我国的热带珊瑚岛位于南海,包括东沙群岛、中沙群岛、西沙群岛和南沙群岛。珊瑚岛是由海底石灰岩基质上聚生珊瑚虫,并由这些珊瑚虫的骨骼依附于基质,和贝类等海洋生物遗骸共同经过地壳沉降和升起、生物沉积而逐步形成的。我国热带珊瑚岛最大的岛屿是西沙的永兴岛,面积 1.85km 2 ,海拔 4~5m。受海潮和风浪影响以及珊瑚岛土壤的限制,岛上自然植被不易形成(任海 等,2017)。
南海属于热带海洋,海水表层温度 25~28°C ,海水含盐量 3.5%,海水能见度大,这是珊瑚虫适宜的繁衍生息之地。我国的热带珊瑚岛就是由这些小珊瑚虫的骨骼依附在这些海底基质上经过多次地壳上升和下降活动逐步升出海面而形成的海岛(广东省植物研究所西沙群岛植物调查队,1977)。其中,西沙群岛的珊瑚岛是在第四纪初期或中期以后逐步发展起来,最后升出海面的。现在仍然有许多暗礁继续以每年升高约 1cm的速度发展。永兴岛和东岛等就是从环形暗礁进一步发育而成的。它们多呈椭圆形,中央部分稍低,边缘略高,往外侧有一条狭长的沙滩,接着是平缓的海漫滩,向四周延伸开去,构成宽约1~2km的礁盘,在退潮时低潮线离海滩约 400~600m,礁盘的外缘常急剧下降到 1200m以下的深海。年代较短的环形礁盘往往是马蹄形,它们有的已升出海面,偶有一个宽度不等的缺口,中央部分仍然被海水所淹没。另一些环形礁盘还没有升出海面,仍然淹没在低潮线之下,被称为暗礁或暗沙(张宏达,1974)。
我国热带珊瑚岛地势低平,海拔高度一般在 3~8m之间。西沙群岛的石岛是我国热带珊瑚岛的最高点,海拔为 13.8m。在海浪的推动下,珊瑚碎屑沙砾、珊瑚沙等堆积于海岛周围,形成略高于内部平原的沙丘、沙堤,以及特殊的碟形地貌(海南省海洋厅调查领导小组,1999)。相应地,石岛的植被也略有特色,比如逸生耐旱植物仙人掌在干旱向阳的边坡上成片生长。
珊瑚岛的基岩是石灰质,成土母质比较单纯,主要由珊瑚和贝壳的残体碎屑所组成。由于珊瑚岛形成的年代短暂,成土过程尚处于开始阶段,岛上缺乏成熟的土壤。面积稍大一点的珊瑚岛上部通常覆盖着厚度不一的鸟粪层,随后传播到岛上的植物往往直接长在鸟粪层上。因此表层的土壤是由鸟粪与风化了的珊瑚骨骼和贝壳以及植物的腐殖质混合组成。这样的土壤剖面缺乏明显的分层,只在靠近高潮线的沙滩上,有了植物的侵入,才能找到成土过程的前期产物(龚子同 等,1996;赵焕庭,1996)。
珊瑚岛的土壤在成土过程中没有产生黏粒和硅等矿物,缺乏铁和铝而富含钙和磷,土壤pH值约为8~9。珊瑚岛的土壤可简单分为两类:一类是林下的土壤,称为石灰质腐殖土;另外一类是单纯的冲积珊瑚沙土,如面积较小的珊瑚岛或沿岛海滨的沙土。石灰质腐殖土是珊瑚岛常绿乔木群落和常绿灌木群落之下的土壤,它由珊瑚沙、鸟粪和植物残落物所成,土壤的有机质相当丰富。西沙群岛的鸟粪土在日军非法占领期间以及解放后曾被大量开采,现已少见。冲积珊瑚沙土分布于各岛屿沿岸的海滨,仅由风浪堆积的珊瑚及贝壳类动物残体碎屑所构成。在潮水能够到达的地方,颜色呈黄白色,有机质缺乏,含盐量较高,通常没有植被,只有稀疏的先锋草本植物生长。在沙堤之上及其内侧,底土为黄白色珊瑚沙,有机质缺乏;表层土为灰白色的细沙,缺乏鸟粪;表层土之上开始有植物残落物的积累(龚子同 等,1996)。
此外,在东岛和琛航岛上由强大台风所形成的小湖中,还形成了沼泽化的盐渍沙土,土壤紧实,层次不明显,含盐量较高。总之,我国热带珊瑚岛的土壤是在特殊基质上形成的一种特殊的土壤。它与一般热带森林下形成的土壤大不相同,缺乏黏粒和硅而富含磷和钙,缺乏铁和铝而土壤水分含盐量较高,同时,镁、钠和钾离子含量也均较高。中国热带珊瑚岛富于热带气候条件,而岛上的植被缺乏季雨林和雨林的特征,一些学者认为这在很大程度上反映出土壤对植被的影响远远超过了气候对植被的影响(张宏达,1974;张浪 等,2011;龚子同 等,2013)。
中国热带珊瑚岛属于典型的热带海洋性季风气候,太阳辐射强烈,日照丰富,全年高温。年平均气温 26~27°C ,最冷月(一月)平均气温为 22.9°C,六月平均气温为 28.9°C 。我国热带珊瑚岛雨量充沛,年降水量约为 1500mm,但降雨季节分布不均匀。6 —11 月为雨季,受西南季风的影响,天气湿热,降水丰富,占全年降雨总量的 80%以上。雨季多台风、热带气旋等灾害性天气。每年 12 月至翌年 5 月为旱季,东北季风盛行,温度相对较低,干旱少雨,降雨量占全年降雨总量的 20%以下(海南省海洋厅调查领导小组,1999)。
中国热带珊瑚岛上常见的植被类型包括珊瑚岛热带常绿乔木群落、珊瑚岛热带常绿灌木群落、珊瑚岛热带草本群落、珊瑚岛热带湖沼植物群落和珊瑚岛热带栽培植物群落,共 5 种植被型,16 群系,22 群丛。依据《中国植被》的植被分区标准,我国热带珊瑚岛的主要植被属于V热带季雨林、雨林区域,VC南海珊瑚岛植被亚区域,VCii季风热带珊瑚岛植被地带(东、中、西沙群岛珊瑚岛植被区)和VCi赤道热带珊瑚岛植被地带(南沙群岛珊瑚岛植被区)(广东省植物研究所西沙群岛植物调查队,1977;吴征镒,1980)。
1.中国热带珊瑚岛植被
我国热带珊瑚岛的地带性植被是珊瑚岛热带常绿林,包括珊瑚岛热带常绿乔木群落和珊瑚岛热带常绿灌木群落。在一些较大的岛屿,形成以抗风桐( Pisonia grandis )、海岸桐( Guettarda speciosa )、橙花破布木( Cordia subcordata )或红厚壳( Calophyllum inophyllum )为单优种的纯林。珊瑚岛热带常绿灌木群落在各岛屿普遍分布,面积大而且连成片,其种类也较简单且优势种突出,常见的有草海桐( Scaevola taccada )群落、银毛树( Messerschmidia argentea )群落、海人树( Suriana maritima )群落和水芫花( Pemphis acidula )群落等。草本植被主要分布在高潮线以上的海滩上,组成种类多以禾本科(Poaceae)、莎草科(Cyperaceae)、马齿苋科(Portulacaceae)、紫茉莉科(Nyctaginaceae)、苋科(Amaranthaceae)和菊科(Asteraceae)为主。除自然植被外,在部分人工和天然珊瑚岛上还建设了大面积的“近自然节约型功能性”植物群落(任海,2017)。这些天然和人工植被为热带珊瑚岛的安全、宜居和可持续发展提供了基础的生态保障和生物安全保障。