陈志红郭绪兵戴文坛陈伟霖王厚麟缪绅裕
(1. 广东南雄小流坑—青嶂山省级自然保护区,广东 南雄 512421;2. 广州大学 生命科学学院,广东 广州 510006)
南雄小流坑—青嶂山保护区维管植物区系研究*
陈志红1郭绪兵1戴文坛2陈伟霖2王厚麟2缪绅裕2
(1. 广东南雄小流坑—青嶂山省级自然保护区,广东 南雄 512421;2. 广州大学 生命科学学院,广东 广州 510006)
基于历史资料、文献查阅和2016年4—8月的样线、样方补充调查结果显示,广东南雄小流坑—青嶂山省级自然保护区共有野生维管植物1 289种,隶属于185科652属;其中蕨类植物112种,占8.69%,植物区系起源较古老;蕨类植物的科、属地理分布以热带、亚热带为主;种子植物区系表征科为壳斗科、山茶科、樟科、木兰科、金缕梅科、冬青科等共14个科,是华夏植物区系的重要组成部分。种子植物科、属的分布区类型中均以泛热带分布型占优势,同时含有较多的热带亚洲、北温带区系成分,区系成分复杂、多样且古老;区内有国家重点保护和珍稀濒危植物13科14属15种,其中的莼菜(Brasenia schreberi)和南方红豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)为国家I级重点保护植物;与邻近的车八岭保护区种子植物区系比较,二者的科、属相似性系数分别为92.86%和77.40%,存在较明显的差异。
维管植物;种子植物;区系;小流坑—青嶂山;自然保护区
广东省南雄小流坑—青嶂山省级自然保护区位于粤北南雄市区西北部和东南部,成立于2007 年11月,总面积7 874 hm2,属森林和野生动物类型自然保护区[1]。由小流坑(25° 16′ 39″~25° 19′ 01″ N;114° 07′ 33″~114° 09′ 48″E)和青嶂山(24° 59′ 19″~25° 05′ 12″N;114° 20′ 05″~114° 26′47″E)两部分组成。近年来,保护区工作人员及相关学者对区内的动物种群数量变化、宽叶泽苔草(Caldesia grandis)群落和海南鳽(Gorsachius magnificus)繁殖行为做了研究报道[1-3]。2006年10月笔者等撰写的保护区植物资源调查报告(数据未发表)显示,该区共有野生维管植物182科596属1 119种。2016年4—8月,为了解保护区内的植物多样性(含珍稀濒危保护植物)本底及变化情况,笔者等对保护区内的维管植物资源进行了补充调查,并设置1个1 hm2的亚热带常绿阔叶林固定样地进行植物多样性的详细调查。本文基于上述调查结果,对区内的维管植物进行区系成分分析,并与邻近的车八岭国家级自然保护区的植物区系进行比较,以揭示该地区植物区系的组成、分布及发生、发展规律,在一定程度上揭示维管植物起源和发展的规律[4-5],为区域生态环境的恢复、植物多样性、资源可持续利用提供科学依据。
小流坑—青嶂山省级自然保护区地处北回归线北侧,大庾岭南麓,小流坑属北部山系,以帽子峰为主峰(海拔1 058 m);青嶂山处南部山系,以青嶂山为主峰(海拔917 m)。保护区属亚热带季风湿润气候区,具有四季分明、冬短夏长、秋季过渡快的特点。年平均气温19.6 ℃;极端最低温-6.2 ℃,极端最高温39.5 ℃;霜冻期历年平均18 d;降雪日数历年平均3.3 d。年均太阳辐射量111.7 kcal/m2,年均积温7 177.9 ℃,年均降雨量1 551.1 mm,年均蒸发量1 678.7 mm。区内土壤以红壤为主,分布于海拔250~700 m低山、中高丘陵及中低山麓地带;山地黄壤分布于海拔700 m以上中山的中上部区域[6]。
在整理历史资料[2,7]的基础上,采用样线记种调查方法,通过选取具有代表性的路线,记录样线范围内出现的植物种类。区内亚热带常绿阔叶林植被固定监测样地的调查方法,参照《广东省自然保护区生物多样性调查与监测技术规范(维管植物部分)》[8],用GPS定位,总面积1 hm2。对样线或样方中出现的不能确定种名的物种,将其拍照、采集并制作成腊叶标本,再根据《广东植物志》和《中国植物志》等工具书进行鉴定,参考《广东维管植物名录》[9]编成名录,依据吴征镒等[10-11]的植物科、属区系分布类型系统进行种子植物区系成分分析,计算科的植物区系重要值VFIC(Value of Floristic Important in China)、VFIW (Value of Floristic Important in the world)[12];根据吴兆洪等[13]的《中国蕨类植物科属志》对区内蕨类植物的区系成分进行分析。
VFIC=研究区域内某植物科的种数/同一科在中国的种数×100
VFIW=研究区域内某植物科的种数/同一科在世界的种数×100
相邻的种子植物区系比较中,科(属)的相似性系数采用Sprenson等[14]提出的公式:
Ss= [2c/(A+B)] ×100%
式中: c为两地共有的非世界广布科(属)数,A或B为甲或乙地区(不包括世界广布)植物科(属)数。
3.1 植物多样性组成
据补充调查及资料统计分析,小流坑—青嶂山保护区共有野生维管植物185科652属1 289种(含种下分类单位,下同);对照2006年10月申报省级保护区时的科考调查数据182科596属1 119种[7],新增补了3科56属170种。其中蕨类植物31科57属112种;种子植物共有154科595 属1 177种,其中裸子植物5科6属6种;被子植物149科589属1 171种(其中双子叶植物125科468属990种;单子叶植物24科121属181种)。表1中可见,裸子植物共5科6属6种,相对数量较少,所占维管植物总数的比例偏低。
表1 小流坑—青嶂山保护区2016年维管植物多样性组成
3.2 数量优势科属及区系表征科
蕨类植物组成中,以鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)15种为最多,水龙骨科(Polypodiaceae)12种次之,其他科所含种数均少于10种。
种子植物中,所含种类大于等于17种的有20科(表2),合计257属619种,分别占种子植物总属数和总种数的43.19%、52.59%,因此这些科可看作是本区的数量优势科,它们多为世界广布,或分布区为热带、亚热带的科。其中世界广布科有菊科(Asteraceae)、禾本科(Poaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、莎草科(Cyperaceae)、蝶形花科(Papilionaceae)、唇形科(Labiatae)、茜草科(Rubiaceae)、玄参科(Scrophulariaceae)等,由于世界广布型在分析植物区系的性质时作用不太大,因此去除广布科后,该地区植物区系性质以亚热带植物区系为主, 即樟科(Lauraceae)、壳斗科(Fagaceae)、山茶科(Theaceae)等,但也包含了部分热带植物区系成分和一些温带植物区系成分,表明该地区的植物区系成分复杂,是地处中亚热带和北亚热带过渡带的表现。
4.2 建议 1)充分利用标准舞和拉丁舞对大学生锻炼效果的差异性,应均等分配课时和锻炼要求,利于学生的综合全面发展。
表2中的数量优势科在一定程度上能反映出该区的植物区系组成,但要确定该区的表征科,应考虑其在中国和世界区系中所占的比例和在植被中乔木层的作用(在林冠层有较多的代表性种类出现或有群落的建群种),并参考系统发育和现代地理分布及古植物学的有关资料等。表2中,首先去除世界广布的12个科及VFIW值小于1.8的2个科,其次,因葡萄科和荨麻科是藤本或草本植物,紫金牛科在本区植被林冠层无代表种类,胡桃科主要分布区为温带,与本区的地理位置亚热带不符,故以上4科均不作为表征科。由此,综合确定保护区植物区系的表征科为樟科、壳斗科、山茶科、木兰科(Magnoliaceae)、金缕梅科(Hamamelidaceae)、五列木科(Pentaphylacaceae)、交让木科(Daphniphyllaceae)、珙桐科(Nyssaceae)、山矾科(Symplocaceae)、清风藤科(Sabiaceae)、安息香科(Styracaceae)、杜英科(Elaeocarpaceae)、冬青科(Aquifoliaceae)、三尖杉科(Cephalotaxaceae)共14个科,各科均为VFIC≥8.0、VFIW≥1.8。其中,木兰科、金缕梅科、壳斗科、樟科、山茶科、冬青科等的原始类群都是在中国亚热带地区起源的,因此这些科也正是华夏植物区系的主要表征成分[15-16]。而五列木科、交让木科、珙桐科、山矾科等的VFIC值均超过20,属于所占比例较高的科;五列木科、交让木科、三尖杉科、金缕梅科、山矾科、清风藤科、山茶科的VFIW值均超过6.0,也属于所占比例较高的科。
区内含9种及以上的大属为:悬钩子属(Rubus)(20种),冬青属(Ilex)(19种),山矾属(Symplocos)(17种),栲属(Castanopsis)(13种)和蓼属(Polygonum)(13种);柯属(Lithocarpus)、青冈属(Cyclobalanopsis)、猕猴桃属(Actinidia)和苔草属(Carex),均为12种;柃属(Eurya)、榕属(Ficus)和紫金牛属(Ardisia),均为11种;润楠属(Machilus)和山茶属(Camellia),均为10种;杜鹃花属(Rhododendron)和荚蒾(Viburnum),均为9种,这些属可以归为该植物区系的数量优势属。
3.3 蕨类植物科、属的区系成分
按照《中国蕨类科属志》[13],蕨类植物31
科中,世界广布科9个(占29.03 %);热带至亚热带分布科16个(51.61%);热带分布科5个(16.13%);温带至亚热带分布的成分极少(仅鳞毛蕨科1科,占3.23%)。因此蕨类植物在科级水平上以热带、亚热带分布为主。蕨类植物共57属,分布类型简要划分为8类(表3)。从分布区类型看,热带亚热带分布型和亚洲热带亚热带分布型所占本区全部属的比例最大,分别有20属与14属,占本区全部属的38.47%和26.93%,合计65.40%;其余的分布型相对较少,表明该区蕨类植物的区系主要为热带亚热带分布。
表2 小流坑—青嶂山保护区2016年种子植物区系种类数量优势科及表征科
表3 小流坑—青嶂山保护区2016年蕨类植物属的分布区类型及其比例
3.4 种子植物科、属的区系成分
根据吴征镒等[10]对植物科的分布区类型的划分,本植物区系中有9个分布区类型及其变型(表4),在去除世界广布科之后,以泛热带分布及其变型的58科为最多(占总科数的51.78%),北温带分布及其变型的有26科,占23.22%,居其次;其余类型所含科数的比例均小于10.00%,但把热带亚洲分布及其相关的间断分布(分布区类型中的3、4、5、6、7)合并,则有19科,占全部科的12.34%;缺乏中国特有分布、旧世界温带分布和地中海、西亚至中亚分布等6个分布区类型。表明区内种子植物区系在科级水平上以泛热带分布科及其变型成分为主,包含有较多的北温带分布和热带亚洲分布科。
根据吴征镒[11]对种子植物属分布区类型的划分,区内种子植物区系的595属归入15个分布区类型及其变型(表4)。表4中显示,在去除了世界广布属之后,种子植物属的分布区类型以泛热带分布(含变型)为最多,占全部属的26.56%,共145属;热带亚洲分布成分(含变型)次之,共83属,占15.20%;北温带分布(含变型)的占70属,占12.82%,其余的分布型所占比例均少于10%,中国特有分布有10属,占1.83%;缺少中亚分布区类型。因此,在属级分类水平上,该植物区系分布区类型(含变型)多样,共有14个分布区类型及14个变型,以泛热带、热带亚洲和北温带分布区类型为主,这些特征与保护区所处的地理位置相适应。
3.5 国家保护与珍稀濒危植物
根据国务院1999年8月4日批准的国家重点保护野生植物名录(第一批)[19]和国务院环境保护委员会1984年公布的珍稀濒危保护植物名录[20],统计出区内共有I级重点保护植物2种(莼菜Brasenia schreberi和南方红豆杉Taxus wallichiana var. mairei),II级重点保护植物8种(表5),其中莼菜和金荞麦(Fagopyrum dibotrys)在2006年的科考报告中未见记录。区内有濒危等级的植物1种(南方红豆杉),渐危等级的1种(观光木Tsoongiodendron odorum),稀有等级的6种。上述2个名录合计,有国家重点保护、珍稀濒危植物15种,隶属于13科14属。
此外,根据濒危野生动植物种国际贸易公约(附录一、二、三)植物部分[19],本区有金毛狗(Cibotium barometz)及兰科植物11属16种被列为附录二植物。区内三尖杉科的三尖杉(Cephalotaxus fortunei)和壳斗科的秀丽栲(Castanopsis jucunda)为广东省重点保护植物[21]。
3.6 与车八岭种子植物区系的比较
本文选择位于保护区西南部的车八岭国家级自然保护区(地理坐标24° 40′~24°46′N;114°07′~114°16′E,总面积7 545 hm2)作为种子植物区系比较对象,二者总面积相近,主要保护对象均为中亚热带常绿阔叶林及其珍稀动植物,直线距离约50 km。由于车八岭保护区建立的时间相应较早,所做的植物多样性调查也较深入。截至2012年,车八岭调查记录到维管植物194科735属1 692种,其中蕨类植物38科76属189种,裸子植物5科10属15种;被子植物151科649属1 488种[22]。
小流坑—青嶂山出现的红豆杉科(Taxaceae)、大血藤科(Sargentodoxaceae)、牻牛儿苗科(Geraniaceae)、五列木科、牛栓藤科(Connaraceae)、山榄科(Sapotaceae)、狸藻科(Lentibulariaceae)植物在车八岭未发现。而车八岭所出现的罗汉松科(Podocarpaceae)、罂粟科(Papaveraceae)、小二仙草科(Haloragidaceae)、水马齿科(Callitrichaceae)、西番莲科(Passifloraceae)、檀香科(Santalaceae)、伯乐树科(Bretschneideraceae)、列当科(Orobanchaceae)植物在小流坑—青嶂山未发现;两地种子植物科的相似性系数仅有92.86%(表6)。
表4 小流坑—青嶂山保护区2016年种子植物科、属的分布区类型及比例
尽管两地地理距离相距不远,但种子植物属的相似性系数仅77.40%,以中国特有分布属为例,两地共有仅杉木属(Cunninghamia)、观光木属(Tsoongiodendron)、石笔木属(Tutcheria)3个属,而小流坑—青嶂山分布的大血藤属(Sargentodoxa)、半枫荷属(Semiliquidembar)、喜树属(Camptotheca)、铁榄属(Mastichodendron)、秤锤树属(Sinojackia)、双片苣苔属(Didymostigma)和南一笼鸡属(Paragutzlaffia),均未在车八岭发现。车八岭分布的伞花木属(Eurycorymbus)、伯乐树属(Bretschneidera)、银鹊树属(Tapiscia)、青钱柳属(Cylocarya)、绣球茜属(Dunnia)、盾果草属(Thyrocarpus)、毛药花属(Bostrychanthera)、酸竹属(Acidosasa)和三蕊草属(Sinochasea),均未见于小流坑—青嶂山,因此推测两地在中国特有属的起源上有较大差异,这种差异也有可能与植被保护的历史、资源调查的尺度有关。
表5 小流坑—青嶂山保护区2016年国家重点保护植物和珍稀濒危植物
表6 小流坑—青嶂山与车八岭种子植物区系科、属的相似性系数
4.1 小流坑—青嶂山保护区野生维管植物种类丰富,有185科652属1 289种;其中蕨类植物31 科57属112种;裸子植物5科6属6种;被子植物149科589属1 171种。
4.2 种子植物区系地理成分复杂,多样而古老,具有典型的亚热带植物区系的特点。在科级水平上有9个分布区类型,在属级水平上有14个分布区类型14个变型,以泛热带、热带亚洲和北温带分布区类型为主。区系表征科为壳斗科、樟科、山茶科、木兰科、金缕梅科、五列木科、交让木科、珙桐科、山矾科、清风藤科、安息香科、杜英科、冬青科、三尖杉科。其中,壳斗科、樟科、山茶科、木兰科、金缕梅科、冬青科等是华夏植物区系的特征成分。但无中国特有科,其特有性水平很低。有中国特有属10属(各含1种),这些种子植物特有属体现出该地区植物区系的古老性和孑遗性。它们的属数(10属)和种数(10种)较少,在区系中所占的比例也很小,仅占属总数652属的1.53%、种总数1 289种的0.78%,却对研究本区系的特征和起源具有重要的科学价值。
4.3 蕨类植物科、属的分布区类型以热带、亚热带分布为主;种子植物科、属的地理成分均以泛热带分布成分为主,包含有较多的世界广布成分、热带亚洲成分和北温带分布成分;这些特征与保护区所处的地理位置为亚热带相适应。
4.4 区内的国家重点保护、珍稀濒危植物较丰富,有13科14属15种,其中包括国家Ⅰ级重点保护
野生植物莼菜和南方红豆杉2种;Ⅱ级重点保护植物8种等。
4.5 与邻近地区车八岭保护区的植物区系的比较结果显示,种子植物科和属的相似性系数分别为92.86%、77.40%,尽管二者的地理距离不远,但它们在植物区系组成上(如特有属)有各自特点,尤其是在属级水平的相似性系数较低。
致谢:野外调查工作得到了南雄小流坑—青嶂山自然保护区、帽子峰林场各位领导和工作人员的大力支持和帮助。广州大学生命科学学院曾志峰、陆海坤、姚世健、梁鸣政同学参加了青嶂山固定样地野外调查工作,特致谢意。
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Study on Vascular Plants Flora at Xiaoliukeng-Qingzhangshan Nature Reserve in Nanxiong City
CHEN Zhihong1GUO Xubing1DAI Wentan2CHEN Weilin2WANG Houlin2MIAO Shenyu2
(1. Xiaoliukeng-Qingzhangshan Provincial Nature Reserve, Nanxiong,Guangdong 512421, China; 2. School of Life Sciences, Guangzhou University, Guangzhou,Guangdong 510006, China)
Based on the historical materials, literature review, and supplement survey of plot line and quadrat from April to August in 2016, the vascular plant species has been calculated and the result showed there are 1 289 species belonging to 185 families and 652 genera at Xiaoliukeng-Qingzhangshan nature reserve in Nanxiong city, Guangdong province. There are 112 species of fern, accounting for 8.69%, indicating that the flora origin was ancient. The distribution of families and genera of ferns are mainly the tropical and subtropical types. There are 14 typical families of seed plant flora which are the basic elements of Cathaysia flora, such as Fagaceae, Theaceae, Lauraceae, Magnoliaceae, Hamamelidaceae, Aquifoliaceae etc., The distribution of families and genera of spermatophyte are mainly pantropical, and also contain the tropical Asia areal-type and north temperate flora components, which indicated that the flora composition is complex, diverse and ancient. There are 15 species of national key protected and rare endangered belonging to 13 families and 14 genera, including thegrade I of national key protected species of Brasenia schreberi and Taxus wallichiana var. mairei. Compared with spermatophyte flora of the adjacent Chebaling nature reserve, the similarity coefficients of family and genus were 92.86% and 77.40%, respectively. Therefore, there were significant differences.
vascular plant; spermatophyte; flora; Xiaoliukeng-Qingzhangshan; nature reserve
Q948.2
A
2096-2053(2017)01-0016-08
广东省自然保护区专项资金项目“广东南雄小流坑—青嶂山省级自然保护区珍稀濒危动植物生态监测与评估”(GDHS15SGFG10122)。
陈志红(1971— ),女,工程师,主要从事自然保护区管理与生物资源科研监测工作,E-mail:649893254@qq.com。
缪绅裕(1965— ),男,教授,主要从事植物多样性教学与科研工作, E-mail:272118197@qq.com。