長白山區(qū)域植物區(qū)系垂直分布格局探討

邰志娟 孟格蕾 史國強(qiáng)

摘 要：長白山是我國境內(nèi)唯一一座種質(zhì)資源保存完整的高山凍原名山，是世界植物區(qū)系及種質(zhì)資源開發(fā)研究重要基地。本文主要通過對長白山區(qū)域內(nèi)的植物標(biāo)本進(jìn)行采集和鑒定探討植物區(qū)系垂直分布格局，以體現(xiàn)長白山植物之間的聯(lián)系，為廣大同仁的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：長白山；植物；分布格局；探討

中圖分類號：S72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190415031

長白山是東亞北部種質(zhì)資源主要保存地，是植物區(qū)系及各質(zhì)資源研究和開發(fā)利用的主要基地。長白山的植物區(qū)系屬于東亞植物區(qū)中國-日本森林植物亞區(qū)的東北地區(qū)，隨著山體海拔的升高，溫度和降水都有所變化，造就了長白山完整的植被帶譜。對長白山區(qū)域內(nèi)的植物區(qū)進(jìn)行垂直分布格局變化研究可以了解各植物區(qū)系的發(fā)展前景，為長白山植物多樣性評價提供有效參考。

1 長白山區(qū)域自然條件特點(diǎn)

長白山處于中國東北地區(qū)，位于吉林省東南部，是中國和朝鮮的交界處。長白山是松花江、鴨綠江和圖們江的發(fā)源地，海拔差異明顯，山脈自下而上形成梯度差異，由于各區(qū)域水熱條件不同，自然植被多樣，隨著海拔的升高，植被垂直分布明顯。長白山山脈自上而下年降水量可達(dá)1300mm左右，年相對濕度在67%左右，冬季與夏季溫差大，降水主要集中在夏季的6—8月。長白山隨著海拔升高，溫度降低，降水量增大，溫差增大，氣象活動因子差異明顯。相關(guān)調(diào)查顯示，長白山的維管束植物大概有1323種，大概占東北地區(qū)植物種類的70.2%。長白山北坡自上而下分別為高山凍原帶、亞高山岳樺林帶、暗針葉林帶、闊葉紅松林帶，土壤有黑土、草甸土、白漿土、沼澤土等多種類型。

2 長白山區(qū)域植物區(qū)系垂直分布格局

2.1 植物分布狀況

長白山的山體主要由玄武石組成，最高海拔大概在2744m，主要有5個植物區(qū)系垂直分布帶。在海拔500～800m的區(qū)域，土壤為棕色森林土，年平均溫度在3℃左右，年降水量在700mm左右，主要為闊葉混交林帶；在海拔800～1100m區(qū)域，土壤為暗棕色的森林土，年平均溫度在2℃左右，年無霜期大概有125d左右，主要為針葉、落葉和闊葉混交林帶；在海拔1100～1800m區(qū)域，年平均溫度在2℃左右，終年被云霧籠罩，主要為寒溫針葉林帶；在海拔1800m以上，山脈地勢陡峭，山體組成部分主要為火山噴發(fā)物，主要是矮曲林帶；在海拔2000～2700m之間，年溫度低、濕度大、風(fēng)力強(qiáng)，主要為山地苔原帶。

2.2 植物區(qū)系垂直格局

長白山垂直分布格局上最重要的植物區(qū)系是北溫帶分布，在山脈海拔降低的情況下仍然有大部分的山凍原帶，這體現(xiàn)了長白山植物區(qū)系的基本特征；以東亞和北美間斷分布、熱帶和亞熱帶區(qū)系分布為主；以溫帶中國-日本分布和東南亞分布為主。

隨著長白山山脈海拔的不斷升高最終止于高山岳樺林帶，這說明長白山植物區(qū)系在發(fā)展過程中與熱點(diǎn)有明顯的關(guān)系。溫帶北部有明顯的高山凍原和植物垂直分布特征，寒帶區(qū)系的分布說明長白山與寒帶極地關(guān)系密切。長白山的19種分布區(qū)類型說明植被的北極成分貫穿于所有植被垂直帶，北極對各個植被垂直帶影響非常大，山脈從低到高影響比重越來越大。熱帶對長白山植物垂直分布影響不大，只對闊葉紅松林帶有影響。寒帶影響隨著海拔的升高而增加，同時溫帶性質(zhì)成分的特種逐漸減少，在高山凍原帶的闊葉紅松林仍然低于溫帶的數(shù)量，這說明長白山植物區(qū)系主要以溫帶性質(zhì)為主。

2.3 長白山植物區(qū)系垂直分布格局特點(diǎn)

2.3.1 區(qū)系性質(zhì)

通過對長白山植物科、屬、種的分析發(fā)現(xiàn)，植物區(qū)系存在明顯垂直分布特征，不同性質(zhì)的區(qū)系垂直分布特征不同。熱帶成分和溫帶成分隨著海拔升高而減少，熱帶成分一直到暗針葉林帶止；溫帶成分由闊葉紅松林帶的物種的80%下降到高山凍原帶的56%。在長白山現(xiàn)有的19個分布類型中，溫帶性質(zhì)類型大概占13個，從分布型4到分布型19；寒帶性質(zhì)類型大概占2個，主要為分布型2和分布型3；熱帶性質(zhì)類型大概占3個，從分布型22到分布型27。通過標(biāo)本采集及統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在4個植被垂直分布帶中，闊葉紅松林帶的溫帶性質(zhì)物種大概占80%，寒帶性質(zhì)物種大概占13.5%，熱帶性質(zhì)物種大概占3.5%；暗針葉林帶的溫帶性質(zhì)物種大概占76.5%，寒帶性質(zhì)物種大概占21.5%，熱帶性質(zhì)物種大概占2%；亞高山岳樺林帶的溫帶性質(zhì)物種大概占67.4%，寒帶性質(zhì)物種大概占32.4%，沒有熱帶性質(zhì)物種；高山凍原帶的溫帶性質(zhì)物種大概占56.8%，寒帶性質(zhì)物種大概占44.1%，沒有熱帶性質(zhì)物種。可以得出結(jié)論隨著長白山海拔的升高，各垂直帶的物種種類，溫帶性質(zhì)的種類逐漸減少，寒帶性質(zhì)物種種類逐漸增加，而且隨著海拔升高，歐亞北美大陸成分以及北極成分的物種明顯增多，這在說明長白山植物垂直分布特征的基礎(chǔ)上證實(shí)了長白山植物區(qū)系垂直分布帶都屬于溫帶性質(zhì)。

2.3.2 獨(dú)特現(xiàn)象

長白山區(qū)域雖然多次受火山噴發(fā)影響，物種的保存及分布也受到影響，但總體來看，影響不大。長白山植物區(qū)系仍保存中國特有的槭葉草屬、知母屬和大葉子屬等3大物種，其中有東北特有屬性的物種大概90種左右，占長白山物種總數(shù)的大概7%，長白山特有的物種大概有40種，這些中國特有的植物物種主要分布在闊葉紅松林帶。

2.3.3 地理聯(lián)系

長白山屬于東北地區(qū)，其植物區(qū)系與世界的植物區(qū)系有一定聯(lián)系，與北半球特別是東亞之間的聯(lián)系最為密切。在各個垂直分布的植被帶中，物種與日本聯(lián)系最為緊密，且能清晰顯示出垂直分布的特征。聯(lián)系第二緊密的為歐亞北美大陸，主要是受第三紀(jì)晚期及第四紀(jì)氣候變冷之后北方的溫帶植物的演變與南移影響。聯(lián)系第三緊密的是北極，含有北極成分的植物物種從闊葉紅松林帶到高山凍原帶比例一直在增加。長白山與熱帶區(qū)系的聯(lián)系只限于闊葉紅松林帶和暗針葉林帶，與寒帶區(qū)系的聯(lián)系隨著海拔升高而增加。

3 探討

長白山的植被垂直分布帶可分為闊葉紅松林帶、暗針葉林帶、亞高山岳樺林帶和高山凍原帶，4個植被帶有明顯的垂直分布特征。根據(jù)標(biāo)本收集與檢測發(fā)現(xiàn)，長白山植被共有大概1323個品種，在4個垂直分布帶中每個分布帶的前10位都包括菊科、禾本科、薔薇科和毛茛科4個科，因此得出結(jié)論，菊科、禾本科、薔薇科和毛茛科4個科為長白山植被強(qiáng)勢科；長白山的4個植被垂直分布帶的區(qū)系特性是溫帶性質(zhì)，以北溫帶類型為最多。熱帶性質(zhì)的物種只影響4個分布帶的闊葉紅松林帶和暗針葉林帶，特種多屬于溫帶物種的延伸。隨著山脈海拔的升高，溫帶性質(zhì)慢慢減弱，寒帶性質(zhì)增強(qiáng)；長白山植被受火山噴發(fā)的特有現(xiàn)象影響，有許多高山凍原帶特有物種，這些物種在闊葉紅松林帶分布最多，而且是其他4個分布帶的大概一倍；長白山的植物區(qū)系與世界植物區(qū)系聯(lián)系緊密，特別是東亞和日本，與日本共有的物種可占長白山溫帶物種的1/4。

長白山作為我國境內(nèi)唯一一座種質(zhì)資源保存完整的高山凍原名山，其植物區(qū)系具有明顯的垂直分布特征，主要有闊葉紅松林帶、暗針葉林帶、亞高山岳樺林帶和高山凍原帶。隨著山脈海拔的不斷升高，溫度逐漸下降，各垂直帶群落相似程度會有差異，各垂直帶中的植物種類逐漸減少。在4個垂直分布帶中紅松落葉闊葉林帶的植物種類最為豐富，在相鄰的垂直帶內(nèi)，2個不同種群存在相似之處。長白山的4個植物垂直分布帶主要是溫帶物種性質(zhì)，與日本植物區(qū)系聯(lián)系緊密，植物群落隨著海拔的升高由多層逐漸變成二層或單層。

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