农业建设与生志平 衡论文选集编辑委员会编．中国海南岛大农业建设 与生志平 衡论文选 集 北京：科学出版社．
1987．447～ 455
关毓秀主编．}则树学．北京 中国林业出版社 ．1995
Eugene P Odum著．孙儒诛 ，等译．生态学基础．北京 ：凡民教育出版仕 ，1981
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