太原市域种子植物区系分析

蔚 萍 ，郭跃东，白晋华，张芸香，郭晋平，2

（1.山西农业大学林学院，山西太谷 030801；2.山西农业大学研究生院，山西太谷 030801）

植物区系是某一地区或者某一时期、某一分类群、某类植被等所有植物种类的总称，是植物界在一定自然环境，特别是自然历史环境中发展演化的结果[1-2]。植物区系地理成分是植被恢复的基础，也是植物资源保护与开发利用的前提。对特定地区植物区系地理成分的分析能够反映生物多样性的区域特征，对于保护改善当地生态环境、制定生物多样性保护规划具有不可忽缺的基础资料价值。生态园林城市建设对生物多样性保护提出了更高的要求，把握市域生物多样性格局、准确掌握植物区系成分及其特点，对于明确城市生物多样性保护对象和重点、促进城市园林绿化中城乡一体化建设具有重要的作用。随着对城市生物多样性保护工作重要意义的认识逐渐加深，对市域范围植物区系地理成分的调查分析也越来越受到重视[3-6]。城市生物多样性既包括市域范围的山林地、湖泊等各种生境的生物多样性，也包括城市建成区的生物多样性。因此，在城市生物多样性保护中要进一步强化对市域内植物种类的全面调查分析，为编制更具科学性、针对性和可操作性的城市生物多样性保护规划提供基础技术支撑。

太原市是山西省会城市，位于山西中北部的太原盆地，其较为特殊的地理位置、复杂的地形和多样化的气候条件孕育了丰富的植物种类和复杂的植被类型。太原市域种子植物不仅是山西省，也是华北、全国植物区系的重要组成部分。滕崇德等[7]于1991年曾对太原地区的植物进行了调查，并对植物区系进行了初步分析，为了解和分析太原市植物资源奠定了基础，但对植物起源的古老性、特有性及珍稀濒危植物等方面未进行详细分析统计和说明，而且随着时间的推移，周边山区许多植物成分的记录有显著增加，城区绿化的植物引种栽培也使植物区系成分更为复杂，需要对市域范围的植物种类有重新全面的调查，而且山西省其他市区皆未见详细全面的种子植物统计与分析。

本研究在《太原植物志》[8]的基础上，结合近几年来对太原市域和各县区的植物调查和标本采集对市区绿地植物进行摸底调查，对市域内其他重点地区植物种类进行选线调查，全面地掌握了太原市市域范围的植物种类，在统计的基础上对植物区系特征进行分析，这不仅有利于进一步了解太原市域植物区系的内在规律，而且为太原市的植被分布乃至全国的植被区划、植物资源的合理开发与利用以及生物多样性保护规划和植物资源合理开发利用等提供了依据。

1 自然概况

太原市地处北纬 37°37′～38°25′，东经 111°30′～113°09′，域土面积 6 900.35 km2。市域包括小店、晋源、迎泽、万柏林、尖草坪、杏花岭6个区和清徐县、阳曲县、娄烦县、古交市4个县（市）。太原市处于山西省中北部的太原盆地，黄河一级支流——汾河中上游地带，西、北、东三面环山，中、南部为汾河河谷平原。境内地貌形态复杂多样，约52%面积为山地。丘陵、平原、盆地、谷地均有分布。

在全国气候区划中，太原气候属暖温带大陆性季风气候类型。从整体来看，属于暖温性半湿润气候类型，多雨期与高温期一致。全区年平均降水量511.5 mm，其中，6—9月的降水量占全年降水量的60%以上，冬春的降水量极少。海拔900 m以下的平川地区，全年平均气温9～10℃，≥10℃积温3 297～3 757℃，无霜期156～182 d；海拔每抬高100 m，全年平均气温约降低0.6℃，≥10℃积温减少150～180℃，无霜期减少5～6 d。

在太原地区的生物气候条件下形成的水平地带性土壤为褐土，其成土母质多为黄土性物质。除此之外，还包括受局部水热条件和地质条件的影响而发育形成的沼泽土、草甸土和盐渍化土。太原市境内土壤垂直带谱较为明显，海拔900 m以上为褐土，海拔900 m以下为草甸土和耕作土。

2 研究方法

在《太原植物志》[8]的基础上，对城市规划区各类绿地进行抽样调查，对规划区以外的植物，在综合太原市东西山绿化办公室有关植被的情况、娄烦云顶山自然保护区和阳曲凌井沟自然保护区等植物名录的基础上，对无法收集资料的区域设置典型路线进行典型调查，对于可能的生物多样性重点区域，如娄烦云顶山自然保护区、阳曲凌井沟自然保护区、古交长安乡原平川林场，进行典型和重点区域调查，调查路线为娄烦县马家庄乡、古交县河口镇、阳曲县泥屯镇和杨兴镇、清徐县徐沟镇、天龙山景区、尖草坪区阳曲镇。

3 植物区系的科属种组成

经调查统计，太原市域范围共有种子植物117科608属1 641种。其中，裸子植物5科11属26种，分别占山西省同类别的83.3%，84.6%，92.9%[9]，占全国同类别的50.0%，27.5%，13.5%；被子植物112科597属1 615种，分别占山西省同类别的81.8%，74.3%，63.4%，占全国同类别的[10-11]38.1%，19.4%，6.0%（表 1）。

3.1 科内属组成

从表2可以看出，太原市域各科所含属、种数差异较大，平均每科有5.2属，科内含有10属以上的科有13科，占总科数的11.1%，共334属890种，分别占总属数和总种数的54.9%，54.2%。主要是菊科74属、禾本科43属、豆科37属、蔷薇科28属、百合科23属、唇形科21属、伞形科20属、十字花科20属、毛茛科18属、玄参科14属、兰科13属、石竹科12属、紫草科11属。单属科共42科。

表1 太原市域、山西省和全国种子植物数量比较

表2 太原市域种子植物科内属、种组成

3.2 科内种组成

从表3可以看出，科内种差异很大，其中，含1～10种的科共80科279种，分别占总科数的68.4%，占总种数的17.0%。科内种数超过50的科有7科，仅占总科数的6.0%，但其所含的种有726种，占到总种数的44.2%。包括菊科202种、蔷薇科143种、禾本科98种、毛茛科70种、豆科98种、百合科61种、杨柳科54种。

表3 太原市域种子植物科内种组成

3.3 属内种组成

由表4可知，种系分化系数用种数/属数来表示，太原市域种系分化系数为2.70[12]。属内种超过10种的属共17属，占总属数的2.8%，共293种，占总种数的17.8%；属内只含有1种的属共297属，占总属数的48.9%，占总种数的18.1%；单型属[13]有刺榆、棣棠、扁核木、水棘针、文冠果、鸡麻、桔梗、款冬、知母、蚂蚱腿子、防风、牛繁缕、青檀等13属。

表4 太原市域种子植物属内种组成

4 植物区系分析

4.1 种类及区系起源

太原地区有裸子植物5科11属26种，我国有松科10属，太原市有4属。麻黄科是裸子植物中最进化类群，在系统发育上相对孤立，只有1属，我国有12种，太原市有2种。木兰目和毛茛目被认为是被子植物演化的起点[13]。太原市有木兰属7种，但均为绿化栽培树种；毛茛科18属70种，占山西省毛茛科属数的85.7%，种数的88.6%，占全国毛茛科属数的22.8%。其中，栽培种4种，野生种66种。在系统发生上较进步的一些科，本区也含有其比较原始的类型，如菊科木本属蚂蚱腿子属，见于晋祠、清徐、云顶山等，该属同时也是我国特有属和世界单型属。

4.2 地理成分和优势成分

从表5可以看出，从科的成分来看，数量最多的是世界广布型，共44科，占太原市域总科数的37.6%，占中国同类型科数的88.0%[13]。居第2位的是热带广布科共33科，占总科数的28.1%；其次是北温带分布型，共24科，占总科数的20.5%；中国特有科有杜仲科和银杏科。

按分布区类型统计每类型属数，计算其占比，结果如表6所示。按主要分布区类型统计每类型属数，计算其占比，结果如表7所示。

太原市域608属分布于15个分布区类型。在属的分布区类型中，温带分布共有405属，占总属数的74.6%（表6），远高于全国同类型所占比例[14]（40.9%）。热带分布121属，占总属数的22.3%。此外，中国特有属17属，占总属数的3.1%，占中国特有属总属数的6.6%。由表7可知，北温带分布最多，共计193属，占总属数的35.5%；其次是旧世界温带分布类型，共74属，占总属数的12.2%。

表6 属的主要分布区类型

表7 属的分布区类型

4.3 特有种和稀有濒危植物

4.3.1 特有属 太原市域有17个中国特有属[15]，主要有蜡梅属、杜仲属、银杏属、蝟实属、水杉属、蚂蚱腿子属、羌活属、太行菊属、虎榛子属、知母属、假贝母属、青檀属、翼蓼属、华蟹甲草属、车前紫草属、地构叶属、文冠果属等。

4.3.2 特有种 太原市域有16个中国特有种，包括文冠果、知母、蚂蚱腿子、青檀、牛繁缕、蜡梅、银杏、翅果油树、独丽花、太行菊、蝟实、水曲柳、虎榛子、地构叶、杜仲、翼蓼、蝟菊等。山西种子植物中，山西特有种103种，太原市含有31种，占山西特有种[16-18]总种数的30.1%。主要有太行菊、太原黄芪、山西乌头、太行白前、山西异蕊芥、关帝柳、山西鹿蹄草、山西鹤虱、光子房泰山柳、河套大黄、金莲花、宁武乌头、五台金腰、丽豆、山西独活、山西黄芩、山西南牡蒿、黄毛橐吾、牛口刺、山西杓兰等。

4.3.3 珍稀濒危植物和珍稀保护植物 太原市域分布有国家珍惜濒危植物21种（表8）[19]，本区栽培有国家一级重点保护植物水杉，国家二级重点保护植物银杏、杜仲和鹅掌楸以及三级重点保护植物翠柏等，野生种类包括翅果油树、蝟实、刺五加、野大豆、水曲柳、核桃楸、黄芪、蒙古黄芪以及国家第2批珍稀保护植物全叶延胡索、丽豆、岩生报春、蒙古莸、太行菊等。

太原市域有山西珍稀濒危植物38种[20-21]，除国家珍稀濒危植物21种外，还包括络石、草麻黄、刺榆、锦带花、独丽花、党参、桔梗、阿尔泰银莲花等。太原市域还含有山西珍稀保护植物刺榆、党参、桔梗、鹿蹄草、文冠果、太原黄芪、太行白前、红景天等17种。

表8 珍稀濒危植物

5 结论与讨论

5.1 讨论

5.1.1 太原市域种子植物数量和优势科属 太原市域共有种子植物117科608属1 641种，种的丰富度超过北京市（1 572种）[22]，达到山西省（2 576种）的 63.4%[18]，达华北地区（3 829 种）的 42.9%[23]。

科内含有10属以上的科有13科。有7个大科科内种数超过50种，仅占总科数的6.0%，但其所含种有726种，占到总种数的44.2%。大科有菊科、蔷薇科、禾本科、毛茛科、豆科、百合科、杨柳科。这些大科的许多种在群落中常为优势种或建群种，如杨柳科的山杨林和柳林、蔷薇科的荆条灌丛和黄刺玫灌丛、豆科的胡枝子灌丛、禾本科的苔草草甸、菊科的蚂蚱腿子灌丛、三裂绣线菊灌丛和蒿类草丛等都属于太原市域优势植被类型。

5.1.2 太原市域种子植物区系起源 根据吴征镒教授的中国植物分区系统，太原市位于泛北极植物区，中国-日本森林植物亚区，华北地区，黄土高原亚地区，是相当古老的温带至亚热带植物区系[24]。太原市域种子植物中含有许多原始类群和孤立类群，野生状态的孑遗植物有麻黄、蚂蚱腿子、知母、水棘针等，起源古老的裸子植物在本地区有5科11属26种，被子植物中的古老类群如木兰科、毛茛科、壳斗科、桦木科、榆科、泽泻科均有分布，其中，毛茛科共18属，包括7个太原地区单种属：黑种草属、飞燕草属、侧金盏花属、白头翁属、驴蹄草属、水毛茛属和金莲花属。

太原市域种子植物种系分化系数为2.70，分化程度小于全国[13]。太原地区单种属共297属，占总属数的48.9%，占总种数的18.1%。单型属是指世界范围内该属只含有1种的属[13]，太原市域有13属。

整体来说区系成分体现出起源古老的特点。

5.1.3 太原市域种子植物区系地理成分 太原市域包括11个种子植物科的分布区类型。占比最大的是世界广布科，共44科，其中大部分科都是主产温带的世界分布科，如菊科、蔷薇科、毛茛科、莎草科等。居第2位的是热带广布科共33科，大部分热带广布的科属具有热带和温带分布的种类，在华北地区达到了其分布的北界，有些热带分布科如桑科在群落组成中起到重要作用，体现了太原地区与热带植物区系的渊源关系。属的分布区类型中，温带分布占优势地位，共405属，占总属数的74.6%，远高于全国同类型所占比例（40.9%）。其中，北温带成分占绝对优势，共193属。热带分布共121属，占总属数的22.3%。

5.1.4 太原市域种子植物特有性 我国种子植物3 116属中有257个中国特有属，占全国总属数的8.5%。太原市域有17个中国特有属，占中国特有属总属数的6.6%，与相近的其他地区比较，占全部中国特有属的比例高于呼和浩特市[25]（1.9%）和北京市（4.7%），但总体来说属的特有性较低。太原市有16个中国特有种。山西特有种共103种，太原市含有31种山西特有种，占山西特有种总种数的30.1%。种的特有性不高。

5.1.5 太原市域种子植物中的珍稀濒危植物 太原市域分布的国家级珍稀濒危保护植物有21种，山西珍稀濒危植物有38种，其中包含着具有独特生态和经济价值类型，如太原黄芪、蒙古黄芪等耐旱品种，文冠果是中国特有的食用油料树种，桔梗、党参、红景天等都有很高药用价值。野大豆、翅果油树等珍稀濒危植物由于人为干扰严重，规模减小，种群密度降低，应在生态建设和植被恢复中重点保护[26]。

5.2 结论

本研究通过分析归纳得出，太原市域种子植物区系主要具有5个特点：数量较丰富，大科占优势地位，太原市域共有种子植物117科608属1641种，大科主要有菊科、蔷薇科、禾本科、毛茛科、豆科、百合科、杨柳科等，这些大科的许多种在群落中常为优势种或建群种；区系地理成分丰富，以温带分布为主，具有明显过渡性特征；区系起源较为古老，含有许多原始类群和孤立类群，种系分化系数为2.70，单型属13属；特有性程度较低，太原市域有17个中国特有属，16个中国特有种，31种山西特有种；珍稀濒危植物较多。太原分布的国家级珍稀濒危保护植物21种，山西珍稀濒危植物38种。

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