百里峡保护区维管束植物区系组成及特征分析

吴思思,向大兵,李婉瑜,杜 蓉,宗 浩*

(四川师范大学 生命科学学院，四川 成都 610101)

百里峡保护区属于北亚热带湿润季风气候类型，温度适宜，降雨充足，再加上地貌和地势的多样性，植物种类和区系成分也表现出相应的多样性特点.区内植物种类繁多，堪称一个巨大的“天然基因库”.1999年，百里峡经宣汉县人民政府批准建立县级自然保护区；2002年，经四川省人民政府批准，升级为省级自然保护区.

植物区系见证了环境的变迁，能反映出不同时期地质的特征[1-4]，其群落组成与地理分布成分结构等能直观反映该区域植被的特征和物种的多样性.近年来，国内外基于分子系统学研究提出的(APG)系统被广泛接受，相应方法得到的系统也相继应用于整个植物分类系统中[5-8].

文中采用传统野外实地调查结合查阅文献资料的方法[9-10]，旨在丰富和完善百里峡保护区维管束植物的种类及分布概况，为该保护区调整划分，以及保护区发展提供科学依据.

1 区域自然概况

百里峡自然保护区位于四川省达州市宣汉县东北部樊哙镇境内，坐落于东经108°12′52″～108°31′52″，北纬31°38′12″～31°47′20″，海拔452～2 148 m，总面积262.60 km2.保护区是亚热带和温带地区植物区系的重要交汇地区，植物区系偏重于温带性质，具亚热带向温带过渡的特点，植被类型因地势不同而产生明显差异，垂直分布明显.百里峡自然保护区主要保护对象是大巴山南麓独特的中山峡谷、地质遗迹景观、珍稀动植物等，其大地构造位置属于扬子地台北缘的大巴山弧形褶皱带，峡区构造类型以褶皱为主[11]，地理成分复杂，形成了大量以杉、松、柏为主的原始天然森林植被，类型丰富、物种繁多[12].

2 研究方法

从水平及垂直方向采用典型抽样法设置区内调查样线.对不认识的植物种类，采集标本后参考图鉴进行鉴定，每个物种采集2份标本，并按照要求填写完整采集记录表.在样线上布设样方，用GPS精确定位，并逐项填写调查样方的地理坐标、生境、植物群落、种类组成、郁闭度或盖度、海拔、坡度、坡向、坡位等.

通过野外实地调查，结合文献资料[12]整理出保护区维管束植物名录.本次调查的植物物种鉴定主要参考《四川植物志》、《中国高等植物图鉴》以及中国高等植物图鉴补卷[13-15].在此基础上，对保护区内维管束植物按照所含物种的多少进行大小级数量统计分析[10,164]，据此了解保护区内植物物种的主要组成.然后依照秦仁昌等[17]、李锡文[18]、吴征镒等[19-20]对中国植物分布区类型划分的标准，对该保护区内植物科、属的区系地理成分进行统计和分析.

3 结果与分析

3.1 植物区系的科属组成及分析

此次调查样方共计423个，采样205个，新增植物名录18种，结合文献资料[12]整理出百里峡区内有维管束植物156科685属1 447种，其中，蕨类植物23科43属76种，裸子植物8科17属24种，被子植物125科625属1 347种(表1).种子植物种类在本地区维管束植物种类中占比为93.09%，是保护区的主要植物种类.另外,保护区有国家Ⅰ级保护植物7种，分别为银杏、水杉、红豆杉、苏铁、珙桐等，国家Ⅱ级保护植物有天麻、川黄檗、润楠、巴山榧、厚朴、喜树、连香树、杜仲、厚朴、楠木、香樟、鹅掌楸、金荞麦等 13 种.

表1 百里峡自然保护区高等植物分析占比

从保护区维管束植物的物种构成可以看出，被子植物种类占绝大多数，裸子植物相对单一.蕨类植物虽然种类较少，但所占科数比率并不小，其中又以鳞毛蕨科、水龙骨科最为丰富.由于百里峡保护区水热条件较好，所以常绿阔叶与落叶阔叶林的植物种类比较丰富，如蔷薇科87种、壳斗科14种、樟科20种.同时保护区较多的植物还有菊科125种、伞形科35种、禾本科莎草科117种、百合科58种.

3.1.1 百里峡自然保护区维管束植物在四川和全国区系中的地位 如表2、表3所示，从保护区维管束植物种类与全国、全省的比较来看，保护区内分布的维管束植物共计156科，685属，1 447种(包括变种).维管束植物科数占四川省维管束植物科数的 67.24%，全国的42.86%；属数占四川省的42.26%，全国的20.17%；种数占四川省的15.64%，全国的4.98%(表2-3),说明百里峡的植物较为丰富多样.其中种子植物种类所占全国、全省的种类比例都较大，特别是菊科(125种)，毛茛科(47种)，唇形科(57种)，百合科(58种)等，这都说明百里峡自然保护区内植物类群丰富，且极具地域特点.

表2 百里峡自然保护区维管束植物在 四川省维管束植物中的占比

表3 百里峡自然保护区维管束植物在 全国维管束植物中的占比

3.1.2 蕨类植物的科大小级分析 根据蕨类植物科属的数量级大小统计的相关文献[10,16]，将保护区域内蕨类植物23科43属76种按照科、属所含物种进行统计分析(表4).调查结果显示，蕨类植物23个科中大科所含植物种数占蕨类植物总种数的26.32%，分别为鳞毛蕨科(Dryopteridaceae/10种)和水龙骨科(Polypodiaceae/10种)；含5～9种的中等科3个，其所含植物种数占蕨类植物总种数的25%，分别为蹄盖蕨科(Athyriaceae/9种)、凤尾蕨科(Pteridaceae/5种)和铁角蕨科(Aspleniaceae/5种)；少种科所含植物种数占蕨类植物总种数的39.47%，构成区域内蕨类植物区系的主体；区域内的蕨类植物单种科有7科，所占比较少，仅为9.21%.

表4 百里峡保护区区域内蕨类植物科、属的数量统计

区域内蕨类植物属的统计分析中，含5～9种的中等属2个，为凤尾蕨属(Pteris/5种)、铁角蕨属(Asplenium/5种)；含2～4种的少种属16个，主要有鳞毛蕨属(Dryopteris/4种)、铁线蕨属(Adiantum/4种)、贯众属(Cyrtomium/3种)、卷柏属(Selaginella/2种)等；单种属的有25个，主要是海金沙属(Lygodium)、旱蕨属(Pellaea)、亮毛蕨属(Acystopteris)、角蕨属(Cornopteris)等.从属的分类及比例可以看出，少种属和单种属占据绝对优势，分别占蕨类植物总种数的53.95%和32.89%.

3.1.3 种子植物的科大小级分析 根据相关文献的方法[10,16],对保护区区域内种子植物133科642属1 371种按照科所含种的多少进行科的大小统计分类(表5)，从科的分类及比例可以看出,百里峡保护区内种子植物以寡种科为区系内优势科的特征十分明显，占总科数的比例为40.60%；大科和寡种科在种的水平上占有较高的比例，为52.30%和21.30%.

表5 百里峡保护区域内种子植物科的数量统计

3.2 维管束植物的区系成分分析

3.2.1 蕨类植物的区系成分分析 百里峡自然保护区共有蕨类植物76种43属.根据秦仁昌等[17]对蕨类植物的区系分类系统，可以将百里峡蕨类植物分为10个类型(表6)，其中热带分布20属32种，占其总数的45.46%和42.11%.从数据来看，百里峡自然保护区蕨类植物主要是泛热带分布类型，热带成分仅有 2 种，主要是栽培植物苏铁(Cycasrevoluta)和罗汉松(Podocarpusmacrophyllus)，即百里峡自然保护的野生裸子植物均为温带分布.中国特有种有银杏(Ginkgobiloba)、杉木(Cunninghamialanceolata)和水杉(Metasequoiaglyptostroboides).

表6 百里峡自然保护区蕨类植物的区系特征

3.2.2 种子植物的区系分析 根据吴征镒[19-20]、李锡文[18]等的中国种子植物类型划分报告，统计分析出百里峡自然保护区植物类型分为15个类型和18个变型(表7)，反映出该区系分布区类型的复杂性和植物资源的多样性.从表中可以看出百里峡保护区植物的主要分布类型是温带分布和泛热带分布.

根据表7对保护区植物区系成分的统计，区系中世界广布属共55属，主要是蓼属(Polygonum)、悬钩子属(Rubus)、苋属(Amaranthus)、铁线莲属(Clematis)、商陆属(Phytolacca)等.这些属种多为草本植物，它们的生态适应幅度广，是遍及各大洲而无特殊分布中心的属.其余热带各类型成分共有222属，占总属数的34.53%，热带分布各类型中以泛热带分布(81属)为主，其属数占区系类型总属数的12.60%.

从表7可以看出,温带分布类型是百里峡保护区优势分布种，共有342属775种，分别占总属数的53.19%和总种数的56.53%.其中以北温带分布类型(110属)为主，占总属数的17.11%.其次东亚和北美洲间断分布类型(41属)、旧世界温带分布类型(38属)、东亚分布类型(50属)占比例成分也较高，它们构成了温带成分的主要分布类型.中国特有成分为24属26种， 分别占总属数的3.73%和总种数的1.90%，主要有银杏属(Ginkgo)、通脱木属(Tetrapanax)、动蕊花属(Kinostemon)、水杉属(Metasequoia)、裸蒴属(Gymnotheca)、珙桐属(Davidia)、青檀属(Pteroceltis)、慈竹属(Neosinocalamus)等.从分布类型上来看，保护区主要从温带分布类型为主，热带分布类型为辅，具亚热带向温带过渡的特点，体现了该区域内植被的地域性.

表7 百里峡自然保护区种子植物的分布区类型

4 讨论与建议

4.1 讨论

百里峡保护区区域维管束植物区系呈现如下特征：百里峡保护区域内维管束植物156科685属1 447种，维管束植物科数占四川省维管束植物科数的 67.24%，全国的42.86%；属数占四川省的42.26%，全国的20.17%；种数占四川省的15.64%，全国的4.98%，说明该区域内物种多样性较为丰富，分布区类型多样；根据科的大小级分析，寡种科优势明显；保护区内种子植物共有15种类型和18种变型区系成分，这足以说明该区系成分的多样性.其分布区类型上与周围的花萼山自然保护区[3]、大巴山自然保护区[21]和雪宝山自然保护区类似；百里峡保护区内种子植物区系的温带地理成分占绝对优势，被子植物各类温带植物共有342属和775种，占保护区植物的一半以上，说明温带分布属、种生活型多种多样，其中又以木本属的种类最为丰富；百里峡自然保护区植物区系以温带分布为主，热带分布为辅，结合其地理位置不难说明该区域的植物区系具有温带向热带过渡的特征；在古老植物种类中，保护区的第三级残遗植物有很多，这是由于百里峡保护区地理位置在第四纪冰川活动中具有优势性，遭受的袭击小，故第三纪残遗植物属保留有很多.总之，保护区植物区系的特征为：植物种类丰富；优势科属明显；我国特有植物种属较多，起源古老；区系成分复杂，来源于多重地理成分，包含从温带向热带过渡的多种植物类型.

4.2 建议

保护区居住大量居民，生活、修路、旅游等项目建设对保护区有一定影响，一些河流断流，动植物生存环境有恶化的趋势，所以在对保护区保护为主的基础上，根据保护区的自身现状进行合理有效的规划调整.另外，百里峡开发资源目前较少，因此具有较大的开发潜力.但过度开发利用，将影响保护区建设，也将对生态系统带来潜在威胁.因此，坚持“保护为先，开发为辅”的原则，正确处理好保护区开发和生态保护的关系，坚持保护区的可持续发展道路，把资源开发活动对自然环境的影响降到最低.建议结合目前已有的关于保护区调整规划的一些案例，以及保护区建设中植被保护及恢复的研究成果来进行相关环境的保护指导工作，比如在保护区开发时应把土地的占用减少到最小、对物种丰富、多样性高的区域应想办法避开；对施工人员进行生态环保知识方面的宣传教育；对稀有濒危植物及时采取必要保护措施，如移栽育苗、就地或迁地保护等策略，要因地制宜具体问题具体分析.最后，要做好施工后的残渣和生活垃圾的清理，植物的恢复及重建工作.

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