西天目山不同海拔高度蕨類植物資源調(diào)查與分析

聶甲玥，許亞波，沈 杰，王文君，王怡婷，余徐潤，熊 飛

(揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

西天目山不同海拔高度蕨類植物資源調(diào)查與分析

聶甲玥，許亞波，沈 杰，王文君，王怡婷，余徐潤，熊 飛

(揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

為探明浙江西天目山不同海拔高度蕨類植物資源的分布狀況，采用樣方調(diào)查法對西天目山5個(gè)海拔高度路邊、林下的蕨類植物群落進(jìn)行調(diào)查和分析。結(jié)果表明：在5個(gè)海拔高度共調(diào)查到蕨類植物28種，隸屬14科20屬；在不同海拔高度蕨類植物種類存在明顯的空間差別[1]，不同生境樣方中優(yōu)勢和弱勢蕨類種類也不同。①海拔302.5 m處，路邊、林下樣地分別有蕨類11種、5種，江南卷柏(SelaginellamoellendorffiiHieron)為優(yōu)勢種，紫萁(OsmundajaponicaThunb)、闊羽貫眾(CyrtomiumyamamotoiTagawa)、普通假毛蕨(Pseudocyclosorussubochthodes(Ching) Ching)為弱勢種；②海拔476 m處，路邊、林下樣地分別有蕨類3種，裸葉鱗毛蕨(Dryopterisgymnophylla(Bak.) C.Chr)為優(yōu)勢種，闊羽貫眾為弱勢種；③海拔624.5 m處，路邊、林下樣地分別有蕨類2種、5種，歐洲蕨(Pteridiumaquilinum(L.) Kuhn) 為優(yōu)勢種，芒萁(Dicranopterisdichotoma(Thunb.) Berhn)、蕨萁(Botrychiumvirginianum(L.) Sw)為弱勢種；④海拔870 m處，路邊、林下樣地分別有蕨類2種、6種，中華金星蕨(ParathelypterischinensisChing ex Shing)為優(yōu)勢種，海金沙(Lygodiumjaponicum(Thunb.) Sw)為弱勢種；⑤海拔1100 m處，路邊、林下樣地分別有蕨類5種，翠云草(Selaginellauncinata(Desv.) Spring)為優(yōu)勢種，紫萁、鳳丫蕨(Coniogrammejaponica(Thunb.) Diels)和鱗柄短腸蕨(Allantodiasquamigera(Mett.) Ching)為弱勢種。研究結(jié)果可為西天目山地區(qū)蕨類植物資源的保護(hù)、開發(fā)和利用提供有價(jià)值的信息。

蕨類植物；垂直分布；海拔高度；西天目山

西天目山是森林和野生動(dòng)物類型的國家級自然保護(hù)區(qū)，地理坐標(biāo)30°18′30″—30°21′37″ N、119°24′11″—119°27′11″ E，位于浙江省西北部臨安市境內(nèi)，主峰仙人頂海拔1506 m[2]。西天目山具有中亞熱帶向北亞熱帶過渡的氣候特征，并受海洋暖濕氣候的影響，年均氣溫14.8～15.6 ℃，年均降水量1390～1870 mm，年太陽輻射4460～3270 MJ·m-2[3]；森林植被茂盛，山高谷深地形復(fù)雜，形成四季分明、氣候溫和、雨水充沛的森林生態(tài)氣候。

溫度、水分、光照、土壤等因素在海拔梯度上的變化對植物生長有一定影響。從年平均氣溫來看，海拔高度每增加100 m，氣溫下降約0.65 ℃[4]；一般而言，隨著海拔梯度的升高，光照強(qiáng)度增加，紫外輻射增強(qiáng)，年降水量增加[5]；土壤隨著海拔升高由亞熱帶紅壤向濕潤的溫帶型棕黃壤過渡[6]；因此海拔梯度的變化會極大地影響植物的生長，導(dǎo)致植物的生理生態(tài)特征發(fā)生變化。不同海拔高度上植物的生理生態(tài)變化勢必會帶來植物種群的可塑性轉(zhuǎn)變，從而引起植物種群的分布格局[7-8]。

蕨類植物種類繁多，是植物多樣性的重要組成部分[9]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界現(xiàn)存蕨類植物有10000～12000種，我國約有2500多種，隸屬于49科116屬，占全世界總種數(shù)的20%[10]。浙江天目山地區(qū)獨(dú)特的地理位置和氣候環(huán)境孕育了豐富的蕨類植物資源，據(jù)統(tǒng)計(jì)浙江天目山地區(qū)蕨類植物有184種及種下等級(其中有13變種、1亞種、2變形)，隸屬于35科72屬[3]。蕨類植物用途廣泛，可作為中藥材、食用、觀賞、制作工藝品，還可作為家畜家禽的飼料，此外還具有防止水土流失、調(diào)節(jié)區(qū)域氣候的功能[2]。為探明西天目山地區(qū)不同海拔高度的蕨類植物的分布特征，本文采用樣方調(diào)查法對西天目山地區(qū)5個(gè)海拔高度所選樣方內(nèi)蕨類植物群落進(jìn)行調(diào)查和分析。以期為蕨類植物的開發(fā)和利用提供有價(jià)值的信息，為更好地保護(hù)西天目山地區(qū)的蕨類植物資源提供參考。

1 研究方法

1.1 調(diào)查方案

本研究于2016年8月21—29日在浙江省臨安市西天目山自然保護(hù)區(qū)采用樣方調(diào)查法，根據(jù)GPS定位器提供的信息，分別在5個(gè)平均海拔高度(302.5、476、624.5、870、1100 m)進(jìn)行樣方調(diào)查，每個(gè)海拔高度選擇有蕨類植物群落的2個(gè)生境：路邊和林下，因地制宜設(shè)置樣方(10 m×10 m)。同時(shí)配合溫、濕度計(jì)和氣壓計(jì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)：樣方坐標(biāo)、海拔高度、溫度、濕度、大氣壓強(qiáng)，使用數(shù)碼相機(jī)拍攝樣方內(nèi)蕨類植物群落整體形貌特征，并統(tǒng)計(jì)蕨類植物的名稱、株數(shù)、株高。

1.2 標(biāo)本拍攝與鑒定

在樣方內(nèi)調(diào)查時(shí)涉及到的蕨類植物種類，如果現(xiàn)場能完成鑒定的，記錄其種名；如現(xiàn)場無法鑒定，則先用單反數(shù)碼相機(jī)全方位拍攝植株典型特征(葉、孢子囊等)后，采集標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室，借助《天目山植物志》[2]檢索工具書進(jìn)行鑒別。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對株高數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 各樣方地理數(shù)據(jù)

西天目山地區(qū)處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺南緣錢塘凹陷褶皺帶，屬于高山深谷間含懸崖陡壁的地理環(huán)境。在夏季，因受副熱帶高壓控制和海洋暖濕氣流影響，以氣候分布、地形、積溫為指標(biāo)，可將森林植被垂直帶劃分為丘陵溫和層(200～500 m)、山地溫涼層(500～800 m)、山地溫冷層(800～1200 m)、山地溫寒層(1200～1500 m)。本研究中西天目山不同海拔高度各樣方地理數(shù)據(jù)見表1。平均海拔分別約為302.5、476、624.5、870、1100 m，平均濕度分別約為70%、76%、61.5%、77.5%、48.5%，平均壓強(qiáng)分別約為974.3、954.7、936.2、917.6、891.7 hPa。從表1可以看出，隨著海拔高度的升高，溫度和大氣壓強(qiáng)總體都呈逐漸下降趨勢，而相對濕度無明顯規(guī)律。

表1 西天目山不同海拔高度各樣方地理數(shù)據(jù)

2.2 各海拔高度蕨類植物分布特征

平均海拔302.5 m處，路邊和林下2個(gè)樣方的分析結(jié)果見表2。路邊樣方中共有11種蕨類，分別是裸葉鱗毛蕨(Dryopterisgymnophylla(Bak.) C.Chr)、紫萁(OsmundajaponicaThunb)、狗脊蕨(Woodwardiajaponica(L.f.) Sm)、棕鱗鐵角蕨(Aspleniumindicumvar.Yoshinagae(Makino) Ching et S.H.Wu)、江南卷柏(SelaginellamoellendorffiiHieron)、井欄邊草(PterismultifidaPoir)、斜羽假蹄蓋蕨(Athyriopsisjaponica(Thunb.) Ching var.Oshimensis(Christ) Ching)、闊羽貫眾(CyrtomiumyamamotoiTagawa)、鳳丫蕨(Coniogrammejaponica(Thunb.) Diels)、普通假毛蕨(Pseudocyclosorussubochthodes(Ching) Ching)、金星蕨(Parathelypterisglanduligera(Kze.) Ching)，其中江南卷柏為優(yōu)勢種，數(shù)量達(dá)57株，江南卷柏為土生或石生，常分布于海拔100～1500 m處[11]，本文所選擇的樣方海拔較低，在西天目山地區(qū)適合它的生長；而紫萁、闊羽貫眾和普通假毛蕨為弱勢種，數(shù)量均只有1株。此外，株高最高的為紫萁，高達(dá)95.00 cm，最低的為江南卷柏，株高為16.79 cm。林下樣方中共有6種蕨類，分別是江南卷柏、寬鱗耳蕨(PolystichumlatilepisChing et H.S.Kung)、闊鱗鱗毛蕨(Dryopterischampionii(Benth.) C.Chr)、針毛蕨(Macrothelypterisoligophlebia(Bak.) Ching)、耳羽巖蕨(WoodsiapolystichoidesEaton)和裸葉鱗毛蕨，其中江南卷柏為優(yōu)勢種，數(shù)量達(dá)63株；裸葉鱗毛蕨為弱勢種，只有2株，但其株高最高，達(dá)52.25 cm。

表2 平均海拔302.5 m處不同生境樣方內(nèi)蕨類植物

平均海拔476 m處，路邊和林下2個(gè)生境樣方內(nèi)蕨類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。路邊樣方內(nèi)共有3種蕨類，分別為裸葉鱗毛蕨、鳳丫蕨、闊羽貫眾。優(yōu)勢種為裸葉鱗毛蕨，數(shù)量達(dá)14株；弱勢種為闊羽貫眾，數(shù)量只有1株，但其株高最高，達(dá)55.78 cm。林下樣方內(nèi)蕨類有裸葉鱗毛蕨、井欄邊草和稀羽鱗毛蕨(Dryopterissparsa)，其中裸葉鱗毛蕨為優(yōu)勢種，數(shù)量達(dá)157株，其株高最高，為47.09 cm；稀羽鱗毛蕨為弱勢種，數(shù)量只有7株，其株高最低，為33.07 cm。

表3 平均海拔476 m處不同生境樣方內(nèi)蕨類植物

平均海拔624.5 m處，路邊和林下2個(gè)生境樣方內(nèi)蕨類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。路邊樣方內(nèi)有2種蕨類：歐洲蕨(Pteridiumaquilinum(L.) Kuhn)、芒萁(Dicranopterisdichotoma(Thunb.) Berhn)。歐洲蕨為優(yōu)勢種，數(shù)量達(dá)163株，株高為91.12 cm，歐洲蕨常生于海拔200～830 m的山地陽坡及森林邊緣陽光充足的地方[12]，本研究選取的樣方位于西天目山地區(qū)烽火臺附近，該山坡向陽，處于馬尾松森林的邊緣地帶，陽光充足，適合歐洲蕨的生長；芒萁為弱勢種，數(shù)量只有1株，株高為14 cm。林下樣方內(nèi)有5種蕨類，分別是歐洲蕨、毛軸假蹄蓋蕨(Athyriopsispetersenii(Kunze) Ching)、江南卷柏、井欄邊草和蕨萁(Botrychiumvirginianum(L.) Sw)，其中毛軸假蹄蓋蕨為優(yōu)勢種，數(shù)量91株，蕨萁為弱勢種，數(shù)量1株。歐洲蕨株高最高，為143.17 cm，蕨萁株高最低，為5 cm。

表4 平均海拔624.5 m處不同生境樣方內(nèi)蕨類植物

平均海拔870 m處，路邊和林下2個(gè)生境樣方內(nèi)蕨類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5。路邊樣方內(nèi)僅有2種蕨類：紫萁和歐洲蕨。其中歐洲蕨為優(yōu)勢種，數(shù)量18株，株高為67.33 cm；紫萁為弱勢種，數(shù)量5株，株高為79.40 cm。林下樣方內(nèi)有6種蕨類，分別是黃山鱗毛蕨(Dryopterishuangshanensis)、紫萁、中華金星蕨(ParathelypterischinensisChing ex Shing)、黑足鱗毛蕨(DryopterisfuscipesC.Chr)、金星蕨和海金沙(Lygodiumjaponicum(Thunb.) Sw)。其中中華金星蕨為優(yōu)勢種，數(shù)量191株；海金沙為弱勢種，數(shù)量只有1株。株高最高的是紫萁，為82.50 cm；最低的是金星蕨，為16.83 cm。

平均海拔1100 m處，路邊和林下2個(gè)生境樣方內(nèi)蕨類統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6。路邊樣方內(nèi)有5種蕨類，分別是翠云草(Selaginellauncinata(Desv.) Spring)、日本蹄蓋蕨(Athyriumniponicum)、虎耳鱗毛蕨(Dryopterissaxifraga)、鳳丫蕨和紫萁。其中翠云草為優(yōu)勢種，數(shù)量16株。翠云草多生于林下的腐殖質(zhì)土壤、溪邊陰濕雜草叢、濕石或石縫中，喜歡溫暖濕潤的半陰環(huán)境，常分布于海拔50～1200 m處[13]，本研究選取的樣方位于天目山風(fēng)景區(qū)大樹王附近，該區(qū)域空氣濕度高，土壤所含的腐殖質(zhì)比較多，同時(shí)因?yàn)橹車L有大量的柳杉和金錢松等高大喬木，地面光線處于半陰狀態(tài)，適合翠云草的生長。紫萁為弱勢種，數(shù)量只有1株，但其株高最高，為121 cm。林下樣方內(nèi)有5種蕨類，分別是鳳丫蕨、紫萁、日本蹄蓋蕨、鱗柄短腸蕨(Allantodiasquamigera(Mett.) Ching)和黑足鱗毛蕨，其中紫萁為優(yōu)勢種，數(shù)量有6株；鳳丫蕨和鱗柄短腸蕨為弱勢種，數(shù)量均僅有1株。鳳丫蕨株高最高，為85 cm，紫萁株高最低，為38.30 cm。

表5 平均海拔870 m處不同生境樣方內(nèi)蕨類植物

表6 平均海拔1100 m處不同生境樣方內(nèi)蕨類植物

3 結(jié)論與討論

1)本研究對西天目山地區(qū)5個(gè)海拔高度上典型樣方內(nèi)蕨類植物進(jìn)行調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)28種蕨類植物，隸屬14科20屬。

2)在不同的海拔高度蕨類植物類群呈現(xiàn)一些梯度變化，比如低海拔高度302.5 m處江南卷柏的數(shù)量較多，為強(qiáng)勢種；中海拔高度624.5 m處歐洲蕨和江南卷柏較多，為強(qiáng)勢種；高海拔高度1100 m處翠云草的數(shù)量較多，為強(qiáng)勢種。這種變化可能與蕨類的生存環(huán)境條件有關(guān)。

3)在同一平均海拔高度上，路邊與林下2種生境中蕨類植物的種類和株高也存在比較明顯的差異，主要由環(huán)境因素和人為因素導(dǎo)致：①環(huán)境因素。所選樣方所處的地理環(huán)境不同，其土壤成分、水分、光線強(qiáng)弱都會影響到蕨類的生長。如路邊樣方位于溪流邊剛竹林下，此區(qū)域土壤肥沃，腐殖質(zhì)含量高，光線相對較弱，導(dǎo)致蕨類植物種類繁多；而林下樣方位于路邊，光線比較強(qiáng)，土壤中砂石較多，土壤養(yǎng)分及水分含量相對少，蕨類種類少。②人為因素。一般而言路邊的樣方受人為影響較大，對蕨類的生長會產(chǎn)生直接影響，但有些樣方雖然位于路邊，但由于這些區(qū)域人為活動(dòng)痕跡較少，對蕨類的分布也未產(chǎn)生較為明顯的影響。如林下樣方，雖然位于天目山景區(qū)大門靠近大橋附近，但該區(qū)域人為活動(dòng)少，蕨類的生長未受到明顯的影響。有些樣方雖然位于竹林下，離馬路較遠(yuǎn)，但由于天目山景區(qū)的居民有采竹筍的習(xí)慣，所以竹林下的土壤經(jīng)常被翻耕，蕨類種類雖然多，但是生物量較小。

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[13]張憲春，張麗兵.中國植物志：第6(3)卷[M].北京：科學(xué)出版社，2004：145.

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The Investigation and Analysis of Pteridophyte Resources at Different Altitude in West Tianmu Mountain

NIE Jiayue，XU Yabo，SHEN Jie，WANG Wenjun，WANG Yiting，YU Xurun，XIONG Fei

(Collegeofbiologicalscienceandtechnology，YangzhouUniversity，Yangzhou225009，Jiangsu，China)

In order to obtain information concerning the distribution of pteridophyte resources at different altitudes in West Tianmu Mountain，Pteridophytes were investigated and analyzed beside road and under forest at 5 altitudes in the West Tianmu Mountain by the method of quadrat survey.There were 28 species of pteridophytes，belonging to 14 families and 20 genera.The pteridophyte species distributed differentially in different altitudes，and there also existed different dominant species and vulnerable species in different habitats.①At 302.5 m altitude，there were 11 species beside road and 5 species under forest respectively.SelaginellamoellendorffiiHieron were the dominant species，OsmundajaponicaThunb，CyrtomiumyamamotoiTagawa andPseudocyclosorussubochthodes(Ching) Ching were vulnerable species；②At 476 m altitude，there were 3 species beside road and 3 species under forest respectively.Dryopterisgymnophylla(Bak.) C.Chr was the dominant species，CyrtomiumyamamotoiTagawa was vulnerable species；③At 624.5 m altitude，there were 2 species beside road and 5 species under forest respectively，Pteridiumaquilinum(L.) Kuhn was dominant species，Dicranopterisdichotoma(Thunb.) Berhn andBotrychiumvirginianum(L.) Sw were vulnerable species；④At 870 m altitude，there were 2 species beside road and 6 species under forest respectively.ParathelypterischinensisChing ex Shing was the dominant species andLygodiumjaponicum(Thunb.) Sw was vulnerable species.⑤At 1100 m altitude there were 5 species beside road and under forest respectively.Selaginellauncinata(Desv.) Spring was the dominant species，whileOsmundajaponicaThunb，Coniogrammejaponica(Thunb.) Diels andAllantodiasquamigera(Mett.) Ching were vulnerable species.In all，the results will be helpful to protect and make good use of pteridophyte resources in Tianmu Mountain.

pteridophyte；vertical distribution；altitude；West Tianmu Mountain

2016-10-25；

2017-01-06

江蘇省生物技術(shù)品牌專業(yè)(PPZY2015C212)

聶甲玥(1993—)，女，山西陽泉人，揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科生，從事植物生物學(xué)研究。E-mail：853748391@qq.com。

熊飛(1973—)，男，江蘇泰興人，揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，博士，從事植物生物學(xué)研究。E-mail：feixiong@yzu.edu.cn。

10.13428/j.cnki.fjlk.2017.02.019

Q949.36

A

1002-7351(2017)02-0095-05