大連小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)植物區(qū)系及保護對策研究

張恒慶， 劉靜怡， 王海雙， 李佳欣， 焦 悅

(遼寧師范大學 生命科學學院，遼寧 大連 116081)

植物區(qū)系指一定地區(qū)所有植物種類的總和，是植物在一定自然地理條件下，特別是在自然歷史條件下綜合作用和發(fā)展的結果[1].近年來，區(qū)域生物多樣性喪失的問題越來越嚴重[2]，保護生物多樣性已成為人類共同面臨的全球性問題，建立自然保護區(qū)就是保護生物多樣性的一種措施[3].為了遏制區(qū)域野生動植物及其生境喪失的態(tài)勢，全球建立了大量的自然保護區(qū).對保護區(qū)的調查及保護一直是生態(tài)學領域的研究熱點，通過對植物區(qū)系組成及分布區(qū)類型的研究有助于劃分植物瀕危等級、保護珍稀瀕危野生物種以及保護植物多樣性.目前，對植物區(qū)系的研究主要集中在山脈、濕地和自然保護區(qū)，如：趙萬義等對羅霄山脈的研究[4]；覃俏梅等對江西九嶺山脈的研究[5]；劉欣艷等對神農架大九湖濕地的研究[6]；謝勇等對黃金河國家濕地公園的研究[7]；郭舜等對福建武平中山河國家濕地公園的研究[8]；蘇亞拉圖對阿魯科爾沁國家級自然保護區(qū)的研究[9]；趙丹對吉林市松花湖自然保護區(qū)的研究[10]；馬國青等對遼寧努魯兒虎山國家級自然保護區(qū)的研究[11].本研究在系統(tǒng)調查的基礎上，對大連小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)的植物區(qū)系進行了分析研究，并針對保護區(qū)面臨的干擾提出合理的保護建議.

1 研究區(qū)域及方法

1.1 研究區(qū)域概況

小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)位于大連市金州東北部，地理位置為東經121°50′～121°56′，北緯39°15′～39°22′，保護區(qū)總面積4 210 hm2.2001年12月經大連市政府批準，大連市建立小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)，該保護區(qū)屬于森林生態(tài)系統(tǒng)類型的自然保護區(qū).

1.2 研究方法

1.2.1 植物調查

參考國家生態(tài)環(huán)境部下發(fā)的《自然保護區(qū)綜合科學考察規(guī)程》《生物多樣性觀測技術導則——陸生維管植物》的要求，結合小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)的地形地貌特征及植被分布規(guī)律，在踏查的基礎上確定調查方案.采用樣方與樣線相結合的方法對保護區(qū)進行系統(tǒng)的植物調查：森林群落采用喬木30 m×30 m樣方，并在樣方對角線設置4個10 m×10 m灌木樣方及5個2 m×2 m草本樣方；灌木群落采用10 m×10 m樣方，并在樣方中央及對角線設置2 m×2 m草本樣方；草本群落采用2 m×2 m樣方.本研究共設置樣方49個，其中,森林標準樣方37個，灌木樣方3個，草本樣方9個；樣線14條，樣線長度共計9 287 m.樣方設置見表1，樣線設置見表2.對調查過程中未能識別的物種進行標本的采集，并詳細記錄物種的相關特征及生境等信息，帶回實驗室鑒定.種類的鑒定依據《中國植物志》[12]《大連地區(qū)植物志》[13]《大連生物物種多樣性辭條》[14]及其他權威書籍或資料，對仍有疑問的物種，請兩位以上的專家鑒定確認.

表1 樣方設置

表2 樣線設置

1.2.2 數據處理

(1)統(tǒng)計小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)維管植物的科、屬、種組成，并進行詳細分析；

(2)依據《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》[15]及《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》的修訂[16]對小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)的種子植物進行區(qū)系分析.

2 結果與分析

2.1 植物科屬組成分析

在小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)453種維管植物中:蕨類植物共18種，隸屬6科8屬，占保護區(qū)維管植物總種數的3.97%；裸子植物5種，隸屬2科3屬，占保護區(qū)維管植物總種數的1.10%；被子植物430種，隸屬74科242屬，占保護區(qū)維管植物總種數的94.93%.植物科種組成見表3，植物屬種組成見表4.

表3 保護區(qū)植物各科含有種數統(tǒng)計

表4 保護區(qū)植物各屬含有種數統(tǒng)計

表3所顯示的為小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)植物科的組成情況.根據科內種的數量進行統(tǒng)計:單種科22個，占所有科的26.83%；寡種科39個，占所有科的47.56%；中等科12個，占14.63%；較大科6個，占7.32%；大科3個，分別為菊科、禾本科和豆科，占所有科的3.66%.由此可見，本區(qū)域占主要地位的為寡種科.

表4所顯示的為小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)植物屬的組成情況.單種屬157個，占小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)所有屬的62.06%；寡種屬90個，占所有屬的35.57%；中等屬5個，占所有屬的1.98%；大屬僅1個，為菊屬，占所有屬的0.39%.由此可知，本區(qū)域占主要地位的是單種屬.

2.2 種子植物區(qū)系分析

依據《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》及《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》的修訂版，小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)76科435種種子植物涉及6種分布區(qū)類型，見表5.根據吳征鎰的《中國種子植物屬的分布區(qū)類型》劃分，小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)245屬435種種子植物涉及15種分布區(qū)類型，見表6.

表5 種子植物科的分布區(qū)類型

表6 種子植物屬的分布區(qū)類型表

保護區(qū)種子植物科的區(qū)系成分主要為世界廣布類型，共有38科，占保護區(qū)種子植物總科數的50.00%，包含薔薇科(Rosaceae)、豆科(Leguminosae)等，涵蓋335種植物；其次為泛熱帶分布類型，共有19科，占保護區(qū)種子植物總科數的25.00%，包含大戟科(Euphorbiaceae)、椴樹科(Tiliaceae)等，涵蓋42種植物；北溫帶分布類型排在第三位，共有16科，占保護區(qū)種子植物總科數的21.04%，包含松科(Pinaceae)、百合科(Liliaceae)等，涵蓋53種植物.其余3個分布區(qū)類型均僅含1科，馬鞭草科(Verbenaceae)屬于東亞(熱帶、亞熱帶)及熱帶南美間斷分布，杜鵑花科(Ericaceae)屬于熱帶亞洲至熱帶非洲分布，透骨草科(Phrymaceae)屬于東亞及北美間斷分布.

保護區(qū)種子植物屬的區(qū)系成分主要為北溫帶分布，共有78屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的31.84%，包含蒿屬(Artemisia)、黃精屬(Polygonatum)、委陵菜屬(Potentilla)、唐松草屬(Thalictrum)等，涵蓋165種植物；其次為世界廣布，有41屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的16.73%，包含蓼屬(Polygonum)、藜屬(Chenopodium)、鼠李屬(Rhamnus)、堇菜屬(Viola)等，涵蓋88種植物；泛熱帶分布排在第三位，共有32屬，占保護區(qū)種子植物總屬的13.06%，包含大戟屬(Euphorbia)、鵝絨藤屬(Cynanchum)、打碗花屬(Calystegia)、狗尾草屬(Setaria)等；舊世界溫帶分布排在第四位，共有30屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的12.24%，包含石竹屬(Dianthus)、益母草屬(Leonurus)、沙參屬(Adenophora)、隱子草屬(Cleistogenes)等.其他11種分布類型依次為東亞分布，共有18屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的7.34%；東亞和北美洲間斷分布，共12屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的4.90%；溫帶亞洲分布，共8屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的3.27%；舊世界熱帶分布，共7屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的2.86%；熱帶亞洲至熱帶非洲分布，共7屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的2.86%；熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布，共3屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的1.22%；熱帶亞洲分布，共3屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的1.22%；地中海區(qū)、西亞至中亞，分布2屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的0.82%；中亞分布，分布2屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的0.82%；東亞及熱帶南美間斷分布僅1屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的0.41%；中國特有分布僅1屬，占保護區(qū)種子植物總屬數的0.41%；

3 討 論

3.1 植物組成

小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)植物物種數量較為豐富，在科屬組成上，單種科、寡種科、單種屬和寡種屬在保護區(qū)占優(yōu)勢.在科水平上，寡種科占主要優(yōu)勢，另外含30種以上的科有3個，分別為菊科、禾本科和豆科，這3科共有植物132種，隸屬77屬，分別占總種數和總屬數的29.14%和30.43%，可以看出大科的優(yōu)勢作用明顯，在保護區(qū)的區(qū)系組成中起重要作用，并且較多對保護區(qū)的研究都發(fā)現這3科植物優(yōu)勢明顯[9，17-20].在屬水平上，保護區(qū)共有單種屬157個，占總屬數的62.06%，優(yōu)勢明顯，是保護區(qū)植物的重要的組成部分，韓小軍對貴池十八索省級自然保護區(qū)的研究[21]、張曉明等對遼寧仙人洞國家級自然保護區(qū)藥用植物的研究[22]以及洪宇薇等對天津北大港濕地自然保護區(qū)的研究[23]同樣得出單種屬占主要優(yōu)勢的結論.

努魯兒虎山國家級自然保護區(qū)有維管植物97科412屬1 006種(含變種和亞種).其中,蕨類植物10科13屬33種，裸子植物3科6屬12種，被子植物84科393屬961種[11].大連城山頭海濱地貌國家級自然保護區(qū)有維管植物63科188屬270種，其中，蕨類植物7科7屬9種，裸子植物2科2屬3種，被子植物54科179屬258種[24-25].這兩個保護區(qū)與小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)均為遼寧省內的保護區(qū)，比較發(fā)現小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)的多樣性在另外兩個保護區(qū)之間.3個保護區(qū)被子植物種數分別占保護區(qū)植被總種數95.56%、95.53%、94.92%，可以看出被子植物在數量上占絕對優(yōu)勢，其次是蕨類植物，裸子植物所占比例最小.

3.2 植物區(qū)系

小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)245屬435種種子植物涉及15種分布區(qū)類型.北溫帶分布和世界廣布居保護區(qū)種子植物的前兩位，具有典型的溫帶性質，符合小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)所在地理位置和氣候條件，并與泛熱帶分布和舊世界溫帶分布區(qū)系來源較近，體現出不同分布類型交叉分布的特征.保護區(qū)同時含有15種分布區(qū)類型，復雜多樣，這可能與保護區(qū)生物類群的起源、遷移和分布及地質時期氣候變化對植物的選擇有關.

4 面臨問題及保護建議

4.1 人為活動頻繁

小黑山水源涵養(yǎng)生態(tài)功能自然保護區(qū)內，尤其是實驗區(qū)內，有常住人口，以從事農業(yè)生產為主.人類生產、生活中產生的垃圾是保護區(qū)生態(tài)環(huán)境面臨的一個較大威脅.另外，保護區(qū)內沒有集中供水和排水設施，造成該區(qū)存在點源、面源污染的隱患.建議加大宣傳力度，使當地居民了解保護生態(tài)系統(tǒng)的重要性，必要時采取亂扔垃圾罰款的措施，以避免亂丟垃圾的現象發(fā)生.

隨著社會經濟的發(fā)展，保護區(qū)周邊旅游業(yè)爭相開發(fā).在旅游旺季，大量人口涌入，對保護區(qū)造成一定程度的破壞，給物種的生存和生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定帶來隱患.另外，由于旅游業(yè)的開發(fā)，大量基礎設施開始建設，尤其是在保護區(qū)實驗區(qū)內的基礎設施建設，對保護區(qū)內水源涵養(yǎng)功能的發(fā)揮、物種的生存、生態(tài)環(huán)境的保持都有一定的影響.保護區(qū)管理機構應不斷加大對旅游景點周邊區(qū)域的管理工作，確保在旅游業(yè)不斷發(fā)展的過程中，保護區(qū)的生態(tài)功能不遭到破壞.加大對游客的宣傳教育，讓游客了解保護區(qū)對于環(huán)境保護的重要性.

4.2 植物資源受威脅

在調查過程中發(fā)現，保護區(qū)內分布大量野葛.野葛具有極強的抗逆性，其根頸部和塊根耐寒，可在土中安全越冬，第二年繼續(xù)露土出芽，生長出枝葉.野葛在保護區(qū)內已經成為一大隱患，它們纏繞樹木，甚至將一棵棵樹木絞纏而死，肆意蔓延破壞植物資源，危害生態(tài)環(huán)境，如不加以控制，野葛將會對保護區(qū)的植物資源造成巨大危害.

鑒于潛在的巨大威脅，應對保護區(qū)內的野葛進行挖除，并加強后期的監(jiān)測，同時也應在保護區(qū)內建立長期的生物多樣性監(jiān)測機制，防止類似現象發(fā)生.