叶 晶,马建波,李赟璟,余道平,刘以珍,4
(1.上饶市林业科学研究所,江西 上饶 334000;2.南昌大学 生命科学学院,江西 南昌 330031;3.宜黄县林业局,江西 宜黄 344400;4.江西省鄱阳湖流域水安全保障协同创新中心,江西 南昌 330031)
江西宜黄中华秋沙鸭省级自然保护区种子植物区系分析
叶晶1,马建波2,李赟璟2,余道平3,刘以珍2,4
(1.上饶市林业科学研究所,江西 上饶 334000;2.南昌大学 生命科学学院,江西 南昌 330031;3.宜黄县林业局,江西 宜黄 344400;4.江西省鄱阳湖流域水安全保障协同创新中心,江西 南昌 330031)
通过样线法对江西宜黄中华秋沙鸭省级自然保护区进行植物区系调查。结果表明:(1) 该保护区共有野生种子植物119科428属776种,以禾本科、蔷薇科、菊科等为优势科,以蓼属和悬钩子属为优势属;(2) 单种科属和寡种科属的比例较高,表明该区植物区系分化较明显;(3) 种子植物科可以分成8个分布型7个变型,科的区系热/温比为2.43,表现出区系的隐域性及与热带植物区系联系密切;(4) 种子植物属可以分成14个正型15个变型,属的区系热/温比为1.05,区系性质表现为热带向温带过渡。
中华秋沙鸭自然保护区;种子植物;植物区系;河流湿地
中华秋沙鸭Mergus squamatus是第三纪冰川期后残存下来的物种,中国特产稀有鸟类,国家I 级重点保护动物。目前中华秋沙鸭成体在全球数量1000~2499只,濒临灭绝[1]。其分布范围狭窄,繁殖地主要在俄罗斯东南部和中国东北,越冬地主要在中国中部和南部[2],其中江西省是中华秋沙鸭最主要的越冬分布地之一[3]。2009年调查发现,在江西宜黄县的宜黄水有3群共39只中华秋沙鸭群体[4],每年有种群数量在 40只左右的稳定群体在该区域越冬。经系统地综合科学考察,2012年江西省政府在2010年建立的县级自然保护区基础上,批准设立宜黄中华秋沙鸭省级自然保护区。
植物区系是在一定的自然地理条件,特别是自然历史条件综合作用下,植物界自身发展演化的结果[5]。对该保护区的种子植物区系分析,一方面是了解该自然保护区生物资源的基本组成;另一方面可为深入分析中华秋沙鸭越冬栖息生境特点及其生境条件提供参考。
1.1研究区域概况
宜黄水中华秋沙鸭自然保护区位于江西省东部,宜黄县南部,为武夷山脉西岸、雩山山脉北端,处于抚河二级支流宜黄水的中上游[6],属于武夷山山地与赣抚平原的过渡带,是赣东自然保护区群网的重要环节,同时也是鄱阳湖平原与武夷山脉之间的重要生态廊道。地理位置处于 116°07′56″~116°10′20″E, 27°09′26″~27°20′25″N之间,保护区总面积1693.54 hm2,其中核心区面积533.42 hm2,实验区面积1160.12 hm2,分别占总面积的31.50%、68.50%。
保护区内地势南高北低,南面为山地,北面为丘陵地貌。处于欧亚大陆东南部扬子古板块与华夏古板块的结合带,属于“江南古陆”部分[7—8]。其气候属于中亚热带湿润季风气候大区江南气候区,冬季常受西北冷空气侵袭,具有大陆性气候特征,并受到宜黄水、观音山水库等较大面积水体和茂盛的森林植被共同调节作用,具有夏无酷暑,冬无严寒,温暖湿润,四季分明的特点。年平均气温17.7 ℃,年均降水量1808.3 mm,年均风速1.6 m·s-1,年均无霜期278 d。土壤主要有红壤、黄壤、黄棕壤、紫色土、水稻土、潮土、耕作红壤等。
1.2调查方法
2012年6~8月,在植物最佳生长季节,对宜黄中华秋沙鸭省级自然保护区进行植物区系野外调查。根据该保护区以河流及水库为中心划定的特点,野外调查采用样线法,进行植物标本采集以及植物区系调查。沿着黄水河两岸各设定一条样线,在观音山水库设定三条调查样线。黄水河的调查样线设定在河岸边,同时调查河流中的水生植物以及河岸带植物;观音山水库的三条样线分别为:两条样线从水库水深2 m处开始沿着山谷至山顶进行调查,一条样线沿着水库尾部溪流调查溪流中的水生植物以及两岸的河岸带植物。
所采集标本存放于南昌大学标本馆(JXU),并根据《中国植物志》[9]和《江西植物志》[10—12]进行植物标本鉴定。采用林英等[13]修订和补充的Hutchinson系统编制宜黄中华秋沙鸭省级自然保护区植物名录。
种子植物区系科属分布区类型分析以吴征镒等[14—17]对世界种子植物科的分布区类型划分及中国种子植物属的分布区类型划分为依据。
据调查统计(按Hutchinson系统),该自然保护区共有野生种子植物119科428属776种(含种下单位,下同)。其中,裸子植物2科2属2种;被子植物117科426属774种,包括双子叶植物98科331 属610种,单子叶植物19科95属164种(表1)。宜黄中华秋沙鸭自然保护区种子植物分别占江西省总种数的16.87%,总属数的32.13%,总科数的52.42%。
在保护区种子植物区系中,单种科、寡种科和小科占较大比例(表2),三者合计占该区植物区系总科数的84.87%,但属数和种数却只分别占总数的48.83%、46.39%。而该区含10种以上的中等科、较大科和大科共有 18科,占总科数的15.13%,包含219属416种,主要有禾本科Gramineae (47属/80种,下同)、菊科 Compositae (35/51)、蔷薇科Rosaceae (13/37)等。另外,虽然裸子植物只有松科Pinaceae和杉科Taxodiaceae各1属1种,但两科的种类是区内针叶林及针阔混交林的主要建群种。这20科在种子植物区系组成中有着举足轻重的作用,或它们所包含的物种有重要的群落学作用,是组成该地区森林群落的建群种、共建种或优势种,构建了该地区的基本植被类型。
表1 宜黄中华秋沙鸭省级自然保护区种子植物组成Table 1 Spermatophytic composition of the Nature Reserve
表2 种子植物科的分组Table 2 The groups of spermatophytic families in the Nature Reserve
对该区所有种子植物属按所含种数进行分组(表3),从表中可以看出,所含种数大于10种的只有2属,分别为蓼属Polygonum和悬钩子属Rubus。蓼属物种多是由于该区为湿地类型自然保护区,悬钩子属物种多是由于该区包含宜黄河两岸,而该区的河岸带植被是以人为干扰或自然持续干扰下形成的灌丛为主,因此生长大量悬钩子类的荆棘藤本。同时,寡种属和单种属比例高,也进一步说明该区生境分异程度和人为干扰强度较高。
表3 种子植物属的分组Table 3 The groups of spermatophytic genera in the Nature Reserve
3.1科的分布区类型分析
宜黄中华秋沙鸭自然保护区种子植物可分为8分布型7变型(表4)。有世界广布科48科,占总科数的40.34%,主要有禾本科、菊科、蔷薇科、蝶形花科Papilionaceae等。热带性质的科56科,其中泛热带分布及其变型37科,占总科数的31.09%,是该区植物区系第二大分布区类型,主要有大戟科Euphorbiaceae、荨麻科Urticaceae、葡萄科Vitaceae等。东亚(热带、亚热带)及热带南美间断分布类型有7科,占总科数的5.88%,主要有马鞭草科Verbenaceae、五加科Araliaceae、野茉莉科Styracaceae等。旧世界热带分布类型有1科,占总科数的0.84%,即八角枫科Alangiaceae。热带亚洲至热带非洲连续或间断分布只有变型——热带亚洲至热带非洲,仅杜鹃花科Ericaceae 1科,占总科数的0.84%。热带亚洲分布类型有 2变型,越南(或中南半岛)至华南或西南分布变型有 1科,即大血藤科Sargentodoxaceae。全分布区东达新几内亚分布变型仅有清风藤科Sabiaceae。
温带性质的有23科,其中北温带分布18科,占总科数的15.13%,主要有忍冬科Caprifoliaceae、百合科 Liliaceae、金丝桃科Hypericaceae等。东亚及北美间断分布类型有4科,主要有木兰科Magnoliaceae、三白草科Saururaceae、鼠刺科Iteaceae等。旧世界温带分布类型有 1科,即菱科Trapaceae。
表4 种子植物科的分布区类型Table 4 The distribution types of spermatophytic families in the Nature Reserve
因此,保护区内种子植物科的热/温比为2.43。其原因一方面是该保护区属于河流湿地类型,受季节性洪水和河流两岸人为活动干扰,带来大量的泛热带性物种;另一方面,保护区植物区系具有较强的热带亲缘,与热带植物区系联系密切。
3.2属的分布区类型分析
该区种子植物有428属,其分布区类型共有14个正型15个变型(表5)。
世界广布属有63属,占总属数的14.72%,如金鱼藻属Ceratophyllum、半边莲属Lobelia、荸荠属Eleocharis等。
热带成分(类型2~7)有187属,占51.23% (不计世界广布属,下同),有6个分布区类型及6个变型。泛热带分布属有1个正型2个变型,共有102属,占总属数的27.95%。其中泛热带分布正型有95属,占总属数的26.03%,主要有穇属Eleusine、安息香属Styrax、菝葜属Smilax等。泛热带分布变型有两个,其一为热带亚洲、大洋洲(至新西兰)和中、南美(或墨西哥)间断分布,该变型有3属,兰花参属Wahlongergia、石胡荽属Centipeda、铜锤玉带属Pratia;其二为热带亚洲、非洲和中、南美洲间断分布,该变型有4属,粗叶木属Lasianthus、簕竹属Bambusa、马缨丹属Lantana、糯米团属Gonostegia。热带亚洲和热带美洲间断分布类型共有 7属,占总属数的 1.92%,主要有凤眼莲属 Eichhornia、柃属Eurya、裸柱菊属Soliva等。旧世界热带分布有1个正型1个变型,共有24属,占总属数的6.58%,该分布正型有21属,主要有八角枫属Alangium、扁担杆属Grewia、杜茎山属Maesa等。热带亚洲至热带大洋洲分布共有18属,占总属数的4.93%,主要有臭椿属Ailanthus、淡竹叶属Lophatherum、黑藻属Hydrilla等。热带亚洲至热带非洲分布有1个正型1个变型,其中正型共有11属,占总属数的3.01%,主要有常春藤属Hedera、赤瓟属Thladiantha、大豆属Glycine等。另外,华南、西南至印度和热带非洲间断分布变型有1属,即黄瑞木属Adinandra。热带亚洲(印度-马来西亚)分布类型有1正型3变型,分布正型共有20属,占总属数的5.48%,主要有轮环藤属Cyclea、秤钩风属Diploclisia、含笑属Michelia等。热带亚洲分布的变型所含属数不多,其中爪哇(或苏门答腊)、喜马拉雅间断或星散分布到华南、西南分布变型有2属,即金钱豹属Campanumoea、木荷(荷树)属Schima;热带印度至华南(尤其云南南部)分布变型有1属,即肉穗草属Sarcopyramis;而越南(或中南半岛)至华南(或西南)分布变型有1属,即赤杨叶属Alniphyllum。
属于温带成分(类型8~15)的有178属,占48.77%,包括7个分布区类型和8个变型。北温带分布类型有1个正型2个变型,其中分布正型有52属,占总属数的14.25%,主要有艾蒿属Artemisia、白蜡树属Fraxinus、稗属Echinochloa等;2个变型分别是北温带和南温带间断分布以及欧亚和南美温带间断分布,前者有21属,占总属数的5.75%,主要包括巢菜属Vicia、慈姑属Sagittaria、构杞属Lycium等,后者仅有麦娘属Alopecurus 1属。东亚和北美间断分布有1正型1变型,其正型含27属,占总属数的7.40%,主要有木兰属Magnolia、蝙蝠草属Cacalia、檫木属Sassafras等;其变型为东亚和墨西哥间断分布,仅有六道木属Abelia。旧世界温带分布类型有1正型2变型,该正型有16属,占总属数4.38%,主要有稻槎菜属Lapsana、毒麦属Lolium、梨属Pyrus等;其两个变型共有6属,一个变型为地中海区、西亚(或中亚)和东亚间断分布,该变型有5属,占总属数的1.37%,主要有马甲子属Paliurus、牛至属Origanum、女贞属Ligustrum、窃衣属Torilis等;另一个变型是欧亚和南部非洲(有时也在大洋洲)间断分布,仅有1属,即莴苣属Lactuca。温带亚洲分布类型共有4属,占总属数的1.10%,包括刺儿菜属Cephalanoplos、附地菜属Trigonotis、杭子梢属Campylotropis、锦鸡儿属Caragana等。地中海区、西亚至中亚分布有1正型1变型,有2属,其中颠茄属Atropa为正型,而牻牛儿苗属Erodium属于地中海至中亚和南部非洲、大洋洲间断分布变型。东亚分布型,或称东亚特有类型,有1正型2变型,属于分布正型的有28属,占总属数的7.67%,主要有白及属Blettilla、败酱属Patrinia、党参属Codonopsis等。东亚分布类型的2变型,其一为中国-喜马拉雅分布,含2属,占总属数的0.55%,即南酸枣属Choerospondias和天葵属Semiaquilegia;另一变型为中国-日本分布,含15属,占总属数的4.11%,如白辛树属Pterostyrax、半夏属Pinellia、枫杨属Pterocarya等。该区的中国特有分布类型较少,仅有3属,占总属数的0.82%,即大血藤属Sargentodoxa、杉属Cunninghamia、俞藤属Yua。
综上所述,保护区内世界分布(63属,14.72%)、泛热带分布(102属,27.95%)、北温带分布(74属,20.27%),以及东亚分布型(45属,12.33%)所占的比例较大(表5)。区内属于热带成分(类型2~7)有187属,占51.23%(不计世界广布属),属于温带成分(类型8~15)的有178属,占48.77%,热带性分布型稍高于温带性成分,热/温比为1.05,说明该植物区系具有典型的热带区系向温带区系过渡的性质。
表5 种子植物属的分布区类型Table 5 The distribution types of spermatophytic genera in the Nature Reserve
(1) 宜黄中华秋沙鸭自然保护区位于武夷山脉西岸,雩山山脉北段,属于武夷山山地向赣抚平原的过渡带,地史悠久。因此,其植物区系不仅受武夷山植物区系的影响,还受赣抚平原的低丘平原植物区系影响。该区植物区系古老与年青并存,种类较丰富,成分较复杂。
(2) 从科内的属种组成看,单种科和寡种科占有绝对的优势(84.87%),但含10种以上的科所包含的种数(416种,53.61%)是单种科和寡种科所含种数(176种,22.68%)的两倍多;从属的物种组成看,单种属植物(249属,58.18%)的比例占优。说明该植物区系的分化程度较高。
(3) 该区种子植物科的分布区类型共有8个正型7个变型,其中世界分布(48科,40.34%)、泛热带分布及其变型(37科,31.09%),以及北温带分布及其变型(18科,15.12%)所占比例较大,其余分布区类型均仅含几个科。世界广布成分的比例高,表明该植物区系具有较强的隐域性,这与同样是河流两岸植物区系的赣江河岸带植物区系有相似特点[18]。其中属于热带成分(类型2~7)的有56科,占40.34%;属于温带成分(类型8~15)的有23科,占19.33%。热带性成分明显高于温带性成分,说明该区种子植物区系与热带植物区系联系紧密。
(4) 保护区内种子植物属的分布区类型共有14个正型15个变型,其中世界分布(63属,14.72%)、泛热带分布(102属,27.95%)、北温带分布(74属,20.27%),以及东亚分布型(45属,12.33%)所占的比例较大。区内属于热带成分有187属,占51.23%(除去世界广布属统计),属于温带成分的有178属,占48.77%,热带性分布型稍高于温带性成分。
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Floristic Characteristics of Seed Plants in Yihuang Mergus squamatus Provincial Nature Reserve from Jiangxi
YE Jing1, MA Jian-bo2, LI Yun-jing2, YU Dao-ping3, LIU Yi-zhen2,4
(1.Shangrao Institute of Forestry, Shangrao 334000, Jiangxi China; 2.School of Life Sciences, Nanchang University, Nanchang 330031, Jiangxi China; 3.Yihuang Bureau of Forestry, Yihuang 344400, Jiangxi China; 4.Collaborative Innovation Center for Poyang Lake Basin Water Safety and Security of Jiangxi Province, Nanchang 330031, Jiangxi China)
The flora of Yihuang Mergus squamatus provincial nature reserve were surveyed and analyzed. The results showed that: (1) 776 species of spermatophytes affiliated to 428 genera in 119 families were discovered in the nature reserve, the families of flora were dominated by Gramineae (47 genera/80 species, similarly hereinafter), Compositae (35/51), Rosaceae (13/37) etc., the genera of flora were dominated by Polygonum and Rubus. (2) There was a high proportion in genera and families which contain one to four species, indicated the differentiation of the flora in this nature reserve. (3) The distribution types of families could be classified into 8 distribution types and 7 subtypes, and the ratio of tropical geographical elements to temperate geographical elements of families were 2.43, showed a tightness relation with tropical flora of the families in this nature reserve. Furthermore, the high proportion of cosmopolitan elements in families implied the intrazonal feature of the flora. (4) The distribution types of genera could be classified into 14 distribution types and 15 subtypes, and the ratio between tropical geographical elements and temperate geographical elements of genera were 1.05, suggested that the flora transitional character from tropical flora to temperate flora. The floristic characteristics show that the nature reserve provides an advantageous habitat for Mergus squamatus to winter, which is an extremely endangered bird affirmed by BirdLife International.
Mergus squamatus nature reserve; seed plant; floristic characteristic; riverine wetland
10.3969/j.issn.1009-7791.2015.01.007
Q948
A
1009-7791(2015)01-0036-06
2014-11-26
国家自然科学基金项目(31260110);江西省教育厅基金项目(GJJ12023)
叶晶,本科,助理工程师,从事野生动植物保护管理。E-mail: yezi2294@126.com
注:刘以珍为通讯作者。E-mail: liuyizhen1984@gmail.com