张桥英 ,吴勇
1. 西华师范大学国土资源学院,四川 南充 637000;2. 西华师范大学嘉陵江流域研究所,四川 南充 637000
中国拥有世界上保存最完整、最古老的植物区系,有3万余种高等植物的分布(《中国植物志》编委会,2004;《中国生物多样性国情研究报告》编写组,1998),是全球生物多样性最丰富的国家之一(吴征镒等,1983;McNeely et al.,1990;傅立国,1991;Mittermeier et al.,1997),种子植物多样性位居全球第三,仅次于巴西和哥伦比亚(McNeely et al.,1990;Liu et al.,2003)。然而,中国植物区系具有相当高的特有性(吴征镒等,1983;傅立国,1991),特有种占50%以上(Huang et al.,2011)。正因具有如此高的特有性,中国也成为全球受威胁物种数量最高的国家之一(Jenkins et al.,2003)。据估计,中国约有4000~5000种处于濒危或受威胁状态(盛茂银等,2011)。珍稀濒危植物是一类具有狭窄分布区域,或在一个较大的范围内严格局限于极少数生境类型的物种(王献溥,1992)。珍稀濒危植物的致危原因大致可归结为两个方面(王蕾等,2013):物种自身的繁殖能力低下、竞争力弱、适应性差等原因;人类活动包括过度采伐、生境破坏和外来种入侵等也是重要的影响因素。因此,通过建立自然保护区或国家公园来保护这些珍稀濒危物种对于生物多样性的保护具有非常重要的意义。
大巴山国家地质公园(以下简称“公园”)成立于 2009年,保护范围主要是公园内具有重大地质科学意义的地质遗迹,及与这些地质遗迹景观交相辉映、特色突出的人文景观(付顺等,2011),被誉为“川东门户”、“巴山明珠”(胡丹临等,2009)。该地质公园地处大巴山弧形褶皱的核心区域,是中国大地地貌第二级台阶与第三级台阶的过渡地带,属于我国三大种子植物特有分布中心之一(应俊生等,1984)。目前,针对公园的研究和保护主要侧重于其独特的地质地貌方面(付顺等,2011;付顺,2014),而对公园内的植物资源研究鲜有涉及。由于特殊的地质地貌环境,该公园孕育了丰富的珍稀濒危植物。珍稀濒危植物不仅具有重要的学术价值,可为地质地貌的研究提供佐证,也是重要的生态旅游资源(叶有华等,2017)。研究大巴山国家地质公园的珍稀濒危植物资源,对该公园特有的植物资源保护利用以及生态旅游的开展、保护“金山银山”都具有重要意义,也能为该地区的精准扶贫提供服务。
大巴山国家地质公园位于大巴山南麓,行政隶属四川省达州市,地处达州市宣汉县与万源市交接部,包括宣汉百里峡园区和万源八台山园区,其北部与陕西省安康市相邻,东南部分别与重庆市城口县和开县接 壤 。 地 理 坐 标 为 31°39′50.5″~31°57′10.8″N ,108°10′46.1″~108°29′17.8″E,面积260.5 km2(付顺等,2014)。
公园属北亚热带秦巴气候区,具有四季分明、气候温和、雨热同季、光温同步、雨量充沛、无霜期较长、日照充足等特点。1月平均气温 1 ℃,7月平均气温22 ℃,极端最低气温-5.3 ℃。年降水量约1183.8 mm,80%降水集中在夏秋季节,9月最多,可达205 mm,1月最少,为12 mm。无霜期230 d左右(胡丹临,2010)。土壤类型主要有山地黄壤、山地黄棕壤、山地棕壤和山地草甸土等 4种类型,其中山地黄壤分布最广。
植被类型以亚热带偏湿性常绿阔叶林为主,森林覆被率达80%。夏季气温高,冬季较严寒,热量条件相对较差,以耐寒的常绿阔叶树种,如青冈(Quercus glauca)、云山青冈(Cyclobalanopsis sessilifolia)、曼青冈(C. oxyodon)、包石栎(Lithocarpus cleistocarpus)等占优势。由于公园内地貌和气候条件的多样性,公园内植被分布呈明显的垂直带谱。
由于公园内地势平缓便于到达的地方大都受到人类活动的干扰,而植物群落相对保护完好的地段又难于到达,因此在开展野外工作前根据文献资料和对当地居民和公园工作人员的访谈确定了调查的大致范围和路线。野外调查主要采用踏勘法并结合植物群落样方调查,调查取样兼顾不同海拔高度、群落类型并尽量选择人为干扰较小的群落。在调查中,若地势较平缓,则设置样方进行群落调查。设置面积为10 m×10 m的样方调查乔木树种,记录物种名称、数量、高度,样地的海拔、坡向、坡度等信息,共计35个样方;灌木树种设置5 m×5 m的样方,记录物种名称、数量、高度和盖度,共计48个样方;草本样方为1 m×1 m,记录物种名称、数量、高度和盖度,藤本植物只记录其株数和高度,共计 85个样方。对于地势陡峭地段则采用目测法确定样地内的物种和数量。对于不确定的物种,采集标本带回室内进行鉴定。
依据《国家重点保护野生植物名录》(国家林业局和农业部,1999)、《中国植物红皮书》(傅立国,1991)界定大巴山国家地质公园珍稀濒危植物种类和保护等级,并依据《IUCN物种红色名录》确定以上物种保护等级。
参照《中国种子植物区系地理》(吴征镒,2011)关于中国种子植物属的分布区类型的划分系统,对大巴山国家地质公园的珍稀濒危植物所在属的分布区类型进行统计,并计算珍稀濒危种所在属占该类型属的比例,即某分布区类型所包含的该公园珍稀濒危植物的属数占该分布区类型所包含的中国种子植物的总属数的百分比。
调查发现,该国家地质公园现有植物2000余种,其中各类珍稀濒危维管植物共67种,隶属于36科56属(表1,附表1)。其中《国家重点保护野生植物名录》Ⅰ级重点野生保护植物 5种,即银杏(Ginkgo biloba)、红豆杉(Taxus chinensis)、南方红豆杉(T. chinensis var. mirei)、珙桐(Davidia involucrate)、光叶珙桐(D. involucrata var.vilmoriniana),Ⅱ级重点保护野生植物43种;被《中国植物红皮书》收录的种类共 45种,包括渐危种15种、濒危种7种及稀有物种14种,另有8种为第2批考察种(表1,附表1)。在这67种珍稀濒危植物中,崖柏(Thuja sutchuensis)被列入《IUCN红色植物名录》的极危物种,另有濒危种6种,易危种7种,还有部分物种为近危或无危种(附表1)。
表1 大巴山国家地质公园珍稀濒危维管植物数量Table 1 Statistics of rare and endangered vascular plants in Dabashan national Geopark
大巴山国家地质公园的珍稀濒危植物包括大量原始和古老的类群。如裸子植物银杏、红豆杉、崖柏等和被子植物珙桐、连香树(Cercidiphyllum japonicum)、山白树(Sinowilsonia henryi)等都是第四纪冰川后遗留下来的古老物种,被称为植物王国的“活化石”,是世界级珍稀濒危植物。
珍稀濒危植物中单型属、寡种属所占比例较高,占总属数的 32.1%(表 2)。其中,单型属共11属,包括银杏属(Ginkgo)、马蹄香属(Saruma)、连香树属(Cercidiphyllum)、杜仲属(Eucommia)、山白树属(Sinowilsonia)、水青树属(Tetracentron)、喜树属(Camptotheca)、珙桐属(Davidia)、独花兰属(Changnienia)、香果树属(Emmenopterys)、青檀属(Pteroceltis)、马蹄芹属(Dickinsia);寡种属共 7属,包括红豆杉属(Taxus)、珙桐属(Davidia)、山荷叶属(Diphylleia)、鹅掌楸属(Liridendron)、呆白菜属(Triaenophora)、银鹊树属(Tapiscia)、领春木属(Euptelea)。
珍稀濒危植物区系分布共包括 10个分布区类型(表 2),其中以中国特有属种类占比最大,占全部44属的近1/3,其中绝大部分特有属是单型属或少型属,如前所列;占比名列第二的是东亚—北美间断分布,占同类分布区类型的 13.2%。从属的数量来看,温带分布类型(包括北温带分布、东亚—北美间断分布、东半球温带分布、东亚分布、中国特有分布)共41属,热带分布类型(包括泛热带分布、热带亚洲和热带美洲间断分布、热带亚洲至热带大洋洲分布、热带亚洲至热带非洲分布、热带亚洲分布)共13属。温带分布类型是热带类型的3倍之多,反映该公园珍稀濒危植物以温带起源为主。
物种的分布是物种与环境长期相互作用的结果(张文驹等,2003;Maurer,2002)。该公园地质历史古老、底层发育完整、地貌复杂多样、生态系统原始,被列入中国生物多样性保护的关键地区和优先、重点保护区域(《中国生物多样性保护行动计划》编写组,1994;《中国生物多样性国情研究报》编写组,1998)。大巴山国家地质公园以独特的地质遗迹和岩溶地貌为主要保护对象,正是由于其古老的地质构造和复杂多样的地形地貌特征,加上地处川东北边远山区,人口密度和开发强度均低,为大量的珍稀濒危物种提供了“避难所”,东西走向的大巴山也为这些珍稀濒危植物免受第四纪冰川的摧残提供了庇护,该地区温暖湿润的气候也提供了一定保障(沈泽昊等,1999)。所以该公园至今保留着较为完整和原始的自然生态系统,孕育、分化和栖息了丰富的植物种类,特别是许多古老、孑遗、特有、珍稀、濒危的种类,可为考古学、地质学、古植物学以及气候变化等研究提供宝贵资料。如起源于新生代的红豆杉、珙桐和银杏等被称为植物中的“大熊猫”,目前仅存于全球少数地区,是世界级珍稀濒危植物,也是中国一级保护植物,是十分珍贵的植物资源和生态记录,具有重要的科研价值(张桥英等,2002)。鹅掌楸(Liridendron chinense)、杜仲(Eucommia ulmoides)、领春木(Euptelea pleiospermum)等国家二级保护植物在物种进化、研究古植物区系和古代地理气候方面同样具有重要的学术价值(应俊生等,1994)。另外,崖柏曾于 1982年在重庆市城口县被采得标本,后由于森林被砍伐,后期的多次原产地调查都没有找到该物种,本次调查在公园内又被重新发现,因此设立公园对于该物种种质资源保护具有重要意义。
表2 大巴山国家地质公园濒危种子植物属的分布区类型Table 2 General areal-types of rare and endangered seed plants in Dabashan National Geopark
珍稀濒危植物也是大巴山国家地质公园重要的资源,如附表所示,绝大多数植物都具有药用、观赏、用材等价值。例如红豆杉、珙桐、鹅掌楸、槭树等都具有非常重要的观赏价值。红豆杉的果实成熟时红果满枝,艳丽多姿,酷似南方的“相思豆”,现已广泛栽培作为园林观赏植物;鹅掌楸为落叶乔木,叶形似鹅掌,又似马褂,具有优美的树形和叶片,是重要的园林观赏植物;珙桐的花色艳丽奇特,形如飞鸽,盛花之际,紫蓝色头状花序似鸽头,淡黄色花柱如鸽嘴,被誉为“中国鸽子树”,加上珙桐的心形叶片的衬托,构成一道漂亮至极的独特景观;领春木花果成簇,红艳夺目,也是优良的观赏树木。药用植物中,红豆杉和喜树(Camptotheca acuminate)是珍贵的药用植物,是世界上公认的天然珍稀抗癌植物(包维楷等,1998;冯建灿等,2000);天麻(Gastrodia elata)是名贵的中药,用以治疗头晕目眩、肢体麻木等症;杜仲的干燥树皮具有重要的滋补作用,被誉为“植物黄金”(《中国植物志》编写组,2004);五味子(Schisandra chinensis)、黄连(Coptis chinensis)、盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)、厚朴(Magnolia officinalis)等都具有重要的药用价值(《中国植物志》编写组,2004)。另外,还有一部分珍稀濒危植物材质非常密实,是重要的用材树种,如香樟(Cinnamomum camphora)、油樟(C.longepaniculatum)、润楠(Machilus nanmu)、楠木(Phoebe zhennan)、白辛树(Pterostyrax psilophylla)、连香树等(《中国植物志》编写组,2004)。如果能通过人工种植和加工的方式对这些资源加以有效开发和利用,在保护种质资源的同时也能对当地老百姓脱贫致富做出贡献。
野外调查发现,绝大多数珍稀物种的生境相对隔离,很少成片分布,这种片段化的分布有利于缓冲局部性的人为干扰对物种生存的影响。但由于难以形成种群,加上人为干扰的影响,珍稀物种的前景堪忧。比如在八里台园区的七里台附近,小径旁有两株红豆杉,相隔50 m左右,株高约5 m。由于野生红豆杉种子的发芽率极低且自然更新能力弱,其自然种群的繁育和发展受到限制(毋柳柳,2016),加上红豆杉独特的果实极易吸引人的注意,难免被采摘,因此亟需对路边的这两株红豆杉加以保护,以标志牌提醒游客或者隔离起来。种质资源保存及人工培育技术对于保护红豆杉资源也至关重要。珍稀植物前景堪忧的另一方面则来自于气候因素。随着全球气候变化的加剧,适宜生存的生境随之变化,必将影响这些物种的命运和分布(沈泽昊等,1999)。另外,公园的开发建设也不可避免地破坏珍稀植物的生境,甚至直接将珍稀植物作为材料加以利用,有可能人为导致其灭绝。因此,除了对珍稀物种进行就地保护外,我们还需要进行人为地迁地保护或者保存种质资源以帮助它们克服人为影响下天然植被片段化带来的传播和迁移的障碍,并加大宣传教育力度,提高公众的保护意识。只有这样,才能对这些珍稀濒危物种资源进行有效的保护,维护好大巴山国家地质公园的生物多样性和生态系统的完整性,并守住这片“金山银山”。
大巴山国家地质公园珍稀濒危植物资源丰富,包括珍稀濒危维管植物67种,多为中国特有植物,并有大量古老原始的孑遗物种。这些物种具有观赏、药用、用材等多种功能,在系统学与生物地理学上都有重要意义,具有极高的保护价值。但由于物种本身生物学特性或生境破坏以及气候变化等原因,珍稀濒危物种的生存状况仍然不容乐观,亟需引起关注。一方面,就地保护和保存种质资源或迁地保护相结合,另一方面,还需加强教育和宣传以提高公众的保护意识。
附表1 大巴山国家地质公园珍稀濒危植物种类统计
Appendix 1 List of rare and endangered species in Dabashan National Geopark
1. List of Wild Plants Under State Protection (First Batch); 2. China Plant Red Data Book; 3. IUCN Red List of Threatened Species; CR: 极危 Critically Endangered; EN: 濒危 Endangered; VU: 易危 Vulnerable; NT: 近危 Near Threatened; LR/NT: 低风险/近危 Lower Risk/Near Threatened; LC: 无危Least Concern; LR/LC: 低风险/无危 Lower Risk/Least Concern