中國罌粟科植物地理分布1)

李 林 白 娜 閆雙喜 趙海沛 張 靜

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，鄭州，450002) (鄭州旅游職業(yè)學(xué)院) (河南農(nóng)業(yè)大學(xué))

罌粟科植物種類繁多，目前該科在全世界有38屬約700種，多為草本或稀為亞灌木、小灌木或灌木，極稀喬木狀(但木材軟)，廣泛分布在全世界溫帶和亞熱帶地區(qū)。我國有18屬［1］1，370余種，南北均產(chǎn)，但以西南部最為集中。罌粟科植物物種豐富，多數(shù)具有藥用價值和優(yōu)化、美化環(huán)境的觀賞特性，具有重要的生態(tài)和經(jīng)濟價值。因此，研究罌粟科植物的地理分布對罌粟科植物資源的開發(fā)和利用具有理論意義和現(xiàn)實意義。

1 數(shù)據(jù)來源

罌粟科植物分布相關(guān)的參考數(shù)據(jù)來源于《中國植物志》［1］1-483《中國高等植物圖鑒》［2］《河南種子植物檢索表》［3］和各省區(qū)地方植物志［4-27］，以及相關(guān)期刊文獻(xiàn)［28-31］，［32］25-27，［33-34］。在分布區(qū)的劃分上，主要按中國行政區(qū)將全國劃分為28個省區(qū)，并依各省區(qū)面積及具體條件適當(dāng)權(quán)衡，將北京和天津、上海、重慶、香港和澳門分別歸入到河北、江蘇、四川、廣東4個省區(qū)。各省區(qū)的經(jīng)、緯度以2001年9月版的中國地圖為準(zhǔn)。

2 數(shù)據(jù)處理

據(jù)上述文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，文中從物種豐富度、特有性指數(shù)、相似性系數(shù)、垂直分布、經(jīng)度分布、緯度分布等方面研究了中國罌粟科植物的地理分布。物種(或?qū)俚?的數(shù)量稱為物種(或?qū)俚?的豐富度。物種豐富度大小反映了區(qū)域環(huán)境的復(fù)雜性與異質(zhì)性。而物種的豐富度、種及屬的區(qū)系特點則在一定程度上反映了所研究地區(qū)的生物地理特征。特有性指數(shù)是用來衡量一個地區(qū)植物種類的特有程度的。通常一個地區(qū)內(nèi)植物分布范圍越廣，反映地區(qū)特征的特有類群就越少，而特有性就越不明顯。因此，引進(jìn)特有性指數(shù)(EI)來衡量各省中國罌粟科植物的特有性程度。設(shè)某空間單位有n個物種，其中第i種分布在所有空間單位Ki，則該空間單位的特有性指數(shù)(EI)［34］為:

從定義中可以看出，EI值越大，種類組成的區(qū)域性越明顯，即特有性越明顯［36］。

相似性系數(shù)是衡量一個地區(qū)與另一個地區(qū)植物區(qū)系之間相似性程度的概念。文中采用Czehanowski于1913年提出的相似性系數(shù)計算公式［32］26:K=2c/(a+b)(式中，c為兩地共有的物種數(shù);a，b分別為兩地各有的物種數(shù))，對中國罌粟科植物相似性系數(shù)(K)進(jìn)行了統(tǒng)計。由公式可知，K值越大，兩地的植物種類組成越相似。

3 結(jié)果與分析

3.1 物種豐富度

從某種意義上講，種以上分類單位的多少意義更大，因為這反映了更大差異的生物分類群可以在某一地區(qū)共存。物種豐富度在一定程度上與該地區(qū)的生物地理多樣性有關(guān)。中國罌粟科植物的物種豐富度見表1。由表1可知，罌粟科植物在全國各省區(qū)均有分布。屬的豐富度最高的省區(qū)有豫、鄂、陜，均高達(dá)12屬;其次為川和滇，達(dá)11屬;屬的豐富度只有1的省區(qū)有瓊。物種豐富度最高的省區(qū)是川，達(dá)155種;僅次于川的是藏，有148種;物種豐富度在15以下的省區(qū)有閩、粵、瓊、和臺;因此，罌粟科植物屬豐富度中心在豫、鄂、陜、川和滇;物種豐富度中心在川、滇、藏、隴、陜和青。

表1 中國罌粟科植物的物種豐富度

3.2 特有性指數(shù)

各分類單元的數(shù)量是一個重要的生物地理因素，而這些單元的特有性指數(shù)則突出了植物的分布范圍。特有性，就是植物組成地區(qū)的特點。特有性的形成，是由于氣候、地理及歷史的原因共同作用，而形成的在某一環(huán)境性的區(qū)域中分布、適應(yīng)此環(huán)境的生物群。根據(jù)表1得到的物種豐富度計算了各省區(qū)罌粟科各屬的特有性指數(shù)EI(表2)。從表2可知，罌粟科各屬植物分布中，屬范圍內(nèi)物種特有性指數(shù)舉例分析如下:EI=10.00的省(屬)是新(海罌粟屬、疆罌粟屬和煙菫屬)，表明該地區(qū)分布的3個屬對應(yīng)的屬內(nèi)物種為該地區(qū)所特有的，其他地區(qū)沒有分布。EI＜1.00 的省(屬)有冀、晉、蘇、浙、閩、魯、鄂、粵、瓊、滇、新、桂和臺13個省(薊罌粟屬)，冀、晉、遼、蘇、浙、皖、閩、贛、魯、豫、鄂、湘、粵、黔、滇、陜、青、藏、桂和寧20個省(罌粟屬)，冀、蘇、浙、皖、閩、魯、豫、鄂、湘、滇、陜、青、新、藏、桂和寧16個省(花菱草屬)，冀、晉、遼、吉、浙、皖、贛、豫、鄂、湘、川和陜12個省(荷青花屬)，冀、晉、遼、蘇、浙、魯、豫、鄂、陜、青、蒙、新、桂和寧14個省(白屈菜屬)，浙、皖、閩、贛、豫、鄂、湘、粵、川、黔、滇、陜和桂13個省(血水草屬)，冀、蘇、浙、皖、閩、贛、魯、豫、鄂、湘、粵、黔、滇和桂14個省(博落回屬)，冀、晉、川、滇、陜、隴、青、蒙和寧9個省(角茴香屬)，冀、晉、遼、浙、皖、贛、魯、豫、鄂、川、滇、陜、隴、青、新和寧 16 個省(荷包牡丹屬)，冀、蘇、浙、皖、閩、贛、湘、粵和臺9個省(紫堇屬)，表明上述地區(qū)分布的對應(yīng)屬內(nèi)物種的區(qū)域性分布很不明顯，即上述物種為廣布種。

罌粟科植物全科分布中，物種特有性指數(shù)最高的地區(qū)是藏(EI=3.70)，表明藏地區(qū)罌粟科植物分布區(qū)域性最為明顯，藏成為中國罌粟科植物特有性分布中心;其次是川、滇和新，再次是青、隴、吉和黑;西南地區(qū)、西北地區(qū)、東北地區(qū)特有性分布略為明顯，東南沿海地區(qū)和中部地區(qū)特有性分布不明顯。閩、湘和瓊3地區(qū)罌粟科植物特有性分布最不明顯。

表2 罌粟科各屬的特有性指數(shù)(EI)

3.3 相似性系數(shù)

相似性系數(shù)反映兩地區(qū)物種組成的相似程度，從一定程度上也能反映植物地理分布的特點。兩地分布的物種種類越相近，則兩地的相似性系數(shù)也就越大。各省區(qū)罌粟科植物的相似性系數(shù)見表3。表3是將全國28個省區(qū)中每2個省份相互比較計算，求得共計378對省區(qū)罌粟科植物組成相似性系數(shù)。其中，罌粟科植物組成相似性系數(shù)K=1.000的省區(qū)對不存在，即沒有任何2個省區(qū)種類完全相同;0.900≤K ＜1.000 的省區(qū)不存在;0.800≤K ＜0.900的省區(qū)有浙與皖、皖與贛、皖與湘3對，占全部省區(qū)總對數(shù)(378對)的0.8%，即這3對省區(qū)分布的罌粟科植物種類相似度極高;0.700≤K＜0.800的省區(qū)有9對，占 2.4%;0.600≤K ＜0.700 的省區(qū)有 17對，占4.5%;0.500≤K ＜0.600的省區(qū)有38對，占10.1%;0.400≤K ＜0.500的省區(qū)有39對，占10.3%;0.300≤K ＜0.400的省區(qū)有42對，占11.1%;0.200≤K ＜0.300的省區(qū)有58對，占15.3%;0.100≤K ＜0.200的省區(qū)有82對，占21.7%;0＜K ＜0.100的省區(qū)有64 對，占16.9%;K=0的省區(qū)有遼與瓊、吉與粵、吉與瓊、吉與黔、吉與滇、吉與青、吉與新、吉與藏、吉與桂、黑與粵、黑與瓊、黑與黔、黑與藏、黑與桂、皖與瓊、贛與瓊、湘與瓊、粵與蒙、瓊與川、瓊與黔、瓊與陜、瓊與隴、瓊與青、瓊與蒙、瓊與藏、瓊與寧這26對省區(qū)，占6.9%，即這26對省區(qū)罌粟科植物沒有共有物種分布。

3.4 垂直分布

由于時間和空間的異質(zhì)性、群落生產(chǎn)力、生態(tài)氣候特點等眾多因素的影響，使得不同種的植物所分布的海拔高度也各不同。通過對罌粟科植物海拔高度分布的分析，可以發(fā)現(xiàn)其分布的特點，有助于對其生態(tài)特點進(jìn)行了解，最終幫助開發(fā)、利用其資源。根據(jù)收集的罌粟科植物各物種的垂直分布數(shù)據(jù)，分析了罌粟科植物在中國的垂直分布狀況(表4)。

中國罌粟科植物分布于海拔(H)0＜H≤5 500 m，垂直分布廣泛。其中，分布在3 500 m＜H≤5 500 m的物種數(shù)量最多，有198種，占中國罌粟科植物總種數(shù)的52.4%，分布種數(shù)超過了總種數(shù)的一半;其次是在3 000 m＜H≤3 500 m的物種數(shù)量較多，達(dá)41.2%。因此，3 000 m≤H≤5 500 m是中國罌粟科植物的垂直分布中心。

表3 各省區(qū)罌粟科植物的相似性系數(shù)(K)

表4 中國罌粟科植物的垂直分布

3.5 水平分布

受經(jīng)度、緯度、地形、土壤因子等因素的影響，植物的分布呈一定的規(guī)律性。對罌粟科進(jìn)行經(jīng)度、緯度水平分布的研究可以了解其分布規(guī)律和生態(tài)特性。表5和表6分別為中國罌粟科植物的經(jīng)度、緯度水平分布。

中國罌粟科植物分布在東經(jīng)(E)73°≤E≤136°，經(jīng)度分布范圍較廣。其中，分布在90°＜E≤100°的物種數(shù)量最多，達(dá)340種，占中國罌粟科植物總種數(shù)的90.9%，分布種數(shù)超過總種數(shù)一半的經(jīng)度還有80°＜E≤90°和100°＜E≤110°。因此，80°＜E≤110°是中國罌粟科植物的經(jīng)度分布中心。

中國罌粟科植物分布在北緯(N)18°≤N≤54°，緯度分布范圍比較廣。其中，分布在30°＜N≤35°的物種數(shù)量最多，達(dá)324種，占中國罌粟科植物總種數(shù)的86.6%，分布種數(shù)超過總種數(shù)一半的緯度還有25°＜N≤30°和 35°＜ N≤40°。因此，25°≤N≤40°是中國罌粟科植物的緯度分布中心。

表5 中國罌粟科植物的經(jīng)度水平分布

表6 中國罌粟科植物的緯度水平分布

4 討論

中國罌粟科植物種類豐富，分布廣泛。物種分布最豐富的地區(qū)主要集中在我國西南地區(qū)的四川省境內(nèi);其次為西藏、云南，并以四川為種豐富度分布中心，向西北及東北地區(qū)呈現(xiàn)遞減的趨勢，粵、瓊分布的最少;而屬分布最豐富的則是河南、湖北、陜西，其次是四川、云南。四川能成為中國罌粟科植物種類豐富度分布中心，這與四川地區(qū)的氣候類型豐富多樣、垂直變化大的特點有顯著的關(guān)聯(lián)，在一定程度上反應(yīng)了四川地區(qū)的生物地理多樣性中國罌粟科特有性分布中心為西藏，集中分布于西南、西北、東北地區(qū)。這與物種豐富度分布格局有明顯差異，主要表現(xiàn)在兩個方面。首先，西藏作為最大的特有性分布區(qū)，卻不是最大的物種豐富度中心，可能是由于這里地形復(fù)雜，大體分為3個不同的自然區(qū):北部是藏北高原;而在岡底斯山和喜馬拉雅山之間，是藏南谷地;藏東則是高山峽谷區(qū)，地貌多樣，基本上可分為極高山、高山、中山、低山、丘陵和平原等6種類型，環(huán)境異質(zhì)性較大，從而形成了最大的特有性。河南、湖北和陜西作為物種屬分布豐富度較大的省區(qū)，卻是相對較小的特有性分布區(qū)，這可能是由于分布在這些地方的物種多是廣布種而造成的。四川盆地則由于氣候多樣，地形和地理位置的因素，四周山脈較多，造成其在物種豐富度和特有性上相對來說，都較為突出?？梢姡乩砀綦x和環(huán)境異質(zhì)性對EI值的影響很大。

相似性系數(shù)K值較低的省區(qū)對主要有3種類型。一是，2個地區(qū)地理位置相距甚遠(yuǎn)，造成環(huán)境異質(zhì)性較大，如藏與冀、川與蘇;二是，其中一地區(qū)地理環(huán)境不適宜罌粟科植物生存，本身物種豐富度極低，如瓊、粵和其他地區(qū)組成的省區(qū)對;三是，其中一地區(qū)物種豐富度不高，但特有性較高，如吉、黑和其他地區(qū)組成的省區(qū)對。相似性較高的多是地理位置上的臨近省區(qū)。因此，地理位置相隔越遠(yuǎn)，環(huán)境抑制性越大，則特有性越明顯，相似性越不明顯。特有性和相似性是二個相對的概念，特有性越明顯，相似性越不明顯，反之亦然。

全國罌粟科植物垂直分布中心在3 000 m≤H(海拔)≤5 500 m;水平分布中心為80°≤E(東經(jīng))≤110°和25°≤N(北緯)≤40°。罌粟科植物大部分分布在山區(qū)地帶，目前少數(shù)品種已被開發(fā)利用，平原地區(qū)露天最常見的是虞美人;溫室花卉為荷包牡丹;藥用方面利用最多的是延胡索類植物。

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