論常德地域木本植物區(qū)系特征及其成因

鄭 旻

（常德市河洑國有林場,湖南 常德 415000）

1.自然概況

1.1 地質(zhì)與地貌

本區(qū)大地構(gòu)造屬加里東褶皺帶,地史上曾經(jīng)歷了地槽和地臺段，由于地質(zhì)的強烈作用，使我區(qū)地貌完整而復(fù)雜。全區(qū)西部高山峻嶺，山巒重疊，中部丘崗連綿，東部地勢平坦，湖泊星羅棋布，最高海拔石門壺瓶山2098.7米，最低海拔漢壽縣西湖大垸28米，從而形成有高山、中山、低山、丘陵、崗地和平原等較完整的地形，致使我區(qū)具有植物種類繁多，樹種資源豐富的特點。

1.2 氣候

本區(qū)氣候?qū)僦衼啛釒虮眮啛釒н^渡的濕潤季風性氣候。年平均氣溫16.3—16.8℃ ,極端最高溫40.8℃（1933年8月8日出現(xiàn)在常德市），極端最低溫為-12℃（1956年1月23日出現(xiàn)在西洞庭），年平均降水1184.4-2253.3毫米，日照時數(shù)1500—1800小時，蒸發(fā)量1200- -1500毫米。無霜期270天左右。總的說來，本區(qū)具有氣候溫和，日照、熱量充足，雨量充沛，濕度大、霜期較短，生長期長等特點，對林木生長發(fā)育極為有利。

1.3 土壤

土壤母質(zhì)：在雪峰山余脈主要是古板溪系變質(zhì)砂頁巖、板巖及千枚巖；武陵山脈則多為古生代沉積石灰?guī)r及板頁巖、砂巖。兩流域（沅水、澧水）中間地帶，有白堊紀紅色砂巖和紫色砂頁巖；低丘地區(qū)為第四紀紅土。

土壤按不同海拔高度與特定植被類型，成為有規(guī)律的組合。山地，土壤垂直分布基本上分為紅壤、黃紅壤、山地黃壤，山地黃棕壤和山地草甸土；低丘、崗地、基本上為第四紀紅壤；平湖區(qū)為沖積或湖積母質(zhì)所形成的湖潮土。

土壤種類的多樣性，給林種結(jié)構(gòu)和樹種的多樣性創(chuàng)造了條件，為發(fā)展林業(yè)生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。

2.木本植物區(qū)系特征

本區(qū)地處中亞熱帶北緣，長期變季風濕潤性氣候的孕育，加之地形復(fù)雜，給動、植物繁衍提供了得天獨厚的地理生態(tài)條件。在植物區(qū)系上，按吳征鎰教授的劃分，我區(qū)屬華中植物區(qū)系。據(jù)世界植物區(qū)系起源，我國亞熱帶地區(qū)正處在古北極與古熱帶交替地帶，從地質(zhì)年代的第三紀末至第四紀，地球上發(fā)生了巨大變化，大陸冰川覆蓋了整個北半球,氣候急劇變冷，使不少植物蒙受嚴重摧殘，乃至絕滅。我區(qū)由于所處緯度較低，西北有秦嶺、大巴山截阻寒流，同時武陵山屬山原地貌，系云、貴、鄂高原的一部分，群巒迭障，山嶺連綿，雖也受冰川的影響，但這一帶所發(fā)生的冰川屬暖性作用的山岳冰川，與大陸冰川在性質(zhì)上有區(qū)別，因而使不少第三紀生長的植物得以幸存！氣候的寒暖交替。而幸存下來的植物為了繼續(xù)生存，在不同的生境中向著不同的方向產(chǎn)生適應(yīng)性變異。同時，劇烈變化的環(huán)境刺激，也能使植物遺傳基因發(fā)生“重組”或染色體結(jié)構(gòu)物質(zhì)改變，使植物發(fā)生變異。植物所產(chǎn)生的變異經(jīng)大自然篩選成新類群或新種。這就是導(dǎo)致我區(qū)當今樹種資源豐富,成分復(fù)雜，呈現(xiàn)出多樣性、古老性和獨特性的主要原因所在，其區(qū)系成分表現(xiàn)以下基本特征。

2.1 木本植物資源豐富

本區(qū)植物種類繁多,木本植物資源極其豐富，有古老的孑遺樹種，也有剛發(fā)現(xiàn)的新種和新分布種；有高大的喬木，也有眾多的藤本、灌木；有多種亞熱帶成分的樹種，還有豐富的熱帶、溫帶成分的樹種。

本區(qū)木木植物計有800余種（其中引種栽培100種），隸屬于102科268屬，分別占湖南木本植物114科422屬1800余種的89%、62%和44%。屬國家保護的樹種有27種(一級保護種1種，二級保護種11種，三級保護種15種),占全省52個國家保護樹種的51.9%。從優(yōu)勢科分析，在10種（含10種）以上的有19科(詳見表一)，占總科數(shù)16.72%。

上述可見，常德地域，特別是壺瓶山亦為湖南省豐富的樹種資源寶庫之一，是少見的物種“基因庫”。

表1 優(yōu)勢科（10種以上）一覽表

2.2 木本植物區(qū)系成分復(fù)雜

由于地形復(fù)雜，位置特殊，其植物區(qū)系也表現(xiàn)為豐富、復(fù)雜、過渡與交匯的綜合特征。大體而言，海拔1300米以下的山地，基本上反映了亞熱帶植物區(qū)系成分；海拔1300米以上，基本上屬于溫帶植物區(qū)系成分(以壺瓶山為代表)，且種類為最多，集中了大量的溫帶—亞熱帶落葉木本植物。突出的有薔薇科、槭樹科、忍冬科、椴樹科、樺木科、榛科、楊柳科、毛莨科等。其中薔薇科是分布比較完整的地區(qū)，計有11屬37種（包括3個新分布屬, 15個新分布種）；槭樹科2屬23種（包括1個新分布屬，10個新分布種）；熱帶植物區(qū)系成分的木本植物有近達20科，如木蘭科、?？?、青皮木科、大戟科、冬青科、清風藤科、杜英科、柿樹科、山礬科、野茉莉科、馬鞭草科、茜草科等；喜馬拉雅—日本成分將近占40屬，殘遺古老成分約有20屬。但整個區(qū)系組成中尚無寒帶成分。從而反映出本區(qū)植物的歷史狀況和演化趨勢，為繁育鄉(xiāng)土樹種提供了科學依據(jù)。

2.3 單種和少種科屬多

單種科、屬在分類上處于孤立地位。據(jù)統(tǒng)計我區(qū)的單種和少種科、屬較多，而且集中（幾乎全集中在石門縣壺瓶山）。單種科有銀杏科、水青樹科、杜仲科和鐘萼木科等；單種屬有貓兒屎屬、串果藤屬、山桐子屬、棣棠花屬、青錢柳屬、珙桐屬、香果屬和刺楸屬等；只有兩個種的少數(shù)種屬有杉木屬、鵝掌楸屬、領(lǐng)春木屬、連香樹屬、金錢槭屬，化香屬。假奓包葉屬、赤壁草屬、癭椒樹屬和鞘柄木屬等。從而表現(xiàn)出植物區(qū)系成分的古老性，為進一步發(fā)掘我區(qū)樹種資源提供了科學分析的線索。

2.4 特有樹種多

特有樹種反映了我區(qū)植物區(qū)系與它區(qū)植物區(qū)系的差異性,它代表著本區(qū)植物特點和獨特性。另還發(fā)現(xiàn)了一批湖南原無分布的新分布種和新種。新分布屬有金錢槭屬、唐棣屬、串果藤屬、領(lǐng)春木屬、珍珠梅屬、假稠李屬、金縷梅屬、赤壁草屬等八屬；新分布種有叉葉槭、秦嶺白蠟樹、巴東木蓮、油松、白皮松，以及石門鵝耳櫪長果秤錘樹、大葉石灰樹、湖南花楸等4個新種。說明我區(qū)在進一步發(fā)掘和利用樹種資源上將大有潛力可挖，從而給我們林業(yè)科技工作者提出了一個新課題、一項新任務(wù),為振興林業(yè)，開拓前進，爭取作出新貢獻。

2.5 古老科（屬）和孑遺樹種多

在目前植物區(qū)系中,第三紀的古者植物較多，連同第三紀前的孑遺樹種和后來繁衍種，則匯成本地域山地、特別是壺瓶山地古老復(fù)雜的植物群落，集中了我國南部地區(qū)很多的古老科屬。

古老屬種也較集中,主要的屬有連香樹屬、水青樹屬、香果樹屬、棣棠花屬、青錢柳屬、金錢槭屬、貓兒屎屬、珙桐屬、領(lǐng)春木屬、蘭果樹屬、癭椒樹屬、喜樹屬、刺楸屬、化香屬、銀杏屬、杉木屬、檫木屬和鵝掌楸屬等；主要孑遺種有銀杏、珙桐(鴿子樹)、連香樹、領(lǐng)春木、水青樹、癭椒樹、貓兒屎、猴板栗、棕樹、鵝掌楸、鐘萼木等。說明我區(qū)山地（特別是壺瓶山地）植被起源的古老性，樹種分布的獨特性和演化的復(fù)雜性。如能進一步研究它們在時間上和空間上的發(fā)生、分布、演化及其親緣關(guān)系,那將對我國的植物地理學、植物分類學、古植物學和地理學等有關(guān)學科的發(fā)展，有著重要的意義，對生產(chǎn)、科研和教學也將起著重要的作用。

3.木本植物區(qū)系成因探析

壺瓶山植物區(qū)系的形成是有獨特的地理歷史和自然條件的。與古地理環(huán)境的變遷等因子具有密切相關(guān)。追溯到古，沿古析今，可從以下三個方面來分析討論。

其一、多樣的生態(tài)環(huán)境為多種植物賴以生長發(fā)育提供了得天獨厚的條件。氣候、土壤是決定植物生長發(fā)育與分布的主要條件。

不同的氣候、土壤影響著不同植物生存與發(fā)展。壺瓶山位于長江南岸頻臨洞庭湖，屬亞熱帶季風氣候。氣溫和降雨受太平洋暖濕氣團和西北來的干旱寒流影響，而顯季節(jié)性的變動。但因其西北有高聳的秦嶺、大巴山作屏障，能截阻西北來的寒流，使秦嶺南部地區(qū)冬季并不十分寒冷。太平洋暖濕氣團移至這一帶時，又因山地抬升，產(chǎn)生地形雨，因此，降水豐沛，加之長江，洞庭湖水域的影響，故一年四季相對濕度較大，這樣的暖濕條件，十分有利于植物的生長、發(fā)育。

壺瓶山地形復(fù)雜，相對高差大，山頂?shù)缴侥_相差1817米。按當?shù)貧鉁卮怪备叨茸兓?guī)律推算，山頂與山腳溫差14℃，加之地形破碎、坡向差異和坡度陡緩懸殊,土層厚薄不一,肥瘠有異，從山腳到山頂，從陰坡到陽坎，光、水、熱并不均勻，形成不同的小生境，為不同生物學特性的植物的生存發(fā)展，提供了十分有利的條件。

壺瓶山出現(xiàn)的極瑞最低溫已達-15℃，而極端最高溫可達30℃左右，很有可能就是這個高、低相差懸殊的原因，致使成為有些植物生存的限制因子。所以整個植物區(qū)系中，元寒帶成份植物的出現(xiàn)以及熱帶科中現(xiàn)在保存下來的植物種類甚少。

其二、特殊的地史為多種植物保存與繁衍提供了獨特環(huán)境。

本區(qū)域，特雖是壺瓶山地質(zhì)構(gòu)造,系古生代加里東運動褶皺起來的古陸，后幾經(jīng)海侵，到三迭紀后，一直未再受到海侵。中生代經(jīng)燕山運動的褶皺成為丘陵。到第三紀末，第四紀初，又由喜馬拉雅山運動的抬升，成為山地。由此可見，壺瓶山地殼運動并不劇烈，其運動速度也較緩和，加之無火山活動，為古植物的繁衍創(chuàng)造了優(yōu)越、獨特的條件，導(dǎo)致白堊紀時期大發(fā)展的被子植物能隨后分化，甚至新生代繁行，乃至今日變化也還不大。

據(jù)有關(guān)專家研究，我國亞熱帶地區(qū)正處于古北極與古熱帶交替地帶，從地質(zhì)軍代的第三紀末至第四紀，地球上發(fā)生了巨大變化，大陸冰川復(fù)蓋了整個北半球，氣候急劇變冷，使不少植物蒙受嚴重摧殘，乃至滅絕。壺瓶山所處緯度較低，西北有秦嶺、大巴山截阻寒流，同時壺瓶山屬山原地貌，系云、貴、鄂高原的一部分，群巒迭障，山嶺連錦，雖也受過冰川影響，但這一帶所發(fā)生的冰川屬暖性作用的山岳冰川，與大陸冰川在性質(zhì)上有區(qū)別，因而使不少第三紀生長的植物得以幸存!氣候的寒冷交替，而幸存下來的植物為了繼續(xù)生存，在不同的生境中向著不同的方向產(chǎn)生適應(yīng)性交異。同時，劇烈變化的環(huán)境刺激，也能使植物遺傳基因發(fā)生“重組”或染色體結(jié)構(gòu)物質(zhì)改變,使植物發(fā)生變異。植物所產(chǎn)生的變異經(jīng)大自然篩選，成新類群或新種，這就是導(dǎo)致壺瓶山當今植物資源豐富，成分復(fù)雜，呈現(xiàn)出多樣性、古老性和獨特性植物區(qū)系特征的重要原因。

其三、植物起源地之說和宜昌附近植物化石的發(fā)現(xiàn)及古植物研究為區(qū)系特征構(gòu)成提供了分析依據(jù)。

從離壺瓶山很近的宜昌附近曾發(fā)現(xiàn)的白堊紀～第三紀的植物化石,證明了第三紀，這一帶確實生長銀杏、杉樹、柏木、羅漢松、松科等裸子植物和樟科、連香樹科、槭樹科、榆科、四照花科、金縷梅科、山茱萸科。鼠李科、蕓香科、清風藤科、樺木科等被子植物，可見，現(xiàn)代分布在壺瓶山的植物就是這些古植物的“后裔”。

古植物研究表明，裸子植物產(chǎn)生于二迭紀末，到侏羅紀晚期或白堊紀初,現(xiàn)代松柏類各科都已出現(xiàn)。自白堊紀晚期，隨著環(huán)境的急劇變化，被子植物又以驚人的速度發(fā)展。屬于古地中海植物地區(qū)的我國中部，除生長著裸子植物外，主要還分布著以亞熱帶常綠喬木和灌木為特征的代表植物，如樟科、殼斗科等。第三紀以來，氣候逐漸變冷，溫帶樹種南遷、定居，便使我國中部植物繁衍更加興旺!