岷江上游杓蘭屬植物資源及其海拔分布格局研究*

潘紅麗，劉懷君，周聽鴻，劉興良

(1.四川省林業(yè)科學研究院，森林和濕地生態(tài)恢復與保育四川重點實驗室，四川 成都 610081；2.西南林業(yè)大學，云南 昆明 650224；3.四川黃龍國家級自然保護區(qū)管理局，四川 松潘 623300)

蘭科(Orchidaceae)杓蘭屬(Cypripedium)植物具有很高的觀賞、科研和藥用價值[1-2]，主要分布于東亞、北美、歐洲等北半球的溫帶地區(qū)和亞熱帶山地，全世界約有50種，全部被納入《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》(CITES)的保護范圍。中國共有杓蘭屬植物32種，是杓蘭屬植物的世界分布中心，中國所有的野生杓蘭屬植物全部被列入《中國物種紅色目錄》之中。四川省杓蘭屬植物有23種，約占中國杓蘭資源的72%，主要分布于川西橫斷山區(qū)。岷江上游地區(qū)位于青藏高原東南緣，是橫斷山區(qū)的重要組成部分，也是我國乃至全球生物多樣性熱點區(qū)域之一[1-2]。目前，關于杓蘭植物的研究，多集中在單一保護地或單種的生態(tài)學、傳粉學或人工繁育等保護技術上，鮮少有針對杓蘭屬所有植物物種的調(diào)查研究[3-8]。岷江上游地區(qū)由于地震、泥石流及次生災害頻發(fā)，人為干擾大，以及氣候變化劇烈，本區(qū)杓蘭屬植物的系統(tǒng)調(diào)查和保護工作難度大，較為滯后，特別是四川省極小種群植物四川杓蘭(C.sichuanense)和小花杓蘭(C.micranthum)沒有相關的科學研究報道。因此，本研究系統(tǒng)調(diào)查岷江上游杓蘭屬植物資源及其分布格局，以期為更好地保護野生杓蘭屬植物資源提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

岷江上游地區(qū)幅員面積36 209 km2，包括九寨溝縣、松潘縣、黑水縣、茂縣、理縣、汶川縣等6個縣全部或部分區(qū)域，地形以高山峽谷為主，是四川省珍稀動植物種類最多的地區(qū)，有珙桐(Davidiainvolucrata)、紅豆杉(Taxuschinensis)、岷江柏木(Cupressuschengiana)、獨葉草(Kingdoniauniflora)、四川牡丹(Paeoniadecomposita)，以及豐富多樣的蘭科植物等珍稀野生植物資源1 500余種，是我國最重要的生物資源庫、基因資源庫和全球34個生物多樣性熱點地區(qū)之一[1]。本次調(diào)查區(qū)域為岷江上游主要自然保護區(qū)和風景名勝區(qū)等14個保護地(表1、圖1)，基本輻射了本區(qū)主要的生境類型及海拔梯度。調(diào)查區(qū)域詳見表1、圖1。

表1 岷江上游杓蘭屬植物資源調(diào)查區(qū)域統(tǒng)計

圖1 岷江上游杓蘭屬植物資源的調(diào)查路線Fig.1 Survey roadmap of Cypripedium in theupper reaches of Minjiang River

1.2 調(diào)查方法

(1)岷江上游杓蘭屬植物資源調(diào)查 在實地踏查及訪問、查閱歷史文獻資料等的基礎上，設置典型樣地/樣線，對岷江上游汶川、理縣、茂縣、松潘、黑水、九寨溝共6縣野生杓蘭屬植物資源開展詳細野外調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括杓蘭屬植物種類、數(shù)量、分布、生境，伴生草本植物種類、優(yōu)勢種、蓋度，地被物的主要凋落物種類、厚度，物種管理現(xiàn)狀，以及有關影響該物種種群的干擾因子及程度等方面的信息。

(2)岷江上游杓蘭屬植物物種分布格局研究 針對野外調(diào)查各分布點的杓蘭屬資源現(xiàn)狀開展物種分布格局研究，在海拔1 500～4 500 m區(qū)間，以500 m作為一個梯度，依次劃分成6個海拔段，對各海拔段杓蘭屬植物種類、生境特征、居群數(shù)，以及伴生物種關系進行調(diào)查記錄。

1.3 數(shù)據(jù)處理

調(diào)查數(shù)據(jù)采用Excel 2010數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析；調(diào)查路線采用ArcGIS 10.8軟件進行制圖。

2 結果與分析

2.1 岷江上游杓蘭屬植物種類及其分布

調(diào)查結果表明，岷江上游杓蘭屬植物資源極為豐富，共有17種，分別為無苞杓蘭(C.bardolphianum)、對葉杓蘭(C.debile)、毛瓣杓蘭(C.fargesii)、毛杓蘭(C.franchetii)、紫點杓蘭(C.guttatum)、綠花杓蘭(C.henryi)、波密杓蘭(C.ludlowii)、小花杓蘭(C.micranthum)、華西杓蘭(C.farreri)、巴郎山杓蘭(C.palangshanense)、離萼杓蘭(C.plectrochilum)、山西杓蘭(C.shanxiense)、四川杓蘭(C.sichuanense)、西藏杓蘭(C.tibeticum)、大葉杓蘭(C.fasciolatum)、黃花杓蘭(C.flavum)、褐花杓蘭(C.smithii)，具體分布見表2。

表2 岷江上游野生杓蘭屬植物資源及其分布

從表2可以看出，西藏杓蘭和黃花杓蘭分布點位最多(14個保護地均有分布)，分布區(qū)域最廣，而小花杓蘭和波密杓蘭分布點最少，小花杓蘭分布于黃龍保護區(qū)、波密杓蘭分布于九寨溝國家森林公園，二者的分布區(qū)域最狹窄。

按縣域分(表3)，松潘縣分布有14種、九寨溝縣13種、汶川縣12種、黑水縣5種、茂縣3種、理縣2種。松潘縣杓蘭種類最多，理縣杓蘭種類最少。

按保護地分(表3)，黃龍保護區(qū)分布有14種、臥龍保護區(qū)有12種、九寨溝保護區(qū)有11種、九寨溝國家森林公園有8種、勿角保護區(qū)有7種、白河保護區(qū)與貢杠嶺保護區(qū)分別有6種；卡龍溝保護區(qū)和牟尼溝風景區(qū)分別有5種、龍滴水保護區(qū)有4種、草坡保護區(qū)和九頂山保護區(qū)各3種、米亞羅保護區(qū)和達古冰川風景區(qū)分別有2種。黃龍保護區(qū)杓蘭種類最多，米亞羅保護區(qū)和達古冰川風景區(qū)杓蘭種類最少。

表3 岷江上游不同縣份杓蘭屬植物資源分布

2.2 杓蘭屬植物生境特征

生境決定著植物的種類、數(shù)量及其分布[9-12]。從表4可以看出，杓蘭屬植物多生長于針闊混交林、針葉林、高山灌叢草甸等生境中，其微生境多樣而獨特。其中，無苞杓蘭表現(xiàn)出明顯的喜陽特征，小花杓蘭則相反，生長于陰濕的闊葉林下，巴朗山杓蘭既可生于陽坡多石灌草叢，也可生于陰濕冷杉林下，其他大多數(shù)杓蘭大都喜生于半陰濕、地被苔蘚層厚、腐殖質(zhì)豐富的鈣化土壤。

表4 岷江上游野生杓蘭屬植物資源生境特征

杓蘭植物種間存在伴生關系，如西藏杓蘭、黃花杓蘭、山西杓蘭、無苞杓蘭常伴生出現(xiàn)，主要伴生草本植物有報春(Primulaspp.)、杜鵑蘭(Cremastraappendiculata)、山蘭(Oreorchisspp.)、綠絨蒿(Meconopsisspp.)、珠芽蓼(Polygonumviviparum)等。

續(xù)表4

2.3 杓蘭屬植物海拔分布格局

岷江上游杓蘭屬植物分布于1 700～4 150 m之間，針對不同海拔梯度上的杓蘭分布進行了分析(表5)。離萼杓蘭的分布的海拔下限最低，為1 700 m；西藏杓蘭分布的海拔上限最高，為4 150 m。海拔2 000～4 000 m是本區(qū)杓蘭植物的主要分布區(qū)。

表5 岷江上游野生杓蘭屬植物海拔分布格局

從表5可以看出，廣布性杓蘭屬植物(即非中國特有植物)共5種，其分布點位多、海拔跨度大，海拔分布范圍為1 700～4 150 m，反映出其廣布性的特征；中國特有杓蘭屬植物共12種(包括3種四川省極小種群野生植物)，其海拔分布范圍為1 800～3 900 m。小花杓蘭、巴朗山杓蘭，以及四川杓蘭作為四川省特有的極小種群野生植物，其分布點位較少。其中，小花杓蘭僅有一個居群，四川杓蘭有3個居群，巴朗山杓蘭有9個居群，反映出其適生空間較窄的特征。

3 討論與結論

3.1 討論

岷江上游地區(qū)杓蘭屬植物資源非常豐富，但是，由于“5·12”汶川地震和“8·8”九寨溝地震及由此造成的滑坡和泥石流等自然災害對本區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的破壞較為嚴重，部分區(qū)域植被遭到嚴重破壞，群落類型、結構和林窗在一定程度上發(fā)生變化，林下凋落物、光照和地被物組成等也隨之改變，杓蘭屬植物生存的微環(huán)境隨之受到影響[2，11]；此外，杓蘭屬植物具有很高的觀賞價值，人為采挖等破壞也時常發(fā)生，必然導致杓蘭所受威脅加大[13-15]。因此，必須加強本區(qū)杓蘭植物的拯救保護工作。在保護方面，建議重點采取以下措施：一是加強地震等自然災害及次生災害的生態(tài)環(huán)境恢復，改善杓蘭植物的生境，提高杓蘭自然繁殖能力；二是加大法制宣傳力度和打擊力度，嚴厲打擊非法采挖、非法買賣杓蘭屬植物的違法犯罪行為。在科學研究方面，受損生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復是較漫長的過程，必須加強本區(qū)杓蘭微生境特征、開花和傳粉等繁殖機理等研究，在掌握其微生境特征和繁殖機理的前提下，開展人工繁殖技術研究，最終實現(xiàn)人工擴大種群和野外回歸。

3.2 結論

(1)岷江上游共有杓蘭屬植物17種，分別占全國和占全省野生杓蘭屬植物資源的47.22%、73.91%，是中國杓蘭屬植物分布中心之一，該區(qū)的杓蘭屬植物資源特有性較高，中國特有種占本區(qū)杓蘭屬植物資源的70.59%。

(2)岷江上游杓蘭微生境較為多樣，有針闊混交林、針葉林、高山灌叢草甸等生境，巴朗山杓蘭既分布于陽坡多石生境，也分布于針葉林下苔蘚層較厚的半陰濕生境，無苞杓蘭表現(xiàn)出明顯的喜陽特征，而小花杓蘭則生于密閉闊葉林下，其他杓蘭大都喜生于半陰濕、地被苔蘚層厚、腐殖質(zhì)豐富的鈣化土壤。

(3)岷江上游杓蘭屬植物分布于海拔1 700～4 150 m之間，海拔2 000～4 000 m是本區(qū)杓蘭植物的主要分布區(qū)。廣布性杓蘭屬植物(即非中國特有植物)其分布點位多、海拔跨度大，反映出其廣布性的特征。中國特有杓蘭屬植物的海拔分布范圍相對較窄，尤其是小花杓蘭、巴朗山杓蘭以及四川杓蘭，三者作為四川省特有的極小種群野生植物，其分布點位較少，其中，小花杓蘭僅有一個居群，四川杓蘭有3個居群，巴朗山杓蘭有9個居群，反映出其適生區(qū)較少的特征。