福建省野生豆科植物资源及植物生态地理区系分析

2014-11-14 00:01李春燕詹杰应朝阳罗旭辉陈恩陈志彤
热带农业科学 2014年10期
关键词:豆科植物区系福建省

李春燕 詹杰 应朝阳 罗旭辉 陈恩 陈志彤

摘 要 对福建省野生豆科植物资源调查表明,福建省野生豆科植物有233种80属(包括变种、亚种),其中单种属、2~4种属居多并占绝对优势,分别占总属数的47.50%和30.50%。对福建省野生豆科植物资源生态地理区系分析表明,植物区系成分在属、种的水平上有13个类型,4个亚型,植物区系特征在属的水平上以热带成分为主,其中热带分布属有53属,占总属数的68.83%,可见本区系属的热带成分占明显优势,具有明显的热带性质。在种的水平上以泛热带分布类型占较大比例,其他多种分布类型并存,表现为丰富的物种多样性特征。

关键词 豆科 ;野生 ;植物区系 ;福建省

分类号 S54

福建地处我国东南沿海,位于北纬28°30′~28°22′、东经115°50′~120°47′。东西宽约540 km,南北长约540 km,全省陆地面积12.380 2万km2。海拔200 m以上的山地、丘陵占全省土地总面积的87.3%,海拔500 m以上的山地占36%。由于地处东亚大陆东南部,是季风气候强烈影响的地区,属温暖湿润的亚热带海洋性季风气候,年平均气温17~2l℃,平均降雨量1 400~2 000 mm。福建省素有“东南山国”之称。亚热带气候环境,形成了丰富的植被类型,蕴藏着丰富的植物资源。福建省豆科植物种类位居第三,仅次于菊科和禾本科[1]。

植物区系是对某区域内全部植物种类的总称,是植物在一定自然环境中发展演化的结果[2]。同时也是生态环境建设、生物多样性保护与利用的基础[3]。有关豆科植物区系方面的研究有所报道[4-7],但目前尚无关于福建野生豆科植物区系的研究报道。笔者对福建野生豆科植物进行了系统调查并查阅相关文献,了解优势属、种及生活型与分布现状,旨在为认识该区豆科植物组成和区系特征,从而对制定该区域的物种保护策略,促进该区域生物资源的可持续利用和发展,具有重要的生态学意义。

1 材料与方法

1.1 调查时间、地点

福建省农业科学院农业生态研究所草业室于2008至2012年多次对福建省境内的野生豆科植物资源进行了调查和采集。

1.2 调查方式与内容

采用GPS(全球定位系统)对福建省野生牧草资源进行准确定位,并拍摄照片。详细记载每一作物的来源、产地、分布、生境以及主要性状特征和分类名称;收集一定数量的种子或植株、块根、种茎等营养体,对于珍贵、稀有、濒危的种质,拍摄照片和压制标本。对所调查的植物归类,并进行分析。

2 结果与分析

2.1 豆科植物资源属、种组成

豆科植物(legumes)在全世界约有748属19 700种,我国约有豆科植物172属1 485种,据《福建植物志》、《中国饲用植物志》记载,福建省有豆科植物79属226种(包括变种)[1,8-10]。经过多年的调查、统计,福建省有豆科植物资源共80属,233种(包括变种、亚种)。其中,单种属有38属38种,分别占总属数和总种数的47.50%和16.31%,2~4种属有28属75种,占总属数的30.50%、总种数的32.18%。5~9种属有11属76种,分别占总属数和总种数的13.75%和32.62%。1O种以上的属有3属44种,占总属数的3.75%、分别是崖豆藤属(Millettia. Wight et Arn.),山蚂蝗属(Desmodium Desv.)和猪屎豆属(Crotalaria L.),种数占总种数的18.87%(表1)。

2.2 福建省野生豆科植物资源的生活型

生活型是植物群的一定共同外貌,是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果[11],主要指植物的外貌特征,如形状、大小、植物的生命期长短等,通过生活型可以反映出植物与环境的关系[12]。根据其形态、外貌和生活方式,可以将福建省野生豆科植物分为一二年生草本、多年生草本、半灌木、灌木、藤本、木本(表2)等6个生活类型。

由表2可知,福建省野生豆科草本植物占绝对优势,有90种,占总数的38.63%,其中多种为林下或灌丛或灌草丛中的优势种或单优势建群种,如虫豆属(Atylosia Wight et Arn.)、大豆属(Glycine Willd.)、草木樨属(Melilotus Mill.)等的植物;灌木、半灌木有63种,占总数的27.03%,主要有胡枝子属(Lespedeza Michx)、决明属(Cassia L.)等的植物,藤本有24种,占总数的10.30%,主要有崖豆藤属、黎豆属(Mucuna Adans.)的植物;木本有56种,占总数的24.04%,主要有猴耳环属(Pithecellobium Mart.)、金合欢属(Acacia Willd.)、红豆属(Ormosia G.Jack.)等的植物,占总数的24.04%。通过分析,可以看出本区野生豆科植物是以草本和灌木类群为主,大多数都可作为牧草、药用植物、绿肥及水土保持的珍贵遗传资源,在福建地区具有重要的生态效益和经济效益。

2.3 福建省豆科植物属、种的分布区类型组成及分析

通常来讲,区系成分分布区类型的研究多以属为基本单位[13]。属在分类学上所包含的种常具有同一起源和相似的进化趋势,属的分类特征也相对稳定,占有较为稳定的分布区,同时在进化过程中,随着地理环境的变化发生分异,从而有比较明显的地区性差异。因此,植物属的分布型更能反映出植物的演化过程、区域分异和地理特征[14]。根据吴征镒先生[14-15]关于中国种子植物属的分布区类型划分原则,依据福建省豆科植物属的地理分布特点,豆科植物属可划分为12个分布区类型及4个变型(表3)。

(1)世界分布属有2属2种,占调查总属数的2.50%,占调查总种数的0.86%。属和种分别是黄芪属(Astragalus L.)的紫云英(A. sinicus L.)和扁豆属(lablab Adans.)的扁豆[Lablab purpureus (Linn.) Sweet]。

(2)泛热带分布及变型属,泛热带分布共有24属103种,占调查总属数的30.00%和调查总种数的44.25%。热带亚洲、大洋洲(至新西兰)和中至南美洲(或墨西哥)间断分布的属只有排钱草属(Phyllodium Desv.),占调查总属数的1.25%。热带亚洲、非洲和中至南美洲间断属是朱缨花属(Calliandra Benth.)和含羞草属(Mimosa L.),占调查总属数的2.50%。热带亚洲和热带美洲洲间断分布属有5属,分别是猴耳环属、红豆属、山蚂蝗属、菜豆属(Phaseolus L.)和豆薯属(Pachyrhizus Rich. ex DC.)。

(3)热带亚洲和热带美洲洲间断分布有5属35种,占调查总属数的6.25%和调查总种数的15.02%。猴耳环属、红豆属、山蚂蝗属、菜豆属(Phaseolus L.)落花生属(Arachis L.)

(4)旧世界热带分布及其变型属,旧世界热带分布属有8属15种,分别占调查总属数、调查总种数的10.00%、6.42%。热带亚洲、非洲和大洋洲间断的只有格木属(Erythrophleum Afzel. Ex G.Don)属,占调查总属数的1.25%。

(5)热带亚洲至热带澳大利亚分布属有8属,分别是水黄皮属(Pongamia Vent.)、舞草属(Codariocalyx Hassk.)、虫豆属、野扁豆属(Dunbaria Wight et Arn.)、葫芦茶属(Tadehagi Ohashi)、蝙蝠草属(Christia Moench.)、假木豆属(Dendrolobium Benth.)、大豆属(Glycine Willd),占调查总属数的10.00%。

(6)热带亚洲至热带非洲分布属是凤凰木属(Delonix Raf.)、老虎剌属(Pterolobium R.Br.ex Wight & Arn.)、藤槐属(Bowringia Champ.)、无忧花属(Saraca L.)、海红豆属(Adenanthera L.)、葛属(Pueraria DC.)、木豆属(Cajanus DC.)豇豆属(Vigna Savi)共8属,占调查总属数的10.00%。

(7)热带亚洲分布属只有相思子属(Abrus Adans.)的相思子(Abrus precatorius L.)和毛相思子(Abrus mollis Hance)。

(8)北温带广布及变型属,北温带广布的属有4属15种,分别是檀属(Dalbergia L.F.)、紫檀属 (Pterocarpus L.)、蚕豆属(野豌豆属)(Vicia L.)、紫荆属(Cercis L.)。占调查总属数的5.00%。北温带和南温带间断属是香豌豆属(Lathyrus L.)。

(9)东亚至北美间断分布属有11属24种,占调查总属数的13.75%。分别是肥皂荚属(Gymnocladus Lam.)、皂荚属(Gleditsia L.)、槐属(Sophora L.)、香槐属(Cladrastis Raf.)、紫藤属(Wisteria Nutt.)、刺槐属(Robinia L.)、两型豆属(Amphicarqaea Ell.)、土圞属(Apios Medik)、鸡眼草属(Kummerowia Schindl.)、胡枝子属(Lespedeza Michx.)、紫穗槐属(Amorpha L.)。

(10)欧亚温带分布或旧世界温带分布属有2属3种。分别是草木樨属、苜蓿属(Medicago L.)。

(11)中亚,西亚至地中海分布属只有豌豆属(Pisum L.)1属1种。

(12)外来成分属为大翼豆属(Macroptilium)在《福建植物志》中未收录该属,是我们在调查中发现的植物,可能是引种后逸生出的。

由表3可以看出, 其中含属最多的是泛热带分布型27属,其次是东亚至北美间断分布型11属,旧世界热带分布型9属。其中热带分布区(第2,4-7项)为53属150种,占总属数与总种数(扣除世界分布属与归化外来属)的68.83%、65.22%,可见本区系属、种的热带成分占明显优势,具有较明显的热带性质。温带分布区(第8~l0项)为18属44种,仅占总属数与总种数的23.37%、14.78%,这与该地区具有较丰富的水热成分条件是一致的。

3 讨论与结论

豆科是福建省植物区系组成中的大科之一,种类丰富,分布广泛,在各种不同的植被类型中,大部分豆科植物粗蛋白含量都高于其他植物,绝大多数(80%)具有饲用价值,是家畜饲料营养中主要的蛋白质来源。福建省有豆科植物资源有80属,233种,少数属居多;福建省豆科植物以草本植物为优势生活型,有90种,占总数的38.63%。

在植物区系组成上,福建省野生豆科植物可划分为分为12个分布区类型及4个变型,其中热带地理分布为58属、185种,分别占总数的72.50%、79.40%。温带地理分布为19属、145种,分别占总数的23.75%、19.31%。以上数据显示,福建野生豆科植物区系的热带性质较为明显。尽管福建野生豆科植物在中国和世界豆科植物区系中占有较高的位置,属的比例分别为46.5%和10.70%,种的比例分别为15.70%和1.18%,但广布种与相邻地区共有种众多,无本省特有种,更缺少豆科植物中最原始的属种,这表明福建省豆科植物区系组成比较简单。笔者认为,福建不是豆科植物种系分布中心和分化中心。总之,福建省豆科杆物区系具有明显的热带性质,但不是豆科植物种系的分化中心。

野生豆科植物在牧草、草坪、药用、观赏等方面具有重要的利用价值,同时野生豆科植物在长期适应过程中,具有抗旱、耐脊等特性。了解野生豆科植物资源及区系分布,对于合理而科学地开发利用福建省野生豆科植物资源,促进经济发展、维护生态环境以及提高社会效益,都具有十分重要的现实作用和深远的历史意义。

参考文献

[1] 福建省科学技术委员会,《福建植物志》编写组. 福建植物志(第三卷)[M]. 福建科学技术出版社,1987:1-157.

[2] 王荷生.华北植物区系地理[M].北京:科学出版社,1997.

[3] 李登武,党坤良,康永祥. 西北地区木本植物区系多样性研究[J]. 植物研究,2005(1):89-98.

[4] 贺学礼,赵丽莉,朱铭娥.陕西豆科牧草资源及植物区系分析[J]. 中国草地,1996(1):46-48.

[5] 玉 龙,乌艳虹,陶红梅,等. 赤峰北部主要野生豆科牧草的植物区系及属种组成特征[J]. 草业科学,2000(6):22-25.

[6] 孙海群. 青海省天然草地主要豆科牧草的生态地理特征及饲用价值[J]. 中国草地,1996(6):31-34.

[7] 王一峰,杨文玺,王春霞,等. 甘肃豆科饲用植物资源[J]. 草业科学,2006(3):12-16.

[8] 贾慎修. 中国饲用植物志(第二卷)[C]. 北京:农业出版杜,1989:385-691.

[9] 中国饲用植物志编委会. 中国饲用植物志[C]. 农业出版社. l987(1):201-370.

[10] 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志(第40卷)[M]. 北京:科学出版社,1994.

[11] 中国植物学会,中国植物学史[M]. 北京:科学出版社,1994:10-15.

[12] 应俊生,张玉龙. 中国种子植物特有属[M]. 北京:科学出版社,l994:630-665.

[13] 王荷生. 中国植物区系的性质和各成分问的关系[J].云南植物研究,2000,22(2):119-126.

[14] 吴征镒,路安民,汤彦承,等. 中国被子植物科属综论[M]. 北京:科学出版社,2003:12.

[15] 吴征镒.中国种子植物区系地理[M]. 科学出版社,2011:30-54.

猜你喜欢
豆科植物区系福建省
科学家破解豆科植物幸存“密码”
福建省“两会”上的“她”声音
第四届福建省启明儿童文学双年榜揭榜
中国科学院昆明植物研究所揭示云南被子植物区系形成原因
第三届福建省启明儿童文学双年榜揭榜
红壤幼龄桔园套种豆科牧草后土壤酸度变化特征
福建省巾帼馆开馆
上海植物区系新资料
藏东南高山草甸植物区系初步探究
山西大同大学校园植物区系特征分析