成都市城市野生草本植物的多样性及区系分析

杜 蓉， 宗 浩， 张 杰， 李 江

(1.四川师范大学 生命科学学院，四川 成都 610101；2.汉中市环境工程规划设计有限公司 陕西 汉中 723000)

城市作为人类活动干预极度强烈的人工生态系统，其主体不再是作为生产者的植物，且物种多样性及数量、分布格局等均受到人类活动的影响和控制、安排。随着城市化的发展，人为干扰不断加重，城市生物多样性不可避免地受到了城市化的影响[1,2]，野生动植物种类逐步减少，取而代之的是人工引进或栽培物种增加。另一方面，人类在加速城市化进程的同时，也在追求城市生态环境质量的提高和保护，城市生态建设也愈加受到重视[3]。

作为城市生态建设的重要组成部分，城市植物多样性的高低能够体现城市生态环境质量的好坏，针对城市植物开展的多样性调查、保护与规划、构建等基础研究工作对于城市生态建设的重要性日益突出。目前，不少城市已经进行了相应的调查研究工作，并就城市生物的保护提出了一些建议及方案[3,4-7]。但已开展的工作中，研究对象更多的还是聚焦在外来物种的引进、园林绿化植物的构建等方面[8-11]，对城市野生植物的研究保护工作反而有所欠缺。

城市野生植物指在城市化地区的乡土植物及外来但已经适应该地区环境、能自我繁殖的野生种子植物[12]，以草本植物为主，具有观赏性低、随城市管理发生数量锐减和恢复的周期性变化等特征。城市野生植物多样性保护是城市生态建设的重要组成和评价指标，其多样性更能体现人与自然的和谐相处[2,13]。成都市作为四川省会城市，在已开展的城市植物调查研究工作中，主要是针对高校校园、湿地公园、公园和园林等重要城市斑块中的栽培植物[7,8,14-17]，对野生植物关注极少。为此，本文通过样线、样方法等对成都市主城区不同生境中野生草本植物进行实地调查记录，统计其种类组成，并选用成都市野生草本植物中的种子植物进行植物区系特征分析，补充目前在城市野生植物调查研究工作中的不足，以期为成都市生物多样性保护的开展提供重要的参考依据。

1 自然概况

成都市位于东经102°54′～104°53′，北纬30°05′～31°26′，地处四川省中部，东西长192km，南北宽166km，全市总面积约12390km2。成都市地形地貌、自然环境复杂多样，生物资源丰富，属亚热带湿润地区。全年无霜期为278天，年平均气温在16℃左右，年平均气温10≥°C的活动积温为4700～5300°C；冬春雨少，夏秋多雨，雨量充沛，年平均相对湿度82%，年总降水量为900～1300mm[18-19]。

2 研究方法

参考《中国植物志》《四川植物志》《中国高等植物图鉴》《四川农田常见杂草原色图谱》等文献[20-23]资料，通过实地调查对成都市建成区内不同小生境中的野生草本植物逐一进行鉴定、记录，统计其科、属的地理成分数量特征[24-27]。调查地点包含城市绿化带、公园、高校校园、居民住宅小区等，实地调查中主要记录野生草本植物的种类、生境、盖度、形态特征等。

3 结果与分析

3.1 成都市城市野生草本植物的科属组成

3.1.1 成都市城市野生草本植物的基本组成 根据实地调查、鉴定及整理的数据，统计出成都市城市野生草本植物共计251种、163属、52科(表1)，其中蕨类植物6科6属13种、种子植物46科157属238种(双子叶植物39科127属189种、单子叶植物7科30属49种)。

3.1.2 成都市城市野生草本植物科的多样性分析 根据各科在成都市城市野生草本植物中所含种数的实际状况及相关文献资料对科的划分方案[9,16,28,29]，成都市251种城市野生草本植物中(表2)：含20种以上的大科有2个，即菊科(Compositae，28属47种)和禾本科(Gramineae，19属27种)，共47属74种；含10～19种的中等科3个，共17属34种，分别是莎草科(Cyperaceae，5属12种)、蓼科(Polygonaceae，3属11种)和唇形科(Labiatae，9属11种)；含6～9种的少种科8个，共36属61种；含2～5种的寡种科24个，共48属67种；其余均为单种科，共15个。从成都市城市野生草本植物科的分类及比例可以看出：植物区系优势科的特征十分明显，以寡种科和单种科为主，分别占总科数的46.15%、28.85%；在属、种的数量水平上，大科、少种科和寡种科表现出明显优势，分别占总属数的28.83%、22.09%、29.45%，占总种数的29.48%、24.30%、26.69%。

表2 成都市城市野生草本植物科的多样性统计

3.1.3 成都市城市野生草本植物属的多样性分析 根据各属所含种数的多少，成都市城市野生草本植物163个属可划分为单种属(1种)、少种属(2～5种)、中等属(6～9种)3个等级(表3)。含6～9种的中等属3个，分别是蓼属(Polygonum，7种)、木贼属(Equisetum，6种)和莎草属(Cyperus，6种)；含2～5种的寡种属51个，包含123个种；单种属109个，主要包括蕺菜属(Houttuynia)、葎草属(Humulus)、冷水花属(Pilea)、蝎子草属(Girardinia)、爵床属(Rostellularia)、粟米草属(Mollugo)、牛膝属(Achyranthes)等。在属的分类及比例上：构成成都市野生草本植物区系的主体为单种属和寡种属，在属和种的层次上占比分别为31.29%、66.87%和49.00%、43.43%；而中等属的比例则很小，仅占植物总属数的1.84%和植物总种数的7.57%。

表3 成都市城市野生草本植物属的多样性统计

3.2 成都市城市野生草本植物科的区系特征

依据资料[24,30-31]将成都市城市野生草本植物52科共划分为5个分布区类型(表4)。区系中世界分布的科有33科，占总科数的63.46%；热带分布(2～7类)的科有13科，占总科数的25.0%；温带分布(8～14类)的科有6科，占总科数的11.54%；无中国特有分布的科。从科的区系组成看，植物区系以热带分布为主(不计世界分布)，温带分布占很大比例，体现了成都市温暖湿润的亚热带气候并表现出从热带亚热带向温带过渡的性质。

3.3 成都市城市野生草本植物属的区系特征

根据吴征镒等划分方法[24]，成都市城市野生草本植物163属可归为14个分布区类型，其中：世界分布属40属；热带分布属52属(分布类型2～7，共8型)，占总属数(不含世界分布)的42.28%；温带分布属(分布型8～14，共14型)70属，占总属数的56.91%；中国特有属1属，占总属数的0.81%。

有一个或数个分布中心，并包含世界种的属为世界分布属[13,36]。成都市城市野生草本植物中世界分布属(40属)占总属数(163属)的24.54%，包括早熟禾属(Poa)、堇菜属(Viola)、藜属(Chenopodium)、蓼属(Polygonum)、水苋菜属(Ammannia)、蔊菜属(Rorippa)、碎米荠属(Cardamine)、灯心草属(Juncus)、悬钩子属(Rubus)、酢浆草属(Oxalis)、千屈菜属(Lythrum)、珍珠菜属(Lysimachia)、黄芩属(Scutellaria)、茄属(Solanum)、酸浆属(Physalis)、车前属(Plantago)、毛茛属(Ranunculus)等。世界分布属的比例高在一定程度上反映了植被的非地带性[16,26,32]，这与城市的特殊环境因素紧密相关。

表4 成都市城市野生草本植物科的分布区类型

热带分布共52属，占区系总属数的42.28%，包括有积雪草属(Centella)、鳢肠属(Eclipta)、打碗花属(Calystegia)、牵牛属(Pharbitis)、马鞭草属(Verbena)、假酸浆属(Nicandra)、母草属(Lindernia)、白茅属(Imperata)、属(Eleusine)、狗尾草属(Setaria)、狗牙根属(Cynodon)、白酒草属(Conyza)、棒头草属(Polypogon)、雀稗属(Paspalum)、假稻属(Leersia)等。温带分布属共有70属(分布区类型8～14)占区系总属数的56.91%，其中以北温带分布类型为主，有26属，占区系总属数的21.14%。主要有画眉草属(Eragrostis)、葎草属(Humulus)、紫堇属(Corydalis)、播娘蒿属(Descurainia)、芸苔属(Brassica)、荠属(Capsella)龙芽草属(Agrimonia)、委陵菜属(Potentilla)、马桑属(Coriaria)等。“北温带和南温带(全温带)间断分布”和“旧世界温带分布”的比例也相对较大，分别含有12属、13属，占总属数的9.76%、10.57%。成都市城市野生草本植物区系中仅有盾果草属(Thyrocarpus)属于中国特有分布类型。

成都市城市野生草本植物中种子植物占157属，属的分布区类型包括了总分布类型(15个)其中的14个(表5)。同时，区系组成中，热带成分占42.28%、温带成分占56.91%，主要的分布区类型为泛热带分布(35属)和北温带分布(26属)，这与成都市温暖湿润的亚热带气候特征和热带亚热带向温带过渡的性质息息相关。

3.4 成都市城市野生草本植物区系的特征

3.4.1 物种多样性较低且分布数量少 因人类活动的极大干扰，城市建成区内的野生植物多样性和数量远远低于自然环境中，且主要以草本植物为主。经实地调查，成都市建成区内城市野生草本植物共记录到251种，主要分布在绿化带、校园、城市湿地等区域，种群数量十分有限。据《成都年鉴》(2018年)：2017年在域内已记录的高等植物有264科1224属3390种[19]。如此，表明成都市城市野生植物数量仅占区域物种数量的7.40%，物种多样性较低。

表5 成都市城市野生草本植物区系属的分布区类型

3.4.2 植物区系结构复杂，以单种属和寡种属为主 单种科、少种科和单种属、少种属大量存在，反映了成都市城市野生草本植物的多样性。从所含物种数量层次上看，单种属和寡种属占绝对优势，占总数量的比例分别为49.00%、43.43%，是城市野生草本植物区系的主体。但从物种组成看，成都市城市野生草本植物中菊科(Compositae，28属47种)和禾本科(Gramineae，19属27种)可视为优势科，所含物种数超过20种，而在属的层次上，没有超过含10个种的属，无明显的优势属。

另一方面，从科、属、种的比例变化来看：单种科和寡种科的“种、属、科”比例依次减小，但单种科比例减小(科属种的比例变化为4.82∶1.54∶1)十分明显；大科、中等科和少种科比例逐渐增大，以大科比例(科属种的比例为1∶7.49∶7.66)变化明显，但在属、种水平上比例变化并不显著。在种属比例变化上，中等属、寡种属、单种属的种属比例变化分别为4.11∶1、1.57∶1、0.65∶1。这些比例变化体现了植物区系组成在结构上的复杂性，也是植物区系复杂性的来源。

3.4.3 分布区类型复杂，热带和温带性质突出 成都市城市野生草本植物属有14个分布区类型，并包含较多变型和间断分布，分布区类型较为复杂。同时，区系组成中，除世界分布外，泛热带分布和北温带分布的科数、属数及所占比例均较高，热带和温带性质突出。世界分布的科、属分别占总数的63.46%、42.28%，成分比重较大，体现了一定的隐域性[16,32][26]271-328，也反映了城市环境、人类活动及城市土地利用方式等对城市植物区系的强烈影响。

4 讨 论

城市野生植物主要是指生存在城市化地区的植物，其物种多样性和数量均受到人类活动及城市建设、发展等的强烈影响，种群结构、数量等均不及自然生境中的植物群落。以成都市建成区为调查范围，共记录城市野生草本物种251种，其中蕨类植物13种、种子植物238种。物种分布主要集中在城市绿化带、绿化斑块、建筑荒地、城市湿地等生境中，且种群数量有限。相比于成都市域内3390种高等植物而言[18]，成都市建成区内野生草本植物的多样性较低。城市开发建设必然导致自然植被的破坏及取代，进而影响着野生植物的生存及城市植物的构成。在已统计的成都市园林种子植物中[8,14]，其数量为164科、767属、2479种，远高于城市野生植物，调查统计的城市野生草本植物物种数量仅占栽培植物数量的10.13%。

针对成都市城市野生草本植物的区系分析，科和属的分布区类型数目分别为5和14，可见属的分布区组成对于植物区系特征的体现更加有效，更能反映植物的演化扩展过程和区域差异[33-35]。属的区系成分中，热带成分占42.28%、温带成分占56.91%，温带成分的比例高于热带成分，这一结果虽体现了植物区系的热带和温带性质，但与成都市温暖湿润的亚热带气候对应的植物区系特征“热带成分为主、温带成分占较大比例”似有不符。另一方面，“泛热带分布(含35属、占28.46%)”和“北温带分布(26属、占21.14%)”这两大主要的分布区类型，其所含属数及比例又与成都市的亚热带气候特征、热带亚热带向温带过渡的性质相符。出现这一结果的原因极可能是人类活动的干扰、城市环境对植物组成及区系的影响所致[1,3]。

城市环境的特殊性决定了野生植物的保留、保护与外来物种的引进、栽培均受到人类活动的强烈影响，目前城市野生植物的保护愈加得到关注。对此，针对成都市野生植物物种多样性较为单一、乡土植物生存受人类活动影响极大等现状，建议在城市建设中，注意加强原生植被的保护。同时，遵循生态学规律与原理，选择不同生活型的乡土植物，构建稳定、合理的多层次复合绿化体系，增加野生植物在城市植物体系中的比例。