南京紫金山國(guó)家森林公園種子植物資源調(diào)查及區(qū)系分析

董麗娜，徐海兵，劉曙雯，宋伙林，陳 希，居 峰，謝 奇，程 巖，萬(wàn)志洲

（中山陵園管理局園林處，江蘇 南京 210014）

紫金山位于寧鎮(zhèn)山脈西端，地處北亞熱帶北緣，是著名的國(guó)家級(jí)森林公園。多年來(lái)，有關(guān)紫金山植被的組成、結(jié)構(gòu)、演替動(dòng)態(tài)等前人都有深入研究，但缺乏對(duì)該區(qū)植物全面、系統(tǒng)的調(diào)查及植物區(qū)系的研究。1983年，南京大學(xué)生物系及江蘇省農(nóng)林廳共同主持江蘇省自然保護(hù)區(qū)的綜合考察報(bào)告，曾對(duì)紫金山的種子植物資源進(jìn)行了初步調(diào)查；1987年，中山陵園管理處的趙仁壽工程師對(duì)紫金山的木本植物進(jìn)行了調(diào)查。但以上調(diào)查都比較粗泛，而目前有關(guān)該地區(qū)的植物區(qū)系的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究在深入進(jìn)行野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)紫金山的種子植物區(qū)系進(jìn)行了分析，以期為紫金山國(guó)家森林公園進(jìn)行森林及植物資源保護(hù)、管理以及為公園合理地引種栽培植物提供參考依據(jù)。

1 自然概況

紫金山位于江蘇省南京市東部，118o 48′ 24″ ～ 118o 53′ 04″ E，32o 01′ 57″ ～ 32o 16′ 15″ N；總面積 3 008.8 hm2，其中森林面積有2 107.6 hm2，森林郁閉度為0.75 ～ 0.80；最高峰海拔448.9 m，是寧鎮(zhèn)山脈的最高峰；年平均氣溫為15.7℃，年降水量為1 021 mm，全年無(wú)霜期達(dá)237 d；土壤為黃棕壤和黃褐土類。在植被類型上屬暖溫帶落葉闊葉林與中亞熱帶常綠闊葉林的過(guò)渡地帶，植被成分具有明顯的過(guò)渡性，地帶性植被為常綠—落葉闊葉混交林，主要建群種及伴生成分中，常綠闊葉樹有青岡（Cyclobalanopsis glauca）、苦櫧（Castanopsis sclerophylla）、石楠（Photinia serrulata）、冬青（Ilex chinensis）等，落葉成分有麻櫟（Quercus acutissima）、栓皮櫟（Quercus variabilis）、白櫟（Quercus fabri）、楓香（Liquidambar formosana）、黃檀（Dalbergia hupeana）、黃連木（Pistacia chinensis）、化香（Platycarya strobilacea）、南京椴（Tilia miqueliana）等。

2 研究方法

物種調(diào)查：采用查閱文獻(xiàn)資料和實(shí)地調(diào)查相結(jié)合的方法，于2007年3月－2009年5月，對(duì)紫金山的植物資源進(jìn)行全面踏查，拍攝照片，采集實(shí)物標(biāo)本，對(duì)標(biāo)本進(jìn)行鑒定[1～2]。

相似性系數(shù)：

式中，S為植物科、屬相似性系數(shù)，A、B為兩個(gè)地區(qū)植物科、屬、種數(shù)，C為兩個(gè)地區(qū)植物共有的科、屬、種數(shù)[3]。

R/T值：植物區(qū)系中熱帶成分（R）屬與溫帶成分（T）屬的比值，R是各種熱帶分布類型（2 ～ 7）之和，T是各種溫帶分布類型（8 ～ 14）之和[3]。

植物區(qū)系綜合系數(shù)：

xij表示k個(gè)地區(qū)中第i個(gè)地區(qū)n個(gè)分類單位中第j個(gè)分類單位的數(shù)值；表示k個(gè)地區(qū)中n個(gè)分類單位中第j個(gè)分類單位的平均值；Si表示k個(gè)地區(qū)中第i個(gè)地區(qū)植物區(qū)系成分的綜合系數(shù)[4]。植物區(qū)系種系分化度：

n1、n2、n3分別表示一個(gè)植物區(qū)系中的科、屬、種的數(shù)量；SD表示該植物區(qū)系的種系分化度[5]。

3 研究結(jié)果

3.1 紫金山種子植物區(qū)系的基本組成

3.1.1 種子植物區(qū)系的數(shù)量組成 經(jīng)整理、鑒定、統(tǒng)計(jì)，紫金山國(guó)家森林公園共有野生種子植物123科427屬778種，其中本地野生種子植物113科386屬701種，逸生植物37科63屬77種。本地野生種子植物中，裸子植物有 2科3屬3種，雙子葉植物有93科294屬534種，單子葉植物有18科89屬164種（見(jiàn)表1）。逸生植物中，裸子植物有3科3屬3種、雙子葉植物31科54屬68種、單子葉植物3科6屬6種。逸生植物按來(lái)源又可分為外來(lái)入侵植物[6]和由紫金山地區(qū)有意引種栽培的植物馴化后形成的逸生植物，其中外來(lái)入侵植物有19科36屬44種，有意引種栽培的歸化植物有26科31屬33種。另外，本地區(qū)還有栽培植物393種（包括33種歸化植物，不包含栽培的農(nóng)作物及溫室引種植物）。由于栽培植物不能代表本地植物區(qū)系，逸生植物不能代表本地植物區(qū)系與其它植物區(qū)系的自然關(guān)系[3]，以下用作分析的植物僅指本地野生植物。

表1 紫金山本地野生種子植物區(qū)系組成Table1 Composition of local seed plant in Zijinshan

由表1可以看出，紫金山的種子植物區(qū)系以雙子葉植物占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其科、屬、種分別占整個(gè)種子植物區(qū)系的82.3%、76.2%、76.2%。

3.1.2 種子植物科的組成分析 組成紫金山國(guó)家森林公園植物區(qū)系的113科本地野生種子植物，含20種以上的大科有禾本科（48屬81種）、菊科（29屬55種）、薔薇科（16屬45種）、豆科（22屬35種）、莎草科（9屬32種）、唇形科（17屬30種）、百合科（13屬21種）共7科154屬299種，其科、屬、種占整個(gè)植物區(qū)系的6.2%、40.0%、42.7%。以上7科植物除百合科外，其它6科都是世界性分布的大科，所含植物是本區(qū)系草本群落和灌木群落的主要構(gòu)成成分。

含10 ～ 19種的科有毛茛科（7屬18種）、蓼科（3屬18種）、大戟科（9屬17種）、十字花科（7屬13種）、榆科（5屬12種）、玄參科（6屬11種）、石竹科（8屬10種）、茜草科（6屬10種）、葡萄科（4屬10種）、報(bào)春花科（2屬10種）共10科57屬129種，其科、屬、種占整個(gè)植物區(qū)系的8.8%、14.8%、18.4%，其中榆科、毛茛科、蓼科、玄參科、石竹科、茜草科、報(bào)春花科是世界性分布科。這10科植物除榆科是木本植物、大戟科、茜草科及葡萄科有少量木本植物外，其余基本上都是草本植物。

以上17科植物所含科數(shù)僅占整個(gè)植物區(qū)系總科數(shù)的15.0%，但所含屬數(shù)和種數(shù)占整個(gè)植物區(qū)系的54.7%和61.1%，表明了該區(qū)系屬、種主要分布于大科的特點(diǎn)，同時(shí)也說(shuō)明了這17科植物是本區(qū)的最適應(yīng)類群，在屬、種的數(shù)量上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，是本區(qū)系植物組成上的優(yōu)勢(shì)科。

含5 ～ 9種的科有鼠李科（6屬9種）、殼斗科（3屬9種）、景天科（2屬9種）、桑科（5屬8種）、木犀科（4屬8種）、傘形科（7屬7種）、堇菜科（1屬8種）、馬鞭草科（5屬7種）、蕓香科(4屬6種)、紫草科（4屬6種）、天南星科（3屬6種）、楊柳科（2屬6種）、椴樹科（3屬6種）、桔?？疲?屬5種）、忍冬科（3屬5種）、蕁麻科（3屬5種）、藜科（2屬6種）、衛(wèi)矛科（2屬5種）、罌粟科（1屬5種）、槭樹科（1屬5種）共20科64屬131種，其科、屬、種占整個(gè)植物區(qū)系的17.7%、16.6%、18.7%。

含2 ～ 4種的科有葫蘆科（4屬4種）、旋花科（3屬4種）、茄科（3屬4種）、五加科（3屬3種）、無(wú)患子科（2屬3種）、杜鵑花科（2屬3種）、清風(fēng)藤科（2屬2種）、柏科（2屬2種）等38科73屬103種，其科、屬、種占整個(gè)植物區(qū)系的33.6%、18.9%、14.7%。

僅含1種的科有松科、金粟蘭科、大麻科、商陸科、番杏科、馬齒莧科、木通科、小 科、亞麻科、水馬齒科、瑞香科、菱科、小二仙草科、紫金?？啤⑸降\科等38科38屬38種，科、屬、種占整個(gè)植物區(qū)系的33.6%、9.8%、5.4%。

3.1.3 種子植物屬的組成分析 紫金山的386屬種子植物，含10種及以上的屬有蓼屬（13種）、蒿屬（11種）、苔屬（12種）共3屬，屬和種占本區(qū)總屬數(shù)和種樹的0.7%和9.3%。

含5 ～ 9種的屬有珍珠菜屬（9）、紫堇屬（8）、懸鉤子屬（7）、委陵菜屬（7）、櫟屬（7）、毛茛屬（5）等22屬136種植物，占本區(qū)屬和種的5.7%、19.4%。

含2 ～ 4種的屬有樸屬（4）、柳屬（4）、女貞屬（4）、鼠李屬（4）、豬殃殃屬（4）、風(fēng)輪菜屬（4）、鼠尾草屬（4）、鵝冠草屬（4）、天南星屬（3）、榆屬（3）、菝葜屬（3）、土麥冬屬（3）、雀麥屬（3）、狗尾草屬（3）、沙參屬（3）、忍冬屬（2）、山胡椒屬（2）、冬青屬（2）等112屬280種，占總屬數(shù)和種數(shù)的29.0%和40.0%。

僅含1種的屬有249屬249種，占總屬數(shù)和種數(shù)的64.5%和35.5%。

由以上分析可以看出，紫金山屬內(nèi)種的數(shù)量大多較少，大部分屬僅有1種或幾種植物，在植物組成上的優(yōu)勢(shì)屬不明顯。

3.1.4 種的組成分析 由表1可以看出，按植物生長(zhǎng)型統(tǒng)計(jì)，該區(qū)701種本地野生種子植物中，草本植物有441種，木本植物有210種，藤本植物有50種，分別占本區(qū)植物總種數(shù)的62.9%、30.0%和7.1%。這說(shuō)明，本區(qū)系的植物組成中，草本植物較木本植物占有明顯優(yōu)勢(shì)，藤本植物占較小的比例。

3.2 紫金山種子植物區(qū)系地理成分分析

3.2.1 紫金山種子植物區(qū)系科的分布區(qū)類型 根據(jù)吳征鎰等世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)[7]，紫金山 113科種子植物可分為8個(gè)分布區(qū)類型，7個(gè)變型（見(jiàn)表2）。由表2可以看出，紫金山種子植物區(qū)系以世界分布科最多，共48科，包括禾本科、菊科、薔薇科、豆科等世界性大科。

除世界分布科外，以熱帶地理成分科占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，共4型5個(gè)變型，包括漆樹科、紫葳科、天南星科、山礬科、椴樹科、鳶尾科、杜鵑花科、葡萄科等43科，占總科數(shù)（除世界分布科）的66.15%，而這些熱帶地理成分中，有很多都具有分布到溫帶的種類。溫帶地理成分科共22科，包括3型2變型，占總科數(shù)的33.85%。從科的地理成分分析看，紫金山種子植物區(qū)系具有較為明顯的熱帶性，同時(shí)與暖溫帶也有較為密切的聯(lián)系，反映了紫金山種子植物的過(guò)渡特征。

表2 紫金山種子植物科的分布區(qū)類型Table2 Areal types of families of seed plant in Zijinshan

3.2.2 紫金山種子植物區(qū)系屬的分布區(qū)類型 根據(jù)吳征鎰先生中國(guó)種子植物屬的分布區(qū)類型的劃分[8]，本區(qū)系的386屬植物可分為14型及8個(gè)變型（表3）。

以上分布類型中，2 ～ 7型為熱帶分布類型，紫金山共138屬，占全部屬的40.95%，以泛熱帶分布屬最多。這些熱帶分布類型，大多屬都不是典型的熱帶分布屬，以分布區(qū)延伸到亞熱帶和溫帶地區(qū)成分為主。8 ～ 14型為溫帶分布類型，共195屬，占全部總屬數(shù)的57.86%，比熱帶成分多16.91%。由于屬是分類學(xué)上一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的單位，屬的特征更能代表某一區(qū)系的性質(zhì)，因此以上的分析表明，紫金山的種子植物區(qū)系溫帶性質(zhì)明顯，同時(shí)也具有較強(qiáng)的熱帶親緣性，表明了紫金山植物區(qū)系的過(guò)渡特征。同紫金山蕨類植物區(qū)系相比，紫金山種子植物區(qū)系具有更明顯的溫帶性質(zhì)，這可能是由于蕨類植物的生存更多受小氣候影響所致。

3.3 紫金山種子植物區(qū)系與鄰近地區(qū)種子植物區(qū)系的比較

將紫金山種子植物區(qū)系與鄰近的浙江龍王山自然保護(hù)區(qū)[9]（植物種類引自南京林業(yè)大學(xué)、安吉縣林業(yè)局、龍王山自然保護(hù)區(qū)編制的龍王山自然保護(hù)區(qū)生物資源考察集）、安徽的板橋自然保護(hù)區(qū)[5]、南京的棲霞山[10]，山東的泰山[11]作比較，統(tǒng)計(jì)各地的野生種子植物區(qū)系組成，計(jì)算區(qū)系綜合系數(shù)和區(qū)系種系分化度，屬、種的相似性系數(shù)。

表3 紫金山種子植物屬的分布區(qū)類型統(tǒng)計(jì)Table3 Areal types of genera of seed plant in Zijinshan

續(xù)表3

植物區(qū)系綜合系數(shù)和區(qū)系種系分化度是評(píng)判區(qū)系豐富度的兩種方法。植物區(qū)系綜合系數(shù)值越大，表示該區(qū)系植物越豐富，反之則越貧乏。由表4可以看出，上述五個(gè)地區(qū)的區(qū)系綜合系數(shù)依次為龍王山＞板橋＞泰山＞紫金山＞棲霞山，紫金山為－0.333，位于第四位，明顯低于龍王山和板橋，與泰山較為接近，又遠(yuǎn)高于南京的棲霞山。從科、屬、種的數(shù)量來(lái)看，紫金山科的數(shù)量與平均值相等，但屬、種的數(shù)量都明顯低于平均值，因此植物區(qū)系綜合系數(shù)的分析結(jié)果表明了紫金山的種子植物在五個(gè)地區(qū)中不太豐富。從植物區(qū)系分化度來(lái)看，五個(gè)地區(qū)的種系分化度依次為龍王山＞板橋＞泰山＞紫金山＞棲霞山，這與區(qū)系綜合系數(shù)的對(duì)比結(jié)果完全一致。區(qū)系種系分化度越大，表示該區(qū)系植物分化程度越高，反之，則表示分化程度越低，以上種系分化度的對(duì)比結(jié)果表明，紫金山的種子植物種系分化度不高。由以上兩種衡量區(qū)系豐富度的指標(biāo)的分析可以看出，在大范圍內(nèi)，紫金山的種子植物區(qū)系豐富度不算高，這一方面是與紫金山所處的地理位置有關(guān)，另一方面是由于紫金山山體較小、海拔高度較低。從地理位置來(lái)說(shuō)，紫金山位于龍王山、板橋以北，泰山以南；從山體大小來(lái)說(shuō)，紫金山的山體和海拔高度都遠(yuǎn)小于板橋、龍王山、泰山。因此雖然紫金山位于泰山以南，但缺乏泰山多變的地形和環(huán)境條件，故其植物豐富度也不如泰山。但就南京地區(qū)來(lái)說(shuō)，紫金山的種子植物區(qū)系是非常豐富的。根據(jù)現(xiàn)有的調(diào)查資料，南京的幕府山[12]、牛首山[13]、棲霞山的種子植物無(wú)論在科、屬、種的數(shù)量上都遠(yuǎn)少于紫金山，因此，紫金山是南京植物區(qū)系的最重要的組成部分，對(duì)南京地區(qū)的植物區(qū)系研究具有重要的作用，應(yīng)該采取積極措施嚴(yán)格加以保護(hù)。建議在物種最為豐富的北坡及東北坡的地帶性森林生態(tài)系統(tǒng)范圍內(nèi)設(shè)立自然保護(hù)小區(qū)，以保護(hù)地帶性的森林生態(tài)系統(tǒng)和豐富的本地野生植物資源。

由表5可以看出，紫金山與棲霞山的科、屬的相似性系數(shù)都是最高的，這與它們都是寧鎮(zhèn)山脈相關(guān)。紫金山與板橋、龍王山、泰山在科的相似性系數(shù)上都很高，但在屬的相似性系數(shù)上，紫金山與龍王山、板橋的相似性系數(shù)遠(yuǎn)高于泰山，這說(shuō)明紫金山植物區(qū)系與板橋、龍王山植物區(qū)系親緣關(guān)系更為親近，而與泰山植物區(qū)系親緣關(guān)系較為疏遠(yuǎn)，這與以上四個(gè)地區(qū)所處的地理位置及所處的氣候帶密切相關(guān)，也說(shuō)明了浙江、江蘇、安徽同屬于一個(gè)植物區(qū)系的正確性。

表4 紫金山與鄰近地區(qū)種子植物區(qū)系的種系分化度和區(qū)系綜合系數(shù)Table4 Comparison with neighbor flora on species differentiation and R/T of seed plant in Zijinshan

表5 紫金山種子植物區(qū)系與鄰近地區(qū)種子植物區(qū)系相似性系數(shù)的比較Table5 Comparison with neighbor flora on similarity of seed plant in Zijinshan

4 結(jié)論

4.1 紫金山種子植物區(qū)系相對(duì)豐富，地理成分較為復(fù)雜

紫金山共有本地野生種子植物113科386屬701種，同南京地區(qū)的其它山體相比，種類較為豐富，但同相鄰省區(qū)的其它山體相比，種類較少，這主要與紫金山所處的地理位置及山體較小有關(guān)。本區(qū)系科的地理成分包括8個(gè)分布區(qū)類型，7個(gè)變型；屬的地理成分包括14個(gè)分布區(qū)類型及8個(gè)變型。

4.2 紫金山種子植物區(qū)系具有明顯的由亞熱帶向暖溫帶的過(guò)渡性質(zhì)

科的地理成分分析表明紫金山種子植物區(qū)系具有較為明顯的熱帶性，同時(shí)與暖溫帶也有較為密切的聯(lián)系；屬的地理成分分析表明紫金山的種子植物區(qū)系溫帶性質(zhì)明顯，同時(shí)也具有較強(qiáng)的熱帶親緣性；而與鄰近地區(qū)的對(duì)比表明，紫金山與亞熱帶及溫帶的植物區(qū)系都有較高的相似性。以上分析充分說(shuō)明了紫金山種子植物區(qū)系的過(guò)渡特征。

4.3 特有成分少

紫金山的中國(guó)特有屬僅有盾果草屬、牛鼻栓屬、明黨參屬、短穗竹屬4屬4種植物屬于該分布區(qū)類型，但杜仲、銀雀樹、喜樹、秤錘樹、青檀等中國(guó)特有植物在該區(qū)系都能自然繁殖生長(zhǎng)，成為本區(qū)系的歸化植物，說(shuō)明本區(qū)系具有與這些植物原產(chǎn)地相似的環(huán)境條件。在以往的有關(guān)紫金山植物的記載中，都把秤錘樹列為紫金山的栽培植物，但秤錘樹在紫金山有很多自然更新的植株，且秤錘樹的原產(chǎn)地在南京，秤錘樹是否為紫金山的栽培種值得商榷。

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