张 伟,张 宏
(四川师范大学地理与资源科学学院,四川成都 610066)
植物区系是通过历史的统一性联系起来的生长在某一特定地区的所有植物种类,是由该特定地区自然形成的所有植物种、属和科的自然综合体。在进行群落分类、起源、分布、演化以及不同植物种的生态学特性和生态适应幅度等研究过程中,植物区系的研究具有不可估量的作用,此外在城市绿化植物的栽培、引种驯化和亲本选择等方面均具有重要意义[1]。作为植物区系研究组成部分的城市绿化植物区系,由于受自然和人为因素的双重影响,相对比较复杂,校园作为城市的重要组成部分,其区系成分研究可以丰富城市植物区系内容,而且校园植物群落的区系特征直接影响校园的植物景观和生态功能发挥,此外校园植物区系的研究还可以为校园的整体规划、绿化建设提供科学依据[2-3]。国内许多高校也积极开展了校园植物的调查和区系特征分析,不断丰富城市植物区系数据库[2-10]。笔者以四川师范大学成龙校区为研究区域,详细调查了区域内的植物类型,在此基础上进行植物区系分析,以期为校园规划、绿化建设等提供科学依据,同时为学校相关学科的校园植物实习提供基础数据。
1.1研究区概况四川师范大学成龙校区位于成都市龙泉驿区(成都经济技术开发区),占地约133.33 hm2,校内地势起伏,整体呈东北高西南低。学校所在地气候温暖,四季分明,无霜期长,雨量充沛,属亚热带湿润季风气候区。年平均气温16 ℃左右,最热月(7月)平均气温25.6 ℃,最冷月(1月)平均气温5.6 ℃;无霜期约337 d;年总降水量900~1 300 mm,年均相对湿度82%左右;年总日照时数1 042~1 412 h,年均气压956.1 MPa左右,年均风速1.3 m/s[11]。
1.2研究方法采用校园实地调查的方法,对校园内种子植物进行采样,并参考《中国植物志》[12]和《四川植物志》[13]进行最终鉴定。根据吴征镒等[14-15]的科、属的地理成分划分方案,对科、属的地理成分数量特征进行统计。
2.1校园植物区系组成通过校园实地调查、鉴定和整理,统计四川师范大学成龙校区校园植物共计78科170属207种(表1)。其中裸子植物4科4属5种,占校园种子植物总种数的2.39%;被子植物74科166属203种,占校园种子植物总种数的97.61%;表明校园种子植物区系的主体主要由被子植物构成。同时发现调查区内种子植物分别占四川种子植物总科数的40.84%、总属数的11.32%和总种数的2.40%;占我国种子植物总科数的25.91%、总属数的5.72%和总种数的0.82%。
2.2国内高校植物区系组成和属种系数的比较目前,国内很多高校都对校园植物物种组成开展了调查[2-10]。齐齐哈尔大学有校园植物48科99属129种,山西大同大学有校园植物35科62属82种,河北农业大学有校园植物51科116属208种,河南大学有校园植物77科194属260种,西北农林科技大学有校园植物109科361属500种,南京大学有校园植物91科124属267种,湖北大学有校园植物85科181属264种,西南大学有校园植物125科452属671种,江西农业大学有校园植物88科247属412种,福建农林大学有校园植物168科843属1 458种,北京师范大学珠海分校有校园植物68科147属178种,四川师范大学校园植物的种类和数量在全国高校中处于中间水平(表2)。
属的总数和种的总数的百分比称为属种系数,属种系数变化可以直观反映一个区域生境复杂程度以及植物区系物种丰富程度[3-4]。若属种系数较高则反映该区域物种丰富度较高,但生境复杂度较低;若该数值较低则相反。全国各高校校园植物属种系数为46.4~82.6,四川师范大学校园植物属种系数为82.1,反映出该区域相对其他高校校园物种丰富度更高,但生境更为单一,这与四川师范大学成龙校区2008年建成搬迁,植被除少数杂草外,其他植物均是根据校园绿化的需要而进行的人工栽培,栽培植物的来源多样性有关,这与其他学者在高校校园所做的研究结果较为一致[4]。
表1 种子植物类群与湖北及全国的科、属、种比较
表2 四川师范大学和国内其他高校的校园种子植物比较
2.3校园植物科的大小统计和区系分析根据实际调查的各科在校园植物中所含种数的多少,参照种子植物科大小的排序分类方法[16],将其划分为4个等级:单种科(<1种)、少种科(2~5种)、中等科(6~9种)、大科(≥10种)(表3)。统计结果表明,该区系单种科数占该区系总科数的53.85%,含有种数占该区系总种数的 20.29%,少种科数占该区系总科数的37.18%,所含种数占该区系总种数的 39.61%,种数在整个区系居于优势地位;大科仅占该区系总科数的4%,所含种数却占该区系总种数的30.43%,大科在构建该区区系成分时具有较重要的作用。蔷薇科(Rosaceae)、豆科(Leguminosae)、菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)是该区的优势科。
表3 四川师范大学校园种子植物科的级别
按照世界种子植物科的分布区类型系统划分[14],该区系包括6个类型和7个变型(表4)。如果按照世界分布、中国特有分布、温带分布(第8~14类)、热带分布(第2~7,16类)划分为4个大类。该区系世界分布有30科,占总科数的38.46%;中国特有分布1科,占该区系总科数(不包括世界分布科)的2.08%;温带分布15科,占该区系总科数(不包括世界分布科)的31.25%;热带分布32科,占该区系总科数(不包括世界分布科)的66.67%。这表明虽然该区域温带分布科具有相当的比例,但其热带区系性质表现更加明显。
2.4属的大小统计和区系分析在区系分析中,反映某地区的区系特征,属比科体现得更具体[6]。由表5可知,该区系单种属(<1种)、少种属(2~4种)2个等级的属数分别为144和26,分别占该区系总属数的84.71%和15.29%。少种属占该区系总属数的15.29%,所含种数占该区系总种数的30.43%;研究区植物主要由单种属构成,这也是该区系物种丰富度高的主要原因;该区系的较优势属:毛莨属(Ranunculus)、木兰属(Magnolia)、含笑属(Michelia)、樟属(Cinnamomum)和榕属(Ficus)。
表4 四川师范大学校园种子植物科的分布区类型
注:括号内的数字表示占总科数的百分比,无括号的数字不包括世界广布数
Note:Figures in brackets represent percentages of total subjects. Figures without brackets do not include world wide figures
表5 四川师范大学校园种子植物属的级别
该区系170属划分为13个类型和13个变型(表6)。作为园林植物主要成分的世界分布共有27属43种,占该区系总属数的15.88%,但这部分植物生态适应幅度较广,在区系分析方面的意义不大;热带分布67属77种、温带分布72属83种、中国特有分布4属4种,分别占该区系总属(种)数(不包括世界分布属种)的46.85%(46.95%)、50.35%(50.61%)和2.80%(2.44%)。热带区系和温带区系基本相当,表现出从热带亚热带向温带过渡的性质,与该区所处的地理位置及气候特征相一致,同时也反映出在漫长地质年代过程中中国由热带—亚热带气候向当今气候格局演变过程中,该区植物区系性质随气候变迁做出的适应性变化,最终使该区植物区系复杂,具有南北植物兼收并蓄的特性,这与马丹炜等[17]、王文国等[18]对成都市园林种子植物区系分析的结果一致。
表6 四川师范大学校园种子植物属的分布区类型
注:括号内的数字表示占总属数的百分比,无括号的数字不包括世界广布数
Note:Figures in brackets represent percentages of the total genus,figures in the same column without brackets do not include world wide figures
泛热带分布区类型含2个变型,占该区热带分布总属数的52.24%,是该区系热带分布中的第一大分布区系类型,共计35属40种,主要包括榕属(Ficus, 3)、刺桐属(Erythrina,1)、羊蹄甲属(Bauhinia,1 )等,其中榕属是该区主要的行道树属;东亚(热带、亚热带)和热带南美洲间断分布区类型占该区热带分布总属数的13.43%,共9属11种,主要包括樟属(Cinnamomum,3)、蓝花楹属(Jacaranda,1)等;旧世界热带分布区类型含1个变型占该区热带分布总属数的10.45%,共7属7种,主要包括海桐花属(Pittosporum,1)、栀子属(Gardenia,1)等;热带亚洲至热带大洋洲分布区类型占该区热带分布总属数的7.46%,包括5属5种,主要为桉属(Eucalyptus,1)杜英属(Elaeocarpus,1)等;热带亚洲至热带非洲分布区类型,占该区热带分布总属数的4.48%,包括3属3种,主要为蓖麻属(Ricinus,1)、芦荟属(Aloevera,1);热带亚洲(印度-马来西亚)分布区类型主要为4个变型,占该区热带分布总属数的11.94%,包括8属11种,主要包括含笑属(Michelia,3)、构属(Broussonetia,1)、山茶属(Camellia,1)等。
北温带分布区类型含2个变型,占该区温带分布总属数的40.28%,是该区系温带分布中的第一大分布区系类型,包含29属33种,主要有杨属(Populus,1)、榆属(Ulmus,1)、柳属(Salix,1)等;东亚和北美洲间断分布区类型含1个变型,占该区温带分布总属数的13.89%,包含10属16种,主要为木兰属(Magnolia,3)、石楠属(Photinia,2)、皂荚属(Gleditsia,1)等;旧世界温带分布区类型含2个变型,占该区温带分布总属数的22.22%,包含16属16种,主要有雪松属(Cedrus,1)、女贞属(Ligustrum,1)、火棘属(Pyracantha,1)等;温带亚洲分布区类型占该区温带分布总属数的4.17%,包括3属3种,主要为枫杨属(Pterocarya,1);地中海地区、西亚至中亚分布区类型占该区温带分布总属数的1.39,包括1属1种即石榴属(Punica,1);东亚(东喜马拉雅-日本)分布区类型含1个变型,占该区温带分布总属数的18.06%,包含13属13种,主要有桃叶珊瑚属(Aucuba,1)、木瓜属(Chaenomeles,1)、檵木属(Loropetalum,1)等。
中国特有分布区类型属占该区总属数的2.86%,有4属且均为单种属,包括银杏属(Ginkgo,1)、水杉属(Metasequoia,1)、蜡梅属(Chimonanthus,1)、栾树属(Koelreuteria,1),其中银杏和水杉均属于国家一级保护植物。
(1)调查结果表明,四川师范大学校园植物物种多样性较丰富,分布区类型多样,地理成分较复杂。该区有种子植物78科170属207种。中国种子植物属所在的十五大分布类型中,该地区有13个大类,并包含13个变型和间断分布类型。
(2)四川师范大学校园种子植物科的区系组成中,包含热带成分32科,占总科数的66.67%,温带成分15科,占总科数的31.25%,具有明显的热带区系特征。属的区系组成中,包含热带分布67属,占总属数的46.85%,温带分布72属,占总属数的50.35%,表现出由热带亚热带向温带过渡的性质。
(3)校园植物优势科和优势属不明显。在科的水平上,种数大于10种以上的科仅为4科,在属的水平上,单种属144属,占总属数的84.71%,未见种数大于4种以上的属。