梁國華 洪雅琦 李翠珍 方曉琪 申婷婷 余文雅 黃偉權(quán)
(肇慶學(xué)院,廣東 肇慶 526061)
植物區(qū)系是指某一特定區(qū)域內(nèi)所有植物種類的總和[1],它是區(qū)域內(nèi)植物在特定的自然地理環(huán)境下演化形成的自然綜合體[2],其包含的科屬種構(gòu)成、地理成分等能直觀反映區(qū)域植被的特征和物種的多樣性[3]。吳征鎰等[4]最先提出中國植物科與屬的區(qū)系分區(qū)理論,之后與植物區(qū)系相關(guān)的研究陸續(xù)在很多地區(qū)開展[5?6],區(qū)系分析方法也從初始的數(shù)據(jù)挖掘發(fā)展到數(shù)據(jù)庫構(gòu)建以及大數(shù)據(jù)分析階段[7?8]。掌握區(qū)域內(nèi)植物區(qū)系的特征,對進(jìn)一步探討該區(qū)域植物多樣性保護(hù)重點,以及研究區(qū)域植物資源的開發(fā)和利用等提供重要的參考[9]。
根據(jù)中國植物區(qū)系分區(qū),鼎湖山自然保護(hù)區(qū)屬于中國-日本森林亞區(qū)中的粵東南地區(qū),是東亞區(qū)系的重要部分[10]。作為我國第1 個國家級自然保護(hù)區(qū),鼎湖山的特殊之處在于:其所在區(qū)域由于受東亞季風(fēng)的影響,季節(jié)交替明顯,屬亞熱帶季風(fēng)性氣候型,與世界范圍內(nèi)同緯度的大多數(shù)地區(qū)呈現(xiàn)的干旱少雨的沙漠氣候或稀樹草原氣候形成鮮明的對比。保護(hù)區(qū)內(nèi)森林植被豐富,尤其是有著近400 年保護(hù)歷史的南亞熱帶地帶性植被類型——季風(fēng)常綠闊葉林,在該保護(hù)區(qū)得以保存[11]。因此,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)在植物區(qū)系地理及生物多樣性保護(hù)等方面都具有很高的科學(xué)研究價值。近年來,許多學(xué)者以鼎湖山自然保護(hù)區(qū)的森林資源為研究對象,進(jìn)行了植物功能性狀、群落演替、干擾與恢復(fù)等多方面的研究[12?14]。然而,迄今為止,尚未有關(guān)于鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物的物種多樣性和區(qū)系地理成分的報道?;诖?,本研究對保護(hù)區(qū)野生植物區(qū)系特征進(jìn)行了分析,以期為該地區(qū)植物系統(tǒng)發(fā)育區(qū)系學(xué)和植物群落生態(tài)學(xué)的研究,以及植物資源的合理開發(fā)利用和有效保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)[15]。
鼎湖山自然保護(hù)區(qū)位于廣東省肇慶市境內(nèi),距廣州市86 km,地理位置為23°09′21″~23°11′30″N,112°32′39″~112°35′41″E,總面積約為1 155 hm2。該區(qū)域?qū)儆诘蜕角鹆甑孛?,山峰海拔一般?50~600 m,最高峰雞籠山海拔1 000.3 m[16]。保護(hù)區(qū)內(nèi)年平均溫度為20.8 ℃,年平均相對濕度為80%,年平均降水量為1 678 mm,其中雨季(4—9 月)降水占總降水量的80%左右,為典型的南亞熱帶季風(fēng)氣候[17]。保護(hù)區(qū)的土壤可分為赤紅壤、黃壤和山地灌叢草甸土,3 類土壤分布面積占全區(qū)總面積的98%[16]。保護(hù)區(qū)森林覆蓋率達(dá)98.7%,分布著3 種處于不同演替階段的亞熱帶植被類型,即馬尾松(Pinus massoniana)針葉林、針闊葉混交林和季風(fēng)常綠闊葉林,分別代表了該區(qū)域森林演替的早期、中期以及后期階段[18]。
植物區(qū)系的研究建立在植物分類的基礎(chǔ)上,本研究采取野外實地調(diào)查與文獻(xiàn)資料相結(jié)合的方法,構(gòu)建了鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物名錄。2013—2020 年,先后進(jìn)行了4 次的系統(tǒng)調(diào)查,通過標(biāo)本采集、鑒定,對該區(qū)域植物物種多樣性進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)資料主要以《鼎湖山野生植物》[19]和《鼎湖山植物手冊》[20]等關(guān)于鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物的記載為基礎(chǔ),參考中國植物志網(wǎng)站(http://www.iplant.cn/frps)等在肇慶市和鼎湖山的產(chǎn)地信息記載。此外,所涉及的物種名稱通過登錄中國數(shù)字植物標(biāo)本館(CVH,http://www.cvh.ac.cn/)進(jìn)行查詢校對,并參照APG IV 系統(tǒng)[21]及李德銖等[22]的科、屬概念對名錄進(jìn)行校正,然后應(yīng)用中國種子植物分布區(qū)類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)[2,4],對區(qū)域內(nèi)野生種子植物科屬種的區(qū)系地理成分進(jìn)行統(tǒng)計和分析。
分析結(jié)果表明,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物共1 755 種(包括種下等級),隸屬于171科783 屬(表1)。其中,被子植物167 科779屬1 749 種,分別占種子植物科、屬和種數(shù)的97.66%、99.49%和99.66%;裸子植物僅4 科4 屬6 種。可見,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物資源豐富,而且被子植物是植物區(qū)系的主體,裸子植物比較貧乏。
表1 鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物種類統(tǒng)計Table 1 Statistics of species type of wild seed plants in Dinghushan Natural Reserve
3.2.1 科的組成分析
鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物科的數(shù)量組成見表2。以各科所含種數(shù)為劃分依據(jù)[23],將保護(hù)區(qū)內(nèi)的種子植物劃分為5 個不同等級的科類型:含50 種以上的大科、含21~50 種的較大科、含11~20 種的中等科、含2~10 種的小型科和僅分布1 種的科。由表2 可知,保護(hù)區(qū)內(nèi)大科有7 科608 種,占總科數(shù)的4.09% 和總種數(shù)的34.64 %;較大科有14 科391 種,占總科數(shù)的8.19%和總種數(shù)22.28%;中等科有23 科329 種,占總科數(shù)的13.45%和總種數(shù)18.75%;小型科87 科387 種,占總科數(shù)的50.88% 和總種數(shù)22.05%;僅分布1 種的科有40 科40 種,占總科數(shù)的23.39%和總種數(shù)2.28%。
表2 鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物科的分級統(tǒng)計結(jié)果Table 2 Statistics of families grade of wild seed plants in Dinghushan Natural Reserve
根據(jù)優(yōu)勢科的定義,即所包含的屬、種總數(shù)應(yīng)占區(qū)系的50%以上的科[24],本研究確定保護(hù)區(qū)內(nèi)的優(yōu)勢科有20 科(表3),包含了上述大科和較大科的大部分,共395 屬978 種,分別占鼎湖山自然保護(hù)區(qū)總屬數(shù)和總種數(shù)的50.45%和55.73%。其中,禾本科(Poaceae,68 屬124 種)物種數(shù)最多,占總屬數(shù)和總種數(shù)的8.68% 和7.07%,其次是豆科(Leguminosae,48 屬110 種)、菊科(Asteraceae,51 屬89 種)、莎草科(Cyperaceae,19屬88 種)、茜草科(Rubiaceae,25 屬75種)、唇形科(Lamiaceae,31 屬71 種)和樟科(Lauraceae,9 屬51 種)等。
表3 鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物優(yōu)勢科的屬種組成Table 3 The genera and species composition of dominant families of the wild seed plants in Dinghushan Natural Reserve
區(qū)系的表征科是依據(jù)科內(nèi)屬數(shù)、種數(shù)占世界屬、種總數(shù)的比例,并結(jié)合該科在區(qū)域植被組成中的重要性來確定[25]。因此,將鼎湖山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)171 科種子植物的屬數(shù)、種數(shù)所占世界屬、種總數(shù)的比例大小進(jìn)行排序,并結(jié)合科內(nèi)含屬數(shù)和種數(shù),以及鼎湖山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)20 hm2固定監(jiān)測樣地群落調(diào)查記錄的各科的物種個體數(shù)[26],篩選出表征科10 個(表4),分別為樟科、桑科(Moraceae)、殼斗科(Fagaceae)、冬青科(Aquifoliaceae)、五列木科(Pentaphylacaceae)、山茶科(Theaceae)、山礬科(Symplocaceae)、菝葜科(Smilacaceae)、清風(fēng)藤科(Sabiaceae)和五味子科(Schisandraceae),包含159 屬203 種,分別占該區(qū)域科、屬和種總數(shù)的5.85%、20.31%和11.57%。
表4 鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物區(qū)系表征科的屬種組成及其占世界屬種的比例Table 4 The genera and species composition of characteristic families of the wild seed plants in Dinghushan Natural Reserve and its proportion of the world
3.2.2 屬的組成分析
依據(jù)屬內(nèi)含有的植物種數(shù),將鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物屬劃分為4個等級:大型屬(10 種)、中等屬(6~9 種)、小型屬(2~5 種)和僅分布1 種的屬[23],詳見表5。由表5 可知,僅分布1 種的屬含屬數(shù)最多,共445 屬,小型屬有282 屬,所占比例次之;從屬所含種數(shù)來看,小型屬所含種數(shù)最多,達(dá)776 種,僅分布1 種的屬次之,為445 種。因此,該區(qū)系種子植物小于5 種的屬達(dá)到了637 屬,占總屬數(shù)92.85%,而種數(shù)達(dá)到了1 221,占總種數(shù)的69.58%,如含2 種的杜仲藤屬(Parabarium)、秀柱花屬(Eustigma)和折柄茶屬(Hartia),含1 種的觀光木屬(Tsoongiodendron)、假木荷屬(Craibiodendron)和天星藤屬(Graphistemma)。含有6 種以上的屬只有56 屬,占總屬數(shù)的7.15%,其中大型屬有15 屬,比例最低,其中物種較多的屬如蓼屬(Polygonum,27 種)、冬青屬(Ilex,23 種)和榕屬(Ficus,23 種)。
表5 鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物屬的分級統(tǒng)計Table 5 Statistics of genera grade of wild seed plants in Dinghushan Natural Reserve
3.3.1 科的區(qū)系地理成分
鼎湖山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)171 個科分屬于10 個分布區(qū)類型,5 個亞型,詳見表6。世界廣布分布型44 科,包含了該區(qū)域大部分優(yōu)勢科,如禾本科、豆科、菊科、茜草科、唇形科等。因為這些科適應(yīng)性強(qiáng),分布極廣,很難反映區(qū)系的主要特征,所以在區(qū)系分析時排除在外。
表6 鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物科的分布區(qū)類型Table 6 The areal-types of families of wild seed plants in Dinghushan Natural Reserve
熱帶性分布區(qū)類型(2-7 型)共97 科,占非世界廣布類型科數(shù)的76.38%。其中,占比最高的為泛熱帶分布型,共68 科,達(dá)到非世界廣布類型科的53.54%,包含樟科、夾竹桃科(Apocynaceae)、錦葵科(Malvaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)和蕁麻科(Urticaceae)等物種數(shù)超過20 的優(yōu)勢科。東亞和熱帶南美間斷分布11 科,其中,包含種數(shù)在10 種以上的有4 科,包括冬青科23 種、苦苣苔科(Gesneriaceae)16 種、五加科(Araliaceae)12 種和杜英科(Elaeocarpaceae)11 種。舊世界熱帶分布類型5 科,分別為海桐花科(Pittosporaceae)、露兜樹科(Pandanaceae)、秋水仙科(Colchicaceae)、天門冬科(Asparagaceae)、水蕹科(Aponogetonaceae)。熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布類型有母草科(Linderniaceae)、姜科(Zingiberaceae)和馬錢科(Loganiaceae)等7 科。熱帶亞洲至熱帶非洲分布類型有藤黃科(Clusiaceae)和小盤木科(Pandaceae)等3 科。熱帶東南亞至印度—馬來,太平洋諸島分布類型僅五列木科(Pentaphylacaceae)、泡桐科(Paulowniaceae)和清風(fēng)藤科(Sabiaceae)3 科。
溫帶性分布區(qū)類型(8-14 型)僅30 科,占非世界分布類型科的23.63%。其中,北溫帶分布及其變型最為豐富,共20 科,達(dá)到非世界廣布類型科的15.75%,是僅次于泛熱帶分布類型的第2 大分布型,其中種數(shù)較多的科有殼斗科30 種,五?;疲ˋdoxaceae)9 種,大麻科(Cannabaceae)、金縷梅科(Hamamelidaceae)和楊柳科(Salicaceae)各6 種。東亞及北美間斷分布類型8 科,包括菖蒲科(Acoraceae)、鉤吻科(Gelsemiaceae)、鼠刺科(Iteaceae)等;地中海區(qū)、西亞至中亞分布型僅阿福花科(Asphodelaceae)1科,為地中海區(qū)至中亞和南非洲和/或大洋洲間斷分布,是地中海區(qū)、西亞至中亞分布類型的變型。東亞分布類型僅獼猴桃科(Actinidiaceae)1 科。另外,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)無中國特有科的分布。
3.3.2 屬的區(qū)系地理成分
鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物的783 屬可劃分為14 個分布區(qū)類型、11 個亞型(表7)。生態(tài)幅大、適應(yīng)性強(qiáng)的世界廣布類型屬(1 型)有56 屬,以草本種類為主,其中包含10 種以上的屬有2 個,為苔草屬和莎草屬。單種屬最多,有16 屬,如繁縷屬(Stellaria)、扁豆屬(Lablab)和莧屬(Amaranthus)等。
表7 鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物屬的分布區(qū)類型Table 7 The areal-types of genera of wild seed plants in Dinghushan Natural Reserve
熱帶性分布區(qū)類型(2-7 型)占非世界廣布類型屬總數(shù)的77.85%,達(dá)566 屬。其中,泛熱帶分布型及其變型屬數(shù)最豐富,共218 屬,占非世界廣布類型屬總數(shù)的29.99%;該區(qū)域植物群落中的喬木層優(yōu)勢屬如冬青屬、安息香屬(Styrax)、厚殼桂屬(Cryptocarya)等都屬于此類型。泛熱帶分布型的熱帶亞洲—大洋洲和熱帶美洲變型有3 屬,其中山礬屬(Symplocos,14 種)種數(shù)較多,其余2 種是錫葉藤屬(Tetracera)和山菅蘭屬(Dianella);熱帶亞洲—熱帶非洲—熱帶美洲變型有6 屬,包括刺蒴麻屬(Triumfetta)、醉魚草屬(Buddleja)和黃麻屬(Corchorus)等。
東亞及熱帶南美間斷分布類型32 屬,以木本植物為主,其中木姜子屬(Litsea,11 種)、紅豆屬(Ormosia,7 種)和樟屬(Cinnamomum,6 種)物種較多,該區(qū)域常綠闊葉林灌木層中的優(yōu)勢屬柃屬(Eurya)也屬于此類型。舊世界熱帶分布類型82 屬,該分布型除了蒲桃屬(Neolitsea)有11 種外,其他屬數(shù)量較少,僅分布1 種的屬達(dá)46 屬,超過該分布型總屬數(shù)的一半。熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布屬共86 屬163 種,占非世界廣布類型屬總數(shù)的11.83%,除新木姜子屬(Neolitsea,9 種)和杜英屬(Elaeocarpus,9 種)物種較多外,與舊世界熱帶區(qū)系情況類似,僅分布1 種的屬數(shù)量占優(yōu)勢;其變型中國西南亞熱帶和新西蘭間斷分布有1 屬,即五椏果屬(Dillenia)。熱帶亞洲至熱帶非洲分布型僅34 屬49 種,僅分布1 種的屬達(dá)25 屬,占該分布型總屬數(shù)的73.53%,如大丁草屬(Gerbera)、水麻屬(Debregeasia)和羊角拗屬(Strophanthus)等。熱帶東南亞至印度—馬來,太平洋諸島分布以及其4 種變型共114 屬,占非世界廣布類型屬總數(shù)的15.68%,在熱帶成分中僅次于泛熱帶分布;該分布類型僅分布1 種的屬達(dá)85 屬,占該分布類型及其變型總屬數(shù)的74.56%,物種數(shù)較多的山茶屬(Camellia)和潤楠屬(Machilus)是群落結(jié)構(gòu)中常見成分。
溫帶性分布區(qū)類型(8-14 型)共154 屬,占非世界廣布類型屬總數(shù)的21.19%。其中,北溫帶分布及變型最多,共52 屬,物種數(shù)較多的蓼屬(27 種)、杜鵑花屬(Rhododendron,8 種)等是該區(qū)域灌草叢植被中常見的優(yōu)勢植物,而櫟屬(Quercus,11 種)是該區(qū)域常見的喬木植物。東亞及北美間斷分布類型31 屬,物種較多的有柯屬(Lithocarpus,10 種)、山螞蝗屬(Desmodium,9 種)和錐屬(Castanopsis,9 種)等。舊世界溫帶分布類型屬有26 屬,以草本植物為主,如假耳草屬(Anotis)、細(xì)柄草屬(Capillipedium)和筋骨草屬(Ajuga)等;溫帶亞洲分布類型屬和地中海區(qū)、西亞至中亞分布類型屬在本區(qū)域不占優(yōu)勢,分別僅有4 屬和2 屬,前者包括大油芒屬(Spodiopogon)、虎杖屬(Reynoutria)、黃鵪菜屬(Youngia)和馬蘭屬(Kalimeris),后者包括木樨欖屬(Olea)和原沼蘭屬(Malaxis)。東亞分布型共39 屬,全部為物種數(shù)不超過5 的屬,包括沿階草屬(Ophiopogon)、水團(tuán)花屬(Adina)和半夏屬(Pinellia)等;其中國—喜馬拉雅變型共4 屬,包括筒冠花屬(Siphocranion)、冠蓋藤屬(Pileostegia)、鬼臼屬(Dysosma)和蔓龍膽屬(Crawfurdia);其中國—日本變型共10 屬,如矢竹屬(Pseudosasa)、黃草屬(Championella)和茶菱屬(Trapella)等。
中國特有分布型(15 型)7 屬,除石筆木屬(Tutcheria)有3 種外,其他6 屬均為僅分布1 種的屬,分別為欒樹屬(Koelreuteria)、扁蒴苣苔屬(Cathayanthe)、裸蒴屬(Gymnotheca)、陀螺果屬(Melliodendron)、蝦須草屬(Sheareria)和觀光木屬(Tsoongiodendron)。
3.3.3 種的區(qū)系地理成分
種是植物區(qū)系地理分析的最基本單元,作為區(qū)系存在的實體,種的區(qū)系類型構(gòu)成分析能進(jìn)一步揭示一個地區(qū)的演化狀態(tài)[27]。但由于種的數(shù)目龐大,關(guān)于種的分布區(qū)類型劃分,至今還沒有明確的方法。本研究在參照上述關(guān)于中國種子植物屬的分布區(qū)類型劃分原則的基礎(chǔ)上,對每個種逐個查詢中國植物志(英文版),獲得每個種的地理分布信息,依據(jù)吳悅宏等[28]提出的刪繁就簡原則,基本取消了亞型的劃分,將本區(qū)1 755 個物種劃分為14 種分布區(qū)類型(表8)。
表8 鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物種的分布區(qū)類型Table 8 The areal-types of species of wild seed plants in Dinghushan Natural Reserve
世界廣布類型共133 種,多為適應(yīng)性強(qiáng),分布廣泛的草本,代表性的有車前(Plantago asiat-ica)、繁縷(Stellaria media)、香附子(Cyperus rotundus)等。
熱帶分布區(qū)類型(2-7 型)共1 285 種,占非世界廣布類型種總數(shù)的71.02%,優(yōu)勢性明顯。其中,熱帶東南亞至印度—馬來,太平洋諸島分布型種達(dá)734,數(shù)量最多,占非世界廣布類型種總數(shù)的45.25%,包括白顏樹(Gironniera subaequalis)、窄葉半楓荷(Pterospermum lanceaefolium)、金葉含笑(Michelia foveolata)、木荷(Schima superba)等;泛熱帶分布共162 種,在熱帶成分種僅次于熱帶東南亞至印度—馬來,太平洋諸島分布型,包括野甘草(Scoparis dulcis)、倒地鈴(Cardiospermum halicacabum)、尾稃草(Urochloa reptans)、大尾搖(Heliotropium strigosum)等;東亞及熱帶南美間斷分布型有望江南(Cassia occidentalis)、金腰箭(Synedrella nodiflora)、草胡椒(Peperomia pellucida)等35 種;舊世界熱帶分布型共57 種,如見霜黃(Blumea lacera)、白飯樹(Flueggea virosa)、石芒草(Arundinella nepalensis)等;熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布型共162 種,數(shù)量也較多,如淡竹葉(Lophatherum gracile)、鷓鴣草(Eriachne pallescens)、鋪地蝙蝠草(Christia obcordata)、毛麝香(Adenosma glutinosum)等,大部分為草本植物;熱帶亞洲至熱帶非洲分布型共48 種,代表物種有多花脆蘭(Acampe multiflora)、六棱菊(Laggera alata)、彎管花(Chasalia curviflora)等。
溫帶分布區(qū)類型(8-12,14 型)共253 種,占非世界廣布類型種總數(shù)的15.60%。其中北溫帶分布型共83 種,在溫帶成分種占比最高,代表物種有何首烏(Polygonum multiflorum)、白花水八角(Gratiola japonica)、金櫻子(Rosa laevigata)等;東亞及北美間斷分布型有32 種,包括香絲草(Conyza bonariensis)、喜旱蓮子草(Alternanthera philoxeroides)等物種;舊世界溫帶分布型共28 種,絕大部分為草本植物,如細(xì)柄草(Capillipedium parviflorum)、南苜蓿(Medicago polymorpha)等;溫帶亞洲分布型共27 種,包括大油芒(Spodiopogon sibiricus)、虎杖(Reynoutria japonica)等;地中海區(qū)、西亞至中亞分布只有歐地筍(Lycopus europaeus)和野萵苣(Lactuca seriola)2 種;東亞分布型81 種,是溫帶成分中的第二大分布類型,包含吉祥草(Reineckea carnea)、射干(Belamcanda chinensis)、石蒜(Lycoris radiata)等物種。
中國特有分布型(15 型)共217 種,占非世界廣布類型種總數(shù)的13.38%,包括鼎湖紫珠(Callicarpa tingwuensis)、鼎湖杜鵑(Rhododendron tinghuense)、鼎湖釣樟(Lindera chunii)、廣東潤楠(Ilex kwangtungensis)、廣東冬青(Cathayanthe biflora)等物種。
鼎湖山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)野生種子植物共1 755 種,隸屬于171 科783 屬,分別占廣東省野生種子植物科、屬、種數(shù)的71.77%、47.30%、28.90%[29],而該保護(hù)區(qū)面積1 155 hm2,只占廣東省國土面積的0.006 4%。鼎湖山自然保護(hù)區(qū)種子植物多樣性顯著高于省內(nèi)緯度相近但面積更大的保護(hù)區(qū),如面積為2 377 hm2的大稠頂自然保護(hù)區(qū)種子植物共133 科513 屬1 021 種[30],面積為5 880 hm2的七目嶂自然保護(hù)區(qū)種子植物共154 科531 屬964種[31],面積為2 189 hm2的古田自然保護(hù)區(qū)種子植物共157 科564 屬1 050 種[32],同時略高于面積為4 000 hm2的黑石頂自然保護(hù)區(qū)(種子植物共159 科620 屬1 502 種)[33]。因此,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)是廣東省種子植物物種多樣性的重要聚集地。從鼎湖山自然保護(hù)區(qū)與全國的比較來看[34],雖然種數(shù)的占比僅為5.86%,但科和屬數(shù)的占比分別為64.53% 和25.76%,表明鼎湖山自然保護(hù)區(qū)也是中國種子植物區(qū)系的重要組成部分。本研究中,雖然鼎湖山自然保護(hù)區(qū)無中國特有科的分布,特有屬也較貧乏,只有7 屬,但中國特有分布型種有217 種,占非世界性分布種總數(shù)的13.38%,種級水平特有現(xiàn)象明顯。
鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物區(qū)系中大科的優(yōu)勢性很明顯,屬和種趨向于集中在有限的少數(shù)科內(nèi),如本研究中20 個優(yōu)勢科只占總科數(shù)的11.70%,但包含395 屬978 種,均超過植物屬和種總數(shù)的一半。優(yōu)勢科因其屬數(shù)和種數(shù)占比高,通常對植物群落結(jié)構(gòu)和群落環(huán)境的形成起重要作用[24]。然而,本研究中物種數(shù)最多的一些優(yōu)勢科如禾本科、豆科、菊科、莎草科、茜草科和唇形科等,均為世界廣布的大科,故相比較而言,區(qū)系表征科在某種程度上更能代表該區(qū)域植物區(qū)系的特征。表征科的確定,首次,要考慮科內(nèi)屬數(shù)和種數(shù)的數(shù)量優(yōu)勢,如本研究中的10 個表征科中的樟科、???、殼斗科和冬青科,均位于上述20 個優(yōu)勢科內(nèi);其次,要考慮該科在該區(qū)系分布的屬種數(shù)與該科在全世界分布的屬種總數(shù)的比例,其比值愈高,表明該科在所研究的植物區(qū)系中代表性愈強(qiáng)[35?36],如山礬科、菝葜科、清風(fēng)藤科和五味子科等幾個表征科,其屬種數(shù)占世界屬種數(shù)的比例均較高;再次,表征科的確定要考慮該科在區(qū)系植被組成的個體數(shù)量。如根據(jù)鼎湖山自然保護(hù)區(qū)20 hm2固定監(jiān)測樣地內(nèi)各科的物種個體數(shù)[26],樟科為10 266 株,是整個固定樣地里物種個體數(shù)最多的科,其他表征科如殼斗科(2 575株)和山茶科(2 296 株)等物種個體數(shù)也較多。而上述的樟科、???、殼斗科、冬青科和山茶科等表征科又是典型的中國亞熱帶科,從而整體上決定了鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物區(qū)系科屬組成具有明顯的亞熱帶性質(zhì)。
另外,亞熱帶地區(qū)植物區(qū)系一個重要特征是僅分布1 種和少種的科、屬占區(qū)系組成比例高[37]。在本研究中,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)種數(shù)小于10 種的科僅占總科數(shù)的22.05%,卻占總種數(shù)的74.27%。從屬的水平看,小于5種的屬達(dá)到了637 屬,占總屬數(shù)92.85%,而種數(shù)為1 221,占總種數(shù)的69.58%。因此,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)植物區(qū)系小科、小屬所占比例較大,間接表明了其區(qū)系的亞熱帶性質(zhì)。同時,在數(shù)量眾多的小型屬和僅分布1 種的屬中,不乏典型的北回歸線兩側(cè)亞熱帶地區(qū)特征屬[33],如含2 種的杜仲藤屬、秀柱花屬和折柄茶屬,含1 種的赤楊葉屬(Alniphyllum)、觀光木屬、假木荷屬、天星藤屬和鐵欖屬(Sinosideroxylon)。而含有6 種以上的大屬和中等屬有56 屬,只占總屬數(shù)的7.15%,但有534 種,占總種數(shù)的30.42%,這其中不乏鼎湖山自然保護(hù)區(qū)季風(fēng)常綠闊葉林植被組成中個體數(shù)量最多的屬[26],如蒲桃屬、潤楠屬、紫金牛屬(Ardisia)、錐屬和冬青屬等。
鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物區(qū)系地理成分劃分為10 個科分布區(qū)類型及5 個亞型、14 個屬的分布區(qū)類型及11 個亞型,分布區(qū)類型占中國范圍內(nèi)科的分布區(qū)類型的55.56%,以及屬的分布類型的93.33%[2,4],這在一定程度上體現(xiàn)了鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物區(qū)系地理成分多樣化的特點。
在科級水平上,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物區(qū)系熱帶性分布區(qū)類型(2-7 型)共97 科,占非世界廣布科數(shù)的76.38%,溫帶性分布區(qū)類型(8 -14 型)為30 科,占非世界分布科的23.62%,熱帶性成分與溫帶性成分的比值(tropical/temperate,R/T)為3.23。熱帶性分布區(qū)類型中占比最高的是泛熱帶分布型,共68 科,達(dá)到非世界性分布區(qū)類型的53.54%,如本研究中10 個表征科中的4 個,包括樟科、五列木科、山礬科和菝葜科均屬于該分布型(表4)。但與此同時,一些典型性的泛熱帶大科在鼎湖山自然保護(hù)區(qū)分布的種數(shù)很少,如秋海棠科(Begoniaceae)(鼎湖山6 種/世界1 400 種,下同)、胡椒科(Piperaceae)(7/3 600)、番荔枝科(Annonaceae)(8/2 440)和山龍眼科(Proteaceae)(3/1 600)等。熱帶性分布區(qū)類型中占比僅次于泛熱帶分布型是東亞及熱帶南美間斷分布類型,表征科中的冬青科、山茶科和清風(fēng)藤科均屬于此類型。在溫帶性分布區(qū)類型中,北溫帶分布類型及其變型最為豐富,共20 科,達(dá)到非世界廣布科的15.75%,是僅次于泛熱帶分布的第二大分布型,表征科中的殼斗科屬于該分布型。而表征科中的五味子科屬于溫帶性分布區(qū)類型中占比第二的東亞及北美間斷類型??梢?,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)植物區(qū)系科的分布區(qū)類型以泛熱帶分布型、北溫帶分布型為主體,雖然熱帶性成分優(yōu)勢性明顯,但整體上呈現(xiàn)出亞熱帶性質(zhì)區(qū)系的特點[37]。
與科相比,屬的分類特征相對穩(wěn)定,可以更好地反映物種分化與區(qū)系發(fā)生的過程,這使得屬的分布區(qū)類型組成在區(qū)系分析中有著重要意義[38?39]。在屬級水平上,鼎湖山自然保護(hù)區(qū)野生種子植物區(qū)系熱帶性分布區(qū)類型(2-7 型)與溫帶性分布區(qū)類型(8-14 型)分別占該區(qū)域非世界性分布區(qū)類型的77.85% 和22.14%。屬的R/T 值為3.52,略高于科的R/T 值。另外,與科的分布區(qū)類型相比,屬的分布區(qū)類型最多為泛熱帶、熱帶東南亞至印度—馬來,太平洋諸島以及熱帶亞洲至熱帶大洋洲3 種類型,因此,屬的熱帶性質(zhì)比科更明顯。同時,上述這3 種分布類型包含了鼎湖山自然保護(hù)區(qū)植被組成中物種個體數(shù)最多的大部分屬[26],如屬于泛熱帶分布型的厚殼桂屬、山黃皮屬(Randia)、紫金牛屬、九節(jié)屬、冬青屬和粗葉木屬(Lasianthus);屬于熱帶東南亞至印度—馬來,太平洋諸島分布型的銀柴屬(Aporosa)、肖蒲桃屬(Acmena)、黃葉樹屬(Xanthophyllum)、新木姜子屬、杜英屬和野牡丹屬(Melastoma);屬于熱帶亞洲至熱帶大洋洲的柏拉木屬(Blastus)、假木荷屬、木荷屬、潤楠屬和狗骨柴屬(Tricalysia)。這些屬對群落結(jié)構(gòu)以及群落環(huán)境的形成起著關(guān)鍵的作用。
為了更好地分析鼎湖山自然保護(hù)區(qū)植物區(qū)系的特點,將其植物區(qū)系科與屬的R/T 值(分別為3.23 與3.52)與其他緯度相近、更高以及更低的保護(hù)區(qū)或者山脈的植物區(qū)系進(jìn)行比較,對比分析顯示:鼎湖山植物區(qū)系科與屬的R/T 值略高于同處于北回歸線附近的七目嶂自然保護(hù)區(qū)(科與屬的R/T 值2.99 和2.74)[31]以及黑石頂自然保護(hù)區(qū)(科與屬的R/T 值3.00 和2.92)[33],略低于古田自然保護(hù)區(qū)(屬的R/T 值3.98)[32]。不過總體上而已,北回歸線附近的保護(hù)區(qū)植物區(qū)系在科的分布區(qū)類型上均為泛熱帶分布型所占比例最大,北溫帶分布型次之,表現(xiàn)出亞熱帶植物區(qū)系的特點。同時,鼎湖山植物區(qū)系科與屬的R/T 值顯著高于處于中亞熱帶的羅霄山脈(科的R/T 值2.08)[24]以及北亞熱帶的花萼山國家級自然保護(hù)區(qū)(屬的R/T 值1.58)[40],但顯著低于位于熱帶北緣的荷包島(屬的R/T 值7.19)[41]以及處于熱帶的海南鸚哥嶺(屬的R/T 值8.53)[42]??梢姡街参飬^(qū)系科與屬的R/T 值處于熱帶北緣與中亞熱帶之間,與其所處的南亞熱帶季風(fēng)氣候帶性質(zhì)相符。
從種級水平來看,鼎湖山植物區(qū)系熱帶性分布型種數(shù)優(yōu)勢明顯(占非世界廣布類型的71.02%),其中熱帶東南亞至印度—馬來,太平洋諸島分布型在熱帶性分布類型中又占優(yōu)勢地位(占非世界廣布類型的45.25%),而溫帶性成分所占比例很?。▋H占非世界廣布類型的15.60%)??梢?,該區(qū)域植物物種與熱帶亞洲區(qū)系交流相對較多,這與該區(qū)域處于中國植物區(qū)系分區(qū)中的中國—日本森林亞區(qū)的粵東南地區(qū)密切相關(guān)。