四川栗子坪国家级自然保护区兰科植物物种多样性及种群现状

杨毅, 杨伟, 骆伟, 鲁碧耕, 刘秉昕, 田春洋, 李威, 张翼

1. 四川栗子坪国家级自然保护区管理局，四川 雅安 625400；

2. 雅安市林业局，四川 雅安 625000；

3. 成都润楠环保科技有限公司，四川 成都 610051

兰科（Orchidaceae）植物起源古老、种类丰富，是被子植物的最大科之一，也是地球生物多样性的重要组成部分，广泛分布于除两极和极端干旱沙漠地区以外的各种陆地生态系统中[1-3]。野生兰科植物均被列入《濒危野生动植物物种国际贸易公约（CITES）》的保护范围，占受保护植物种类的90%以上[4-6]。中国是野生兰科植物种类最丰富的国家之一，已确认分布有187属1 447种（含亚种、变种），且分布范围非常广[7]。由于兰科植物的珍稀性，其保护在中国越来越受到重视，在《全国野生动植物保护及自然保护区建设规划》（2001—2050）中，兰科植物被列为15个重点保护类群之一[8]。

我国野生兰科植物的分布范围非常广，但与其他生物类群一样，其分布不均匀，存在一些明显的“多样性中心”“生境多样性中心”或“特有中心”等[4]。四川位置独特，生境复杂多样，拥有丰富的野生动植物资源，也是亚洲亚热带兰科野生资源基因库，但因历史原因，四川野生兰科植物受到严重的人为干扰，导致部分地区被采掘一空[9]。掌握兰科植物的分布情况有助于对其展开有效的保护和利用。保护区作为濒危物种的主要栖息地，但区内的濒危物种的数量、分布情况如何，需要评估[10]。本研究通过野外调查和文献查阅来掌握四川栗子坪国家级自然保护区内兰科植物的物种组成、种群数量、分布特征、威胁因素等，以期为保护区开展兰科植物及具有重要经济价值和保护价值的植物资源就地保护工作提供基础数据和科学依据。

1 调查区域概况

四川栗子坪国家级自然保护区位于横断山区东缘部分、四川盆地西南缘的大渡河中上游，贡嘎山东南面石棉县境内，地理位置为东经102°10′33″～102°29 ′07 ″，北纬 28°51 ′02 ″～29°08 ′42 ″；南北长23 km，东西宽17.8 km，总面积479.4 km2。区内最高海拔为4 551 m（密密滴滴），最低海拔1 330 m（大洪沟板栗树沟心），相对高差达3 221 m。年均温约11.7～14.4 ℃，活动积温较高，植物的生长期较长。年均降水量800～1 250 mm，降水量随海拔升高而递增，冬春干燥，山风强烈。区内土壤属四川盆地亚热带湿润森林土壤区，主要类型有：山地黄棕壤、山地棕壤、山地暗棕壤、棕色森林土、亚高山草甸土、高山草甸土。区内植被的垂直带谱划分为：海拔1 330～2 500 m主要为亚热带山地常绿阔叶林；海拔2 500～2 700 m主要为亚热带针叶落叶阔叶混交林，局部地区为亚高山灌丛；海拔2 700～3 700 m（部分地区阴坡可达3 800 m）主要为以冷云杉为主的亚热带常绿针叶林；海拔3 700～4 000 m主要为高山灌丛，局部地区为亚高山草甸；海拔4 400 m以上主要为高山流石滩稀疏植被。

保护区位于全球34个生物多样性热点地区之一横断山区东缘部分、四川盆地西南缘的大渡河中上游，区内有着丰富的自然资源，生态系统完整，保存了较完好的地带性原生生物群落，为众多野生动植物提供了栖息生境和庇护场所。保护区有种子植物134科715属2 030种（含变种，下同），其中裸子植物有 7科14属 36种，被子植物有 127科705属1994种。区内还分布有多种珍稀濒危植物，如红豆杉（Taxus chinensis）、南方红豆杉（Taxus chinensisvar.mairei）、 连 香 树 （Cercidiphyllumjaponicum）、水青树（Tetracentron sinense）、西康玉兰（Magnolia wilsonii）等。据全国第四次大熊猫调查报告，区内分布有大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）22 只[11]。

2 调查方法

通过野外调查和查阅相关资料（标本和文献）相结合的方式来完成调查。2019年4月、6月和8月，分3次通过样线法进行野外调查，主要记录兰科植物的种类组成、种群数量及更新情况、分布地点（GPS点）、水平与垂直分布状况等。同时，记录具有重要经济价值和保护价值的植物种类、分布等。

2.1 样线法

根据兰科植物的生境特点及海拔高度，结合保护区的实际状况，充分考虑调查区域内的地形地貌、植被状况、海拔高度以及人员安全等因素，在保护区布设了20余条样线（见图1）。野外实地调查时，在调查样线的起点、终点、生境发生明显变化以及有兰科植物分布的地方设置1个5 m×5 m的植物样方。在样方内记录地形因子（包括经纬度、海拔、坡向、坡位、坡度等）、植被状况（乔木层、灌木层和草本层的植物种类、盖度和高度等）、受干扰情况（包括采伐、放牧、旅游、挖药、病虫害、自然灾害等）、伴生动物（包括动物种类、数量等）等信息。

图1 四川栗子坪国家级自然保护区位置和调查样线分布Fig.1 Location and survey sample line distribution of the Liziping National Nature Reserve, Sichuan Province

2.2 数据分析

物种分类参考《中国植物志》[12-14]；濒危等级参考世界自然保护联盟（IUCN）红色名录[15]和濒危野生动植物种国际贸易公约（CITES）附录[16]；根据吴征镒对于中国种子植物属的分布区类型划分的原则分析保护区内的兰科植物的区系[17]；优势种确定参照克列门茨的多度等级，将植物分为6种：遇见数量>200株的为优势种，101株<遇见数量<200株的为丰盛种，51株<遇见数量<100株的为常见种，10株<遇见数量<50株的为偶见种，遇见数量<10株的为稀少种，未遇见的为极少种[18]。

所有数据在Excel中处理，将所有野外调查获得的GPS位点导入ArcMap 10.0，结合保护区地形图进行分析。

3 结果

3.1 物种多样性和濒危状况

根据野外调查，并结合文献，确定保护区分布有兰科植物30属70种（见表1，表2），其中，含5种及以上的共计3属18种，分别为杓兰属（Cypripedium，6种）、虾脊兰属（Calanthe，7种）和石斛属（Dendrobium，5种）；含 2～4种的属共计 16属41种；仅含1种的有11属。中国特有种有8种，占到总物种数的11.43%。

从生活型来看，地生兰有55种，占兰科植物总物种数的78.57%；附生兰12种，占17.14%；半附生兰2种，占2.86%；腐生兰仅1种，占1.43%。

根据世界自然保护联盟（IUCN）红色名录，属于濒危（EN）的有4种、易危（VU）的有7种、近危（NT）的有1种、无危（LC）的有7种、数据缺乏（DD）的有1种。保护区内所有兰科植物均被列入濒危野生动植物种国际贸易公约（CITES）附录Ⅱ。

表1 四川栗子坪国家级自然保护区的兰科植物与四川西部、四川省和全国的比较Tab.1 Comparison of Orchidaceae plants in Liziping National Nature Reserve with western Sichuan, Sichuan province and China

表2 四川栗子坪国家级自然保护区兰科植物资源Tab.2 Orchidaceae plant resources in Liziping National Nature Reserve, Sichuan Province

（续表 2）

（续表 2）

3.2 属的区系组成

保护区的兰科植物30属被划分为9个类型和2个变型（见表3），属的分布区系特征表现为：区系成分复杂，以热带和温带成分为主，具有为典型的热带成分向温带过渡的特性，温带成分占优势地位。

表3 栗子坪国家级自然保护区兰科植物属的地理分布区统计Tab.3 Geographic distribution statistics of Orchidaceae genus in Liziping National Nature Reserve

3.3 种群现状

3.3.1 优势种

野外调查共发现兰科植物26种1 800余株，其中，优势种有舌唇兰、棒距舌唇兰和三棱虾脊兰，尤以三棱虾脊兰最为优势，遇见的植株数量达558株；丰盛种有金兰、小花舌唇兰、云南沼兰和独蒜兰4种；常见种有囊唇山兰1种；偶见种有火烧兰、手参、沼兰和天麻4种；稀少种有14种；其余44种未在野外调查中发现植株，但资料和标本记录在保护区及周边有分布。

3.3.2 垂直分布特征

从野外调查来看，保护区内26种兰科植物主要集中分布于公益海、麻麻地上游、南桠河紫马村和孟获城4个区域，大洪沟、大营盘等区域也有零星分布。26种兰科植物，主要分布于海拔3 500 m以下的中低海拔区域。总体来看，物种数量随海拔增加呈先增加后减少的趋势，但趋势不明显。绝大多数物种都分布在海拔1 500～3 500 m之间，海拔3 500 m以上的仅8种，占30.77%（见表4）。而一些物种，如角盘兰、手参、西南手参、广布红门兰、大叶火烧兰等为广域分布物种，从低海拔到高海拔均有分布。

3.3.3 物候特征

从文献资料来看，保护区内的兰科植物全年1—12月均有开花，主要集中在4—9月。而从野外实地调查来看，26种兰科植物中，4月开花的仅有三棱虾脊兰、金兰和独蒜兰；6月开花的有三棱虾脊兰、天麻、手参、角盘兰、沼兰、山兰、流苏虾脊兰、独蒜兰、囊唇山兰和广布红门兰；8月开花的有缘毛鸟足兰、手参、西南手参、火烧兰；6月结果的有独蒜兰和白及；8月结果的有三棱虾脊兰、囊唇山兰、沼兰、金兰和南川对叶兰。

表4 四川栗子坪国家级自然保护区兰科植物海拔分布Tab.4 Altitude distribution of Orchidaceae plants in Liziping National Nature Reserve, Sichuan Province

3.3.4 威胁因素

野外调查过程共记录到人为干扰痕迹点101处，包括道路、放牧、采药、旅游和休闲、输电线路、用火痕迹、打笋、养蜂等8类，其中，道路（43.56%）和放牧（31.68%）的占比最高，主要表现为保护区境内有京昆高速和国道108穿越，加上低海拔地区的公路，因兰科植物常出现在道路附近的林缘和灌草丛中，便利的交通导致盗挖事件频发，且汽车的废气、废渣也不利于兰科植物的生长和发育。

4 结论

四川栗子坪国家级自然保护区的最低海拔1 330 m，最高海拔4 551 m，高差达3 221 m，较大的高差带来的生境多样性使得保护区内的兰科植物有着较高的多样性。野外调查也发现了较多的伴生珍稀濒危物种，包括国家I级重点保护植物红豆杉1种，国家II级重点保护植物连香树和水青树2种。

受人为活动干扰、自然干扰以及自身因素威胁，保护区内大多数兰科植物的种群数量都较少，亟待保护。保护区内的人为干扰较多，以道路影响最大，其次为放牧；兰科植物面临的自然干扰主要为低温和干旱，尤以附生兰对这类自然干扰较为敏感。除人为干扰和自然干扰外，其他一些因素也可能会造成兰科植物种群减少甚至面临灭绝的风险，如其繁殖条件要求高、生存能力较弱、近交衰退、栖息地破碎化和面积退缩等。

为了更好地保护兰科植物种群，防止种群的衰退，应建立野外保护点，加强就地保护，开展人工种源繁育和野外回归、野外监测工作，加强人为干扰管控和加大宣传执法力度，提高人们对兰科植物重要性的认识，使更多的人自觉加入保护兰科植物的行列，使生物多样性保护成为全社会的共同行动和责任。