百里峽保護(hù)區(qū)維管束植物區(qū)系組成及特征分析

吳思思,向大兵,李婉瑜,杜 蓉,宗 浩*

(四川師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610101)

百里峽保護(hù)區(qū)屬于北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候類型，溫度適宜，降雨充足，再加上地貌和地勢(shì)的多樣性，植物種類和區(qū)系成分也表現(xiàn)出相應(yīng)的多樣性特點(diǎn).區(qū)內(nèi)植物種類繁多，堪稱一個(gè)巨大的“天然基因庫(kù)”.1999年，百里峽經(jīng)宣漢縣人民政府批準(zhǔn)建立縣級(jí)自然保護(hù)區(qū)；2002年，經(jīng)四川省人民政府批準(zhǔn)，升級(jí)為省級(jí)自然保護(hù)區(qū).

植物區(qū)系見(jiàn)證了環(huán)境的變遷，能反映出不同時(shí)期地質(zhì)的特征[1-4]，其群落組成與地理分布成分結(jié)構(gòu)等能直觀反映該區(qū)域植被的特征和物種的多樣性.近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外基于分子系統(tǒng)學(xué)研究提出的(APG)系統(tǒng)被廣泛接受，相應(yīng)方法得到的系統(tǒng)也相繼應(yīng)用于整個(gè)植物分類系統(tǒng)中[5-8].

文中采用傳統(tǒng)野外實(shí)地調(diào)查結(jié)合查閱文獻(xiàn)資料的方法[9-10]，旨在豐富和完善百里峽保護(hù)區(qū)維管束植物的種類及分布概況，為該保護(hù)區(qū)調(diào)整劃分，以及保護(hù)區(qū)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù).

1 區(qū)域自然概況

百里峽自然保護(hù)區(qū)位于四川省達(dá)州市宣漢縣東北部樊噲鎮(zhèn)境內(nèi)，坐落于東經(jīng)108°12′52″～108°31′52″，北緯31°38′12″～31°47′20″，海拔452～2 148 m，總面積262.60 km2.保護(hù)區(qū)是亞熱帶和溫帶地區(qū)植物區(qū)系的重要交匯地區(qū)，植物區(qū)系偏重于溫帶性質(zhì)，具亞熱帶向溫帶過(guò)渡的特點(diǎn)，植被類型因地勢(shì)不同而產(chǎn)生明顯差異，垂直分布明顯.百里峽自然保護(hù)區(qū)主要保護(hù)對(duì)象是大巴山南麓獨(dú)特的中山峽谷、地質(zhì)遺跡景觀、珍稀動(dòng)植物等，其大地構(gòu)造位置屬于揚(yáng)子地臺(tái)北緣的大巴山弧形褶皺帶，峽區(qū)構(gòu)造類型以褶皺為主[11]，地理成分復(fù)雜，形成了大量以杉、松、柏為主的原始天然森林植被，類型豐富、物種繁多[12].

2 研究方法

從水平及垂直方向采用典型抽樣法設(shè)置區(qū)內(nèi)調(diào)查樣線.對(duì)不認(rèn)識(shí)的植物種類，采集標(biāo)本后參考圖鑒進(jìn)行鑒定，每個(gè)物種采集2份標(biāo)本，并按照要求填寫(xiě)完整采集記錄表.在樣線上布設(shè)樣方，用GPS精確定位，并逐項(xiàng)填寫(xiě)調(diào)查樣方的地理坐標(biāo)、生境、植物群落、種類組成、郁閉度或蓋度、海拔、坡度、坡向、坡位等.

通過(guò)野外實(shí)地調(diào)查，結(jié)合文獻(xiàn)資料[12]整理出保護(hù)區(qū)維管束植物名錄.本次調(diào)查的植物物種鑒定主要參考《四川植物志》、《中國(guó)高等植物圖鑒》以及中國(guó)高等植物圖鑒補(bǔ)卷[13-15].在此基礎(chǔ)上，對(duì)保護(hù)區(qū)內(nèi)維管束植物按照所含物種的多少進(jìn)行大小級(jí)數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析[10,164]，據(jù)此了解保護(hù)區(qū)內(nèi)植物物種的主要組成.然后依照秦仁昌等[17]、李錫文[18]、吳征鎰等[19-20]對(duì)中國(guó)植物分布區(qū)類型劃分的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該保護(hù)區(qū)內(nèi)植物科、屬的區(qū)系地理成分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析.

3 結(jié)果與分析

3.1 植物區(qū)系的科屬組成及分析

此次調(diào)查樣方共計(jì)423個(gè)，采樣205個(gè)，新增植物名錄18種，結(jié)合文獻(xiàn)資料[12]整理出百里峽區(qū)內(nèi)有維管束植物156科685屬1 447種，其中，蕨類植物23科43屬76種，裸子植物8科17屬24種，被子植物125科625屬1 347種(表1).種子植物種類在本地區(qū)維管束植物種類中占比為93.09%，是保護(hù)區(qū)的主要植物種類.另外,保護(hù)區(qū)有國(guó)家Ⅰ級(jí)保護(hù)植物7種，分別為銀杏、水杉、紅豆杉、蘇鐵、珙桐等，國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)植物有天麻、川黃檗、潤(rùn)楠、巴山榧、厚樸、喜樹(shù)、連香樹(shù)、杜仲、厚樸、楠木、香樟、鵝掌楸、金蕎麥等 13 種.

表1 百里峽自然保護(hù)區(qū)高等植物分析占比

從保護(hù)區(qū)維管束植物的物種構(gòu)成可以看出，被子植物種類占絕大多數(shù)，裸子植物相對(duì)單一.蕨類植物雖然種類較少，但所占科數(shù)比率并不小，其中又以鱗毛蕨科、水龍骨科最為豐富.由于百里峽保護(hù)區(qū)水熱條件較好，所以常綠闊葉與落葉闊葉林的植物種類比較豐富，如薔薇科87種、殼斗科14種、樟科20種.同時(shí)保護(hù)區(qū)較多的植物還有菊科125種、傘形科35種、禾本科莎草科117種、百合科58種.

3.1.1 百里峽自然保護(hù)區(qū)維管束植物在四川和全國(guó)區(qū)系中的地位 如表2、表3所示，從保護(hù)區(qū)維管束植物種類與全國(guó)、全省的比較來(lái)看，保護(hù)區(qū)內(nèi)分布的維管束植物共計(jì)156科，685屬，1 447種(包括變種).維管束植物科數(shù)占四川省維管束植物科數(shù)的 67.24%，全國(guó)的42.86%；屬數(shù)占四川省的42.26%，全國(guó)的20.17%；種數(shù)占四川省的15.64%，全國(guó)的4.98%(表2-3),說(shuō)明百里峽的植物較為豐富多樣.其中種子植物種類所占全國(guó)、全省的種類比例都較大，特別是菊科(125種)，毛茛科(47種)，唇形科(57種)，百合科(58種)等，這都說(shuō)明百里峽自然保護(hù)區(qū)內(nèi)植物類群豐富，且極具地域特點(diǎn).

表2 百里峽自然保護(hù)區(qū)維管束植物在 四川省維管束植物中的占比

表3 百里峽自然保護(hù)區(qū)維管束植物在 全國(guó)維管束植物中的占比

3.1.2 蕨類植物的科大小級(jí)分析 根據(jù)蕨類植物科屬的數(shù)量級(jí)大小統(tǒng)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)[10,16]，將保護(hù)區(qū)域內(nèi)蕨類植物23科43屬76種按照科、屬所含物種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表4).調(diào)查結(jié)果顯示，蕨類植物23個(gè)科中大科所含植物種數(shù)占蕨類植物總種數(shù)的26.32%，分別為鱗毛蕨科(Dryopteridaceae/10種)和水龍骨科(Polypodiaceae/10種)；含5～9種的中等科3個(gè)，其所含植物種數(shù)占蕨類植物總種數(shù)的25%，分別為蹄蓋蕨科(Athyriaceae/9種)、鳳尾蕨科(Pteridaceae/5種)和鐵角蕨科(Aspleniaceae/5種)；少種科所含植物種數(shù)占蕨類植物總種數(shù)的39.47%，構(gòu)成區(qū)域內(nèi)蕨類植物區(qū)系的主體；區(qū)域內(nèi)的蕨類植物單種科有7科，所占比較少，僅為9.21%.

表4 百里峽保護(hù)區(qū)區(qū)域內(nèi)蕨類植物科、屬的數(shù)量統(tǒng)計(jì)

區(qū)域內(nèi)蕨類植物屬的統(tǒng)計(jì)分析中，含5～9種的中等屬2個(gè)，為鳳尾蕨屬(Pteris/5種)、鐵角蕨屬(Asplenium/5種)；含2～4種的少種屬16個(gè)，主要有鱗毛蕨屬(Dryopteris/4種)、鐵線蕨屬(Adiantum/4種)、貫眾屬(Cyrtomium/3種)、卷柏屬(Selaginella/2種)等；單種屬的有25個(gè)，主要是海金沙屬(Lygodium)、旱蕨屬(Pellaea)、亮毛蕨屬(Acystopteris)、角蕨屬(Cornopteris)等.從屬的分類及比例可以看出，少種屬和單種屬占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，分別占蕨類植物總種數(shù)的53.95%和32.89%.

3.1.3 種子植物的科大小級(jí)分析 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的方法[10,16],對(duì)保護(hù)區(qū)區(qū)域內(nèi)種子植物133科642屬1 371種按照科所含種的多少進(jìn)行科的大小統(tǒng)計(jì)分類(表5)，從科的分類及比例可以看出,百里峽保護(hù)區(qū)內(nèi)種子植物以寡種科為區(qū)系內(nèi)優(yōu)勢(shì)科的特征十分明顯，占總科數(shù)的比例為40.60%；大科和寡種科在種的水平上占有較高的比例，為52.30%和21.30%.

表5 百里峽保護(hù)區(qū)域內(nèi)種子植物科的數(shù)量統(tǒng)計(jì)

3.2 維管束植物的區(qū)系成分分析

3.2.1 蕨類植物的區(qū)系成分分析 百里峽自然保護(hù)區(qū)共有蕨類植物76種43屬.根據(jù)秦仁昌等[17]對(duì)蕨類植物的區(qū)系分類系統(tǒng)，可以將百里峽蕨類植物分為10個(gè)類型(表6)，其中熱帶分布20屬32種，占其總數(shù)的45.46%和42.11%.從數(shù)據(jù)來(lái)看，百里峽自然保護(hù)區(qū)蕨類植物主要是泛熱帶分布類型，熱帶成分僅有 2 種，主要是栽培植物蘇鐵(Cycasrevoluta)和羅漢松(Podocarpusmacrophyllus)，即百里峽自然保護(hù)的野生裸子植物均為溫帶分布.中國(guó)特有種有銀杏(Ginkgobiloba)、杉木(Cunninghamialanceolata)和水杉(Metasequoiaglyptostroboides).

表6 百里峽自然保護(hù)區(qū)蕨類植物的區(qū)系特征

3.2.2 種子植物的區(qū)系分析 根據(jù)吳征鎰[19-20]、李錫文[18]等的中國(guó)種子植物類型劃分報(bào)告，統(tǒng)計(jì)分析出百里峽自然保護(hù)區(qū)植物類型分為15個(gè)類型和18個(gè)變型(表7)，反映出該區(qū)系分布區(qū)類型的復(fù)雜性和植物資源的多樣性.從表中可以看出百里峽保護(hù)區(qū)植物的主要分布類型是溫帶分布和泛熱帶分布.

根據(jù)表7對(duì)保護(hù)區(qū)植物區(qū)系成分的統(tǒng)計(jì)，區(qū)系中世界廣布屬共55屬，主要是蓼屬(Polygonum)、懸鉤子屬(Rubus)、莧屬(Amaranthus)、鐵線蓮屬(Clematis)、商陸屬(Phytolacca)等.這些屬種多為草本植物，它們的生態(tài)適應(yīng)幅度廣，是遍及各大洲而無(wú)特殊分布中心的屬.其余熱帶各類型成分共有222屬，占總屬數(shù)的34.53%，熱帶分布各類型中以泛熱帶分布(81屬)為主，其屬數(shù)占區(qū)系類型總屬數(shù)的12.60%.

從表7可以看出,溫帶分布類型是百里峽保護(hù)區(qū)優(yōu)勢(shì)分布種，共有342屬775種，分別占總屬數(shù)的53.19%和總種數(shù)的56.53%.其中以北溫帶分布類型(110屬)為主，占總屬數(shù)的17.11%.其次東亞和北美洲間斷分布類型(41屬)、舊世界溫帶分布類型(38屬)、東亞分布類型(50屬)占比例成分也較高，它們構(gòu)成了溫帶成分的主要分布類型.中國(guó)特有成分為24屬26種， 分別占總屬數(shù)的3.73%和總種數(shù)的1.90%，主要有銀杏屬(Ginkgo)、通脫木屬(Tetrapanax)、動(dòng)蕊花屬(Kinostemon)、水杉屬(Metasequoia)、裸蒴屬(Gymnotheca)、珙桐屬(Davidia)、青檀屬(Pteroceltis)、慈竹屬(Neosinocalamus)等.從分布類型上來(lái)看，保護(hù)區(qū)主要從溫帶分布類型為主，熱帶分布類型為輔，具亞熱帶向溫帶過(guò)渡的特點(diǎn)，體現(xiàn)了該區(qū)域內(nèi)植被的地域性.

表7 百里峽自然保護(hù)區(qū)種子植物的分布區(qū)類型

4 討論與建議

4.1 討論

百里峽保護(hù)區(qū)區(qū)域維管束植物區(qū)系呈現(xiàn)如下特征：百里峽保護(hù)區(qū)域內(nèi)維管束植物156科685屬1 447種，維管束植物科數(shù)占四川省維管束植物科數(shù)的 67.24%，全國(guó)的42.86%；屬數(shù)占四川省的42.26%，全國(guó)的20.17%；種數(shù)占四川省的15.64%，全國(guó)的4.98%，說(shuō)明該區(qū)域內(nèi)物種多樣性較為豐富，分布區(qū)類型多樣；根據(jù)科的大小級(jí)分析，寡種科優(yōu)勢(shì)明顯；保護(hù)區(qū)內(nèi)種子植物共有15種類型和18種變型區(qū)系成分，這足以說(shuō)明該區(qū)系成分的多樣性.其分布區(qū)類型上與周圍的花萼山自然保護(hù)區(qū)[3]、大巴山自然保護(hù)區(qū)[21]和雪寶山自然保護(hù)區(qū)類似；百里峽保護(hù)區(qū)內(nèi)種子植物區(qū)系的溫帶地理成分占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，被子植物各類溫帶植物共有342屬和775種，占保護(hù)區(qū)植物的一半以上，說(shuō)明溫帶分布屬、種生活型多種多樣，其中又以木本屬的種類最為豐富；百里峽自然保護(hù)區(qū)植物區(qū)系以溫帶分布為主，熱帶分布為輔，結(jié)合其地理位置不難說(shuō)明該區(qū)域的植物區(qū)系具有溫帶向熱帶過(guò)渡的特征；在古老植物種類中，保護(hù)區(qū)的第三級(jí)殘遺植物有很多，這是由于百里峽保護(hù)區(qū)地理位置在第四紀(jì)冰川活動(dòng)中具有優(yōu)勢(shì)性，遭受的襲擊小，故第三紀(jì)殘遺植物屬保留有很多.總之，保護(hù)區(qū)植物區(qū)系的特征為：植物種類豐富；優(yōu)勢(shì)科屬明顯；我國(guó)特有植物種屬較多，起源古老；區(qū)系成分復(fù)雜，來(lái)源于多重地理成分，包含從溫帶向熱帶過(guò)渡的多種植物類型.

4.2 建議

保護(hù)區(qū)居住大量居民，生活、修路、旅游等項(xiàng)目建設(shè)對(duì)保護(hù)區(qū)有一定影響，一些河流斷流，動(dòng)植物生存環(huán)境有惡化的趨勢(shì)，所以在對(duì)保護(hù)區(qū)保護(hù)為主的基礎(chǔ)上，根據(jù)保護(hù)區(qū)的自身現(xiàn)狀進(jìn)行合理有效的規(guī)劃調(diào)整.另外，百里峽開(kāi)發(fā)資源目前較少，因此具有較大的開(kāi)發(fā)潛力.但過(guò)度開(kāi)發(fā)利用，將影響保護(hù)區(qū)建設(shè)，也將對(duì)生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)潛在威脅.因此，堅(jiān)持“保護(hù)為先，開(kāi)發(fā)為輔”的原則，正確處理好保護(hù)區(qū)開(kāi)發(fā)和生態(tài)保護(hù)的關(guān)系，堅(jiān)持保護(hù)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展道路，把資源開(kāi)發(fā)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響降到最低.建議結(jié)合目前已有的關(guān)于保護(hù)區(qū)調(diào)整規(guī)劃的一些案例，以及保護(hù)區(qū)建設(shè)中植被保護(hù)及恢復(fù)的研究成果來(lái)進(jìn)行相關(guān)環(huán)境的保護(hù)指導(dǎo)工作，比如在保護(hù)區(qū)開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)把土地的占用減少到最小、對(duì)物種豐富、多樣性高的區(qū)域應(yīng)想辦法避開(kāi)；對(duì)施工人員進(jìn)行生態(tài)環(huán)保知識(shí)方面的宣傳教育；對(duì)稀有瀕危植物及時(shí)采取必要保護(hù)措施，如移栽育苗、就地或遷地保護(hù)等策略，要因地制宜具體問(wèn)題具體分析.最后，要做好施工后的殘?jiān)蜕罾那謇?，植物的恢?fù)及重建工作.

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