湖北大学校园种子植物区系初步分析

朱亮，付硕章，柯文山，吴明煜

(湖北大学生命科学学院，湖北 武汉 430062)

植物区系是在一定自然历史和人为活动条件下，一个地区所有植物发展及演化的结果.植物区系研究是植物多样性研究的基础，在植物多样性保护、生态环境、景观生态学以及经济建设方面有着重要的意义. 湖北大学位于武汉市内环线的中心，其校园植物的研究不仅为校园规划、绿化建设提供科学依据， 而且还可以丰富城市植物区系的内容，初步了解武汉市城区的植物区系结构. 无论在种类还是数量上，湖北大学的校园植物，在南北各高校的植物多样性中排名中游， 其区系成分在一定程度上代表了国内高校校园植物的区系组成与分布. 我们从2009年10月起，对该区种子植物类型进行了详尽调查，在此基础上对种子植物区系进行分析，以期为相关学科的实验和校园绿化建设等提供理论依据.

1 自然概况

湖北大学位于武汉市武昌区,具体地理位置为武汉市内环线沙湖之滨，北纬30°35′、东经114°20′，占地面积约133.3 hm2. 校内地势平坦， 平均海拔40 m. 校园地属北亚热带季风性湿润气候，具有雨量充沛、日照充足、夏季酷热、冬季寒冷的特点. 一般年均气温15.8～17.5 ℃，一年中，1月平均气温最低，0.4 ℃；7、8月平均气温最高，28.7 ℃. 夏季极长达135 d. 初夏梅雨季节雨量集中，年降水量为1 100 mm.

2 种子植物区系成分分析

2.1植物区系组成通过校园实地调查、标本采集、鉴定及整理，统计出湖北大学校园共有种子植物85科、181属、264种[2-4]. 属种系数为68.56%. 其中裸子植物7科、12 属、18种， 占校园种子植物总种数的6.82%；被子植物78科、169属、246种， 占校园种子植物总种数的93.18%. 由此可见，双子叶植物构成了校园种子植物区系的主体. 该区种子植物分别占湖北种子植物总科数的42.50%、总属数的13.36%和总种数的4.67%；占中国种子植物总科数的28.24%、总属数的6.09%和总种数的1.05% (表1).

2.2与国内其他高校的植物区系组成比较分析国内许多高校已开展过相关校园植物物种调查研究， 如河南大学有校园植物77科、194属、260种[5]，齐齐哈尔大学48科、99属、129种[6]，南京大学91科、124属、267种，西北农林科技大学109科、361属、500 种，西南大学125科、452属、671种[7]. 湖北大学校园植物的种类和数量均位居全国高校中上水平.

表1 种子植物类群与湖北及全国的科、属、种比较

2.3科的大小统计和区系分析结合马晓业等[8]关于种子植物科大小的排序分类方法，并结合各科在校园植物中所含种数的实际状况，将其划分为 4个等级:单种科(1种)、少种科(2～5种)、中等科(6～9种)、大科(≥10种)(见表2). 统计结果表明：本区系少种科数占本区系总科数的51.76%，含有种数却占本区系总种数的48.86%，无论是科数还是种数都居于整个区系的优势地位；大科仅占本区系总科数的5.88%，所含种数却占本区系总种数的26.14%，大科对本区系的构建起较重要的作用. 本区系的优势科分别为：百合科(Liliaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、木樨科 (Oleaceae)、菊科(Compositae)和蔷薇科(Rosaceae). 这5个优势科中，除百合科为北温带分布，大戟科为泛热带分布外，其他3科均为世界分布[9]. 其中菊科主产于温带，蔷薇科在温带占优势. 从本区系优势科的分布区类型来看，温带性质占优势，这无疑对本区的区系性质有较大的影响，并对本区植被群落的结构及其特点起着十分重要的作用.

按照世界种子植物科的分布区类型系统划分[10-11]，本区系85科共划分为10个类型和5个变型(见表 5). 将其归并为世界分布、热带分布(第2～7、16类)、 温带分布 (第8～14类)和中国特有分布 4大类. 本区系世界分布28科、热带分布37科、温带分布19科、中国特有分布1科，分别占本区系总科数(不包括世界分布科)的64.91%、33.33%、1.75%.结果表明校园区系植物，热带分布科占有明显的优势，温带分布科具有相当的比例. 本区系具有中国地理位置的中心、南北植物兼收并蓄的特性，同时拥有较多热带植物区系起源植物.

表2 湖北大学校园种子植物科的级别统计

2.4属的大小统计和区系分析根据各属在该地区所含种数的多少，将其划分为单种属(1种)、少种属(2～4种)、中等属(5～9种)3个等级(见表3).本区系单种属(1种)、少种属(2～4种)、中等属(5～9种)3个等级的属数分别为133、43和5，分别占本区系总属数的73.89%、23.33%和2.78%.大量单种属的存在解释本区系植物性质多样性的主因；少种属虽只占本区系总属数的23.76%，但所含种数却占本区系总种数的37.89%；本区系的较优势属为李属(Prunus)、蔷薇属(Rosa)和大戟属(Euphorbia).

表3 湖北大学校园植物属的级别统计

表4湖北大学校园植物与部分地区

属种系数的比较

属种系数是体现植物区系物种丰富度和生境复杂度的重要指标，一般用属的总数和种的总数的百分比比值来进行计算，数值较高则物种丰富度较高，而生境复杂度较低，较低则相反. 通过与部分高校以及非高校地区进行比较，以期较客观地评价湖北大学校园植物的属种系数水平[5， 7-8， 12-13]. 湖北大学校园植物属种系数为68.6%，除南京大学外，和另外3所高校属种系数较为接近；相比其他城市、风景区和库区，除坪江水电站库区外，湖北大学的属种系数较高(表 4). 比较结果说明，湖北大学校园作为人工环境或者人工植被较明显的区域，过多的人工引进植物和平坦的地势(简单的生境)导致了过高的属种系数.

根据吴征镒关于中国种子植物属分布区的划分方案，对湖北大学校园181属植物进行归类统计[14-16]. 本区系181属划分为 14个类型和9个变型 (见表 5). 世界分布19 属、热带分布70 属、温带分布86 属、中国特有分布6 属，分别占本区系总属数 (不包括世界分布属，下同 )的43.21%、53.09%和3.70%. 对本区系属的重要分布区类型分析如下：

世界分布属：本区系世界分布属有19 属30 种. 由于生态适应幅度较广，很难看出植物区系的地理特点，对于了解本区系特征和与其他区系的联系意义不大，因此在分析时被扣除.

热带分布属：共70属97种，占本区系总属数的43.21%.

泛热带分布的类型及其变型有26 属44 种，是本区系热带分布属中的第一大分布区类型，占热带分布总属数的37.14%. 主要属为大戟属(Euphorbia，8)、卫矛属(Euonymus，5)、和木槿属(Hibiscus，3).

热带亚洲和热带美洲间断分布属：共10 属12 种，占热带分布区总属数的14.29%，如仙人掌属(Opuntia，2)、紫茉莉属(Mirabilis，1) 以及吊兰属(Chlorophytum，3)，主要是校园内引进的观赏物种和外来入侵物种.

旧世界热带分布属及变型：共9 属10 种，占热带分布区总属数的12.86%， 主要有天门冬属(Asparagus，2)、海桐花属(Pittosporum，1)等.

热带亚洲至热带大洋洲分布：共10 属12 种，占热带分布区总属数的14.29%，如樟属(Cinnamomum，2)、通泉草属(Mazus，1) 以及蛇莓属(Duchesnea，1)等.

热带亚洲至热带非洲分布及其变型：共6属6种，占热带分布区总属数的8.57%，包括牛膝属(Achyranthes，1)、芦荟属(Aloe，1)等.

热带亚洲分布及其变型：共9 属13 种，占热带分布区总属数的12.86%，包括柑橘属(Citrus，3)、含笑属(Michelia，4)、蚊母树属(Distylium，4)等.

温带分布属：本区系的温带分布属计有86属131种，占本区系总属数的53.09%.

表5 湖北大学校园植物区系科、属、种分布区类型和变型统计

表中%不包括世界分布属.

北温带分布及变型：共43属74种，占温带分布属的50.00%，是本温带分布属中属数最多的分布型. 包括李属(Prunus，7)、杜鹃花属(Rhododendron，2)、槭属(Acer，5)、蔷薇属(Rosa，2)、忍冬属(Lonicera，1)、松属(Pinus，3)、园柏属(Sabina，4)等，本分布中木本和草本观赏植物多，是校园木本和灌木层主要植物类型.

东亚和北美间断分布：共12 属20 种，占温带分布属的13.95%. 该分布类型植物都为校园重要的观赏和绿化植物，如木樨属(Osmanthus，4)、木兰属(Magnolia，3)、爬山虎属(Parthenocissus， 2)、紫葳属(Campsis，1)、枫香属(Liquidambar，1)、鹅掌楸属(Liriodendron，1)等，在校园的地表和墙面绿化中起了重要的作用.

旧世界温带分布及变型：共10 属14 种，占温带分布属的11.63%.其中包括地中海、西亚(或中亚) 和东亚间断分布变型4 属，地中海区和喜马拉雅间断分布变型1 属. 主要有丁香属(Syringa， 2)、梨属(Pyrus， 1)和连翘属(Forsythia， 1)等.

温带亚洲分布：共2 属2 种，分别为附地菜属(Trigonotis， 1)和马兰属(Kalimeris， 1).

地中海区、西亚至中亚分布及其变型：共2属2种，分别为石榴属(Punica， 1)和金盏花属(Calendula， 1).

东亚分布及其变型：共17 属19 种，占温带分布属的19.77%. 其中中国-喜马拉雅变型3 属; 中国-日本变型4 属. 其中既有城市绿化中常见的植物属如檵木属(Loropetalum， 2)、结香属(Edgeworthia，1)、沿阶草属(Ophiopogon，2)和蜘蛛抱蛋属(Aspidistra，1)和常见野草植物属如泥胡菜属(Hemistepta，1)、紫苏属(Perilla，1)，也有一些重要的观赏和木本植物属，如梧桐属(Firmiana，1)、柳杉属(Cryptomeria，1)和枫杨属(Pterocarya，1). 湖北大学校园内有一棵百年以上树龄的枫杨树.

中国特有属：共6属6种. 占本区总属数的3.70%，包括蜡梅属(Chimonanthus，1)、 水杉属(Metasequoia， 1)、通脱木属(Tetrapanax， 1)、喜树属(Camptotheca， 1)、银杏属(Ginkgo， 1)、枳属(Poncirus， 1). 其中银杏和水杉属为具有典型孑遗植物性质的属，一定程度地反映了湖北大学校园植物区系类群的丰富性和区系的古老性.

总之，湖北大学校园植物区系包括了中国种子植物属的15个类型中的14个类型，说明本区系分布区类型比较多样. 在区系类型上，校园植物区系以温带成分为主，热带成分较丰富，这与学校所处的温带地理位置相一致，具有在热带和温带植物成分交界的特点.

3 结论

通过对湖北大学校园种子植物区系成分的统计和分析，我们得出以下结论：

(1)物种多样性丰富，分布区类型多样，地理成分复杂. 湖北大学校园植物区系有种子植物85 科、181属、264 种. 中国种子植物属的所在的15大分布类型中，该地区有14个类型，并包含较多变型和间断分布类型.

(2)生境单一，属种系数较高. 该区属种系数为68.6%，表明校园生境单一，多为人工设置环境，人工栽培物种多所导致.

(3)优势科和优势属不明显. 在科的水平上，种数在10 种以上的科仅为5个，属中没有超过10个种的属. 封闭的校园环境，限制外来物种的侵入. 同时，人工栽培的植物和定期的绿地修建也能导致这一结果.

(4)温带性质明显，热带成分丰富，表现出明显的过渡性. 科级水平上，温带分布科占总科数的33.33%，而热带分布科占总科数的64.91%，热带分布成分高于温带分布成分；但在属级水平上，热带和温带分布属分别占总属数43.21%、53.09%，温带分布属占有明显的优势；种级水平上温带分布种占总种数的55.98%，而热带分布种占总种数的41.45%. 科、属、种三级水平的分析表明，本区系温带成分占优势，热带性质也较丰富. 本区系具有中国地理位置的中心、南北植物兼收并蓄的特性.

(5)在对本区系的研究过程中我们发现：本校园有264种种子植物，其中外来引种植物124种，占有很高的比例；高位芽植物189 种，地上芽植物27 种，地面芽植物43 种，地下芽和一年生植物有5 种，分别占总数的71.6%、10.2%，、16.3%、1.9%；常绿树和常绿草本76 种，落叶树119 种，前者数量虽然较少，但栽种的数量较多，特别是那些具有特殊功能的植物栽种量很大：如具有空气消毒作用和很好的林荫效果的樟树，具有独特香气的桂花等，而外来引种的落叶植物仅选用那些具有特殊功能的植物，如观姿花卉龙爪槐和结香等、爬架的紫藤、凌霄花和葡萄等、爬墙的爬山虎等，仅仅点缀在校园的特殊地点.以上情况充分反映出了高校的特殊环境与特殊需求.

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