马丹丹,吴燕芬,陈奕洁,丁雯婕
(1.浙江农林大学 暨阳学院,浙江 诸暨 311800;2.德清县林业局,浙江 德清 313200;3.德清县林业技术推广站,浙江 德清 313200)
莫干山区域地处浙西北低山丘陵区与浙北平原区边缘,属于天目山北部余脉,四季分明、光照充足、雨量充沛。在全国植被区划中,该区属“东部中亚热带常绿阔叶林北部亚地带——浙皖山丘、青冈林、苦槠林、栽培植被区”;在浙江省植被片区划中,东(平原)、西(山丘)两片分属“钱塘江下游,太湖平原植被片”和“天目山、古田山丘陵山地植被片”。莫干山区域良好的环境条件孕育了丰富的野生植物资源,树木资源丰富,种类繁多,植被景观特异,季相变化显著,马尾松Pinus massoniana,木荷Schima superba,青冈Cyclobalanopsis glauca,榔榆Ulmus parvifolia,黄山栾树Koelreuteria bipinnata‘integrifoliola’以及大量的花灌木、藤本植物构成莫干山区景观植被的主体,其中,毛竹Phyllostachys edulis林和马尾松林是莫干山区的基调景观植被。关于莫干山区域的研究多集中在历史文化、乡村旅游、民俗发展等方面,而对野生植物的研究仅有野生观赏蕨类资源的调查[1]。本研究以莫干山区木本植物为研究对象,在实地调查、标本采集鉴定的基础上,对该区木本植物的区系组成和地理成分进行了统计分析,旨在对该地区生物多样性保护、植物资源开发利用提供理论依据。
莫干山区的范围是以莫干山风景区(地理坐标为30°36’N,119°52’E)为中心,包括省道S201 以北,西苕溪以东、以南,东苕溪以西的山地丘陵地区,行政范围涉及湖州市德清县的武康街道、舞阳街道、阜溪街道、下渚湖街道、莫干山镇,安吉县递铺街道、昌硕街道、梅溪镇、溪龙乡,长兴县和平镇,吴兴区埭溪镇、妙西镇、东林镇、道场乡和湖州市经济开发区的杨家埠街道、康山街道,杭州市余杭区瓶窑镇、黄湖镇、百丈镇的部分地区,总面积约1 065 km2。
图1 莫干山区范围图Figure 1 The range of Mogan Mountain
莫干山区地处亚热带季风气候区,年平均气温为16.0℃,全年无霜期约236 d,年平均降水量为1 368.3 mm,降水以6 月梅雨期为最多,12 月最少。莫干山区山体主要由凝灰岩和花岗岩构成,海拔600 m 以下的土壤类型为山地红黄壤,600 m 以上为山地黄壤,均属地带性土壤,土层深厚,肥沃湿润,为植物的生长提供了十分有利的土壤条件。莫干山区的中心位置坐落于莫干山风景区内,地带性植被类型主要为马尾松林、毛竹林、常绿阔叶、落叶阔叶混交林和落叶阔叶林,绿化覆盖率高达92%,流泉多,储水量大,因此,夏季气温较低,七、八两月的平均温度仅为24.1℃,早晚尤为凉爽,是中国四大避暑胜地之一。
本研究所论及的木本植物主要指莫干山区域内野生、半野生或栽培历史悠久的乔、灌木及乔、灌状竹类[2]。于2016 年3 月至2017 年12 月,采用实地调查与参考历年调查资料相结合的方法,对莫干山区的木本植物区系组成和地理成分进行了统计分析。实地调查时,根据1∶10 000 地形图选择不同生境设计调查路线,常见种采用现场记录法,对重要种、疑难种则采集标本、拍摄数码照片、GPS 定位,并详细填写野外调查记录表;树木种类的鉴定主要依据《浙江植物志》《中国植物志》、Flora of China、《江苏植物志》等;分类系统:裸子植物按照郑万钧系统(1978),被子植物按照克朗奎斯特(Cronquist)系统(1982);属的地理分布区类型按照吴征镒(2006)的《种子植物分布区类型及其起源现分化》[5]的标准进行划分。
调查结果表明,莫干山区木本植物共有81 科210 属501 种(含422 种8 亚种51 变种20 变型),其中,裸子植物有6 科9 属10 种(含9 种1 变种),被子植物有75 科201 属491 种(含413 种8 亚种50 变种20 变型),见表1。
表1 莫干山区木本植物种类组成Table 1 Species component of woody plant in Mogan Mountain
莫干山区总面积仅占浙江省山地、丘陵面积的1.35%,而木本植物属、种的比例却分别占了全省木本植物的52.76 %和42.39%(表2)。这表明莫干山区系木本植物种类相对丰富,对浙江木本植物的区系组成具有重要的影响。
表2 莫干山区木本植物类群与全省数量比较Table 2 Groups of woody plant in Mogan Mountain and percentage in Zhejiang province
根据各科包含种数的多少,将莫干山区木本植物81 科划分为大科(20~ 99 种)、中等科(10~ 19种)、小科(2~ 9 种)和极小科(1 种)4 个等级,各等级所占科数见表3。从表3 可以看出,在所有科中,大科计有3 科141 种,占植物总种数的28.14%;中等科有12 科160 种,占总种数的31.93%;小科有44 科178 种,占总种数的35.52%;极小科有22科22 种,占总种数的4.39%。
大科有3 科,分别是蔷薇科Rosaceae(57 种)、禾本科Poaceae(51 种)、蝶形花科Papilionaceae(33 种);中等科中以壳斗科Fagaceae(18 种)、樟科Lauraceae(17 种)、卫矛科Celastraceae(16 种)为主。这表明莫干山区优势科明显。
根据各科包含种数的多少,将莫干山区210 属木本植物划分为单种属(1 种)、寡种属(2~ 5 种)、少种属(6~ 9 种)和多种属(>10 种)4 个等级,各等级所占属数和种数见表4。
由表4 可知,多种属有刚竹属Phyllostachys(44 种)、悬钩子属Rubus(15 种)和胡枝子属Lespedeza(11种)共3 属,70 种;少种属有蔷薇属Rosa(8 种)、南蛇藤属Celastrus(8 种)、山矾属Symplocos(8 种)等共15 属,103 种;寡种属有柳属Salix(5 种)、蛇葡萄属Ampelopsis(5 种)、花椒属Zanthoxylum(5 种)等共72属,208 种;单种属有银杏属Ginkgo、柳杉属Cryptomeria、榧树属Torreya等共120 属,120 种。其中,含1~ 9 种的属占了总属数和总科数的98.57%和86.03%,体现了莫干山区木本植物属级水平上的多样性。
表4 莫干山区木本植物属级统计Table 4 Classifcation at genus of woody plant in Mogan Mountain
从表5 可见,莫干山区木本植物中落叶型树种占总种数的64.27%,占了总种数的一大半;乔木类型与灌木类型占比例相当,分别为37.92%和32.14%;藤本类型占了总种数的19.76%,在此类植物的分布上相对比例较高;竹类植物相对丰富,占总种数的10.18%。莫干山区木本植物丰富的生活型组成,是形成丰富多彩、四季分明、特色景观效果的良好基础。
表5 莫干山区木本植物生活型统计Table 5 Life forms of woody plant in Mogan Mountain
根据吴征镒的《种子植物分布区类型及其起源和分化》[3]分类系统,将莫干山区木本植物的分布类型进行分类,结果见表6。从表6 可见,全世界种子植物属的15 个分布区类型中,莫干山区有14 个类型,除地中海、西亚至中亚分布外,其中,占属数最多的是东亚分布型(19.61%),其次是泛热带分布型(17.65%)、北温带分布型(16.18%)。这充分反映了莫干山区植物区系属的类型丰富,地理成分来源复杂,具有从热带到温带过渡的性质。
表6 莫干山区木本植物属的分布区类型Table 6 The areal-types of genera of woody plant in Mogan Mountain
(1)莫干山区木本植物热带分布类型共有79 属,占总属数的38.72%。其中,泛热带分布型占绝对优势,总计36 属,占17.65%,代表属有朴属Celtis,榕属Ficus,云实属Caesalpinia,黄檀属Dalbergia,卫矛属Euonymus,南蛇藤属Celastrus,柿属Diospyros,山矾属Symplocos,紫金牛属Ardisia,紫珠属Calllicarpa等;其次是热带亚洲分布型,计14 属,占6.86%,代表属有青冈属Cyclobalanopsis,构属Broussonetia,山胡椒属Lindrera,润楠属Machilus,木荷属Schima等,它们通常是构成森林地带性植被的主要成员。旧世界热带分布型共有13 属,占6.37%,有合欢属Albizia,海桐花属Pittosporum,八角枫属Alangium,野桐属Mallotus,吴茱萸属Euodia,厚壳树属Ehretia 等。其它热带分布型有热带亚洲和热带美洲间断分布型共7 属,占3.43 %,有木姜子属Litsea,雀梅藤属Sageretia,柃属Eurya等;热带亚洲至热带大洋州分布型有7 属,占3.43%,有樟属Cinnamomum,柘属Maclura,臭椿属Ailanthus,荛花属Wikstroemia,紫薇属Lagerstroemia等;热带亚洲至热带非洲分布型有2 属,占0.98%,分别为常春藤属Hedera和豆腐柴属Premna。在这些热带成分中,青冈属、樟属、山茶属、木荷属、山矾属、柃属等常绿树种是构成区内常绿阔叶林的主要树种。
(2)莫干山区木本植物温带分布类型共有125 属,占总属数的61.28%。其中,北温带分布型、东亚分布型、东亚和北美洲间断分布型占主导地位,旧世界温带分布型、温带亚洲分布型也占有一定比例。东亚分布型有40 属,占总属数的19.61%,代表属有三尖杉属Cephalotaxus,枫杨属Pterocarya,化香属Platycarya,木通属Akebia,猕猴桃属Actinidia,白辛树属Pterostyrax,刚竹属等。北温带分布型有33 属,占16.18%,代表属有松属Pinus,杨属Populus,柳属、杨梅属Myrica,榆属Ulmus,栗属Castanea,栎属Quercus,桑属Morus,槭属Acer,蔷薇属,李属Prunus,胡颓子属Elaeagnus,杜鹃花属Rhododendron,越橘属Vaccinium,梣属Fraxinus,荚蒾属Viburnum,忍冬属Lonicera等,均为典型的北温带区系成分。东亚和北美洲间断分布型有27 属,占13.24%,有栲属Castanopsis,石栎属Lithocarpus,枫香属Liquidambar,檵木属Loropetalum,漆属Toxicodendron,楤木属Aralia,石楠属Photinia,山蚂蝗属Desmodium,胡枝子属等。中国特有分布型有12 属,占5.88%,有杉木属Cunninghamia,大血藤属Sargentodoxa,枳属Poncirus,香果树属Emmenopterys,短穗竹属Brachystachyum等。旧世界温带分布型有8 属,占3.92%,有榉树属Zelkova,马甲子属Paliurus,连翘属Forsythia,女贞属Ligustrum等。温带亚洲分布型有4 属,占1.96%,有杭子梢属Camphylotropis,白鹃梅属Exochorda等。中亚分布型有1属,为黄连木属Pistacia。在温带性质的属中,如杨柳属、化香属、栎属、蔷薇属、李属、槭属、荚蒾属和枫香属等,是区内常绿阔叶、落叶阔叶混交林和落叶阔叶林的建群种、森林下木或次生林的主要成分。
莫干山为天目山的余脉,生态条件和天目山具有一定的相似性。西天目山共有木本植物817 种[6],莫干山与西天目山的木本植物共有种数为393 种,占莫干山区木本植物总种数的78.44%。西天目山地形复杂,地表小环境多样,土壤的垂直地带性相当明显,历史上植被保护完好,相比莫干山区系,西天目山植物区系中温带分布属占61.3%,温带成分更丰富。这是因为西天目山海拔相对较高,具有较多高海拔植物,而莫干山区平均海拔较低且长期受到人为活动干扰,次生性较强[6-7]。
浙江天台山与莫干山区皆属于亚热带季风气候区,普陀山属于亚热带海洋性气候。三者优势树种和建群树种相似,均以壳斗科、樟科、松科为主,木本植物均以落叶型占优势,季相变化明显,均是旅游胜地,皆属于浙江地区受人为活动影响较强烈的植物区系。旅游、森林经营、人类生活等活动对植物多样性具有极大的影响,因此对比分析三者间的异同,可以对莫干山区生物多样性保护工作起到指导作用。
普陀山与莫干山的共同点在于两者皆开发早,受人为活动影响大,植物资源破坏严重[5]。普陀山有249 种木本植物,占普陀山总植物种数的25.8%,其中,属于国家重点保护野生植物有普陀鹅耳枥Carpinus putoensis,普陀樟Cinnamomum japonicumvar.chenii,舟山新木姜子Neolitsea sericea等。相比莫干山区系,普陀山区系古老、原始的类群较少,热带、亚热带特征相对明显,并因其特殊的海岛环境,分布了丰富的滨海植物和岩生植物,如柽柳Tamarix chinensis,单叶蔓荆Vitex rotundifolia,厚叶石斑木Raphiolepis umellata等[8-9]。
天台山与莫干山生态地理条件相似,木本植物区系组成相似性高,但其暖温带特征明显,特有属相对较多,如青钱柳属Cyclocarya,蜡梅属Chimonanthus,七子花属Heptacodium等是莫干山区没有分布的;此外,天台山植被以阔叶林为主,具有保存较好的常绿阔叶林[10]。
由于没有受到第四季冰川期的直接影响,在莫干山区系中,保存有不少古老类群和孑遗植物。裸子植物中起源于晚石炭纪的松柏类分布有松科Pinaceae(2 属)、三尖杉科Cephalotaxaceae(1 属)、红豆杉科Taxaceae(1 属)。被子植物中也含有不少原始类群,如木兰科Magnoliaceae(1 属)、樟科(7 属)等,表明莫干山区系起源古老。
在植物区系分区中,莫干山区位于中国-日本森林植物亚区;植被区划属于东部中亚热带常绿阔叶林北部亚地带。从属的分布区类型来看,莫干山区系属的分布以东亚分布属占最大比例,泛热带与北温带分布型次之,除地中海、西亚至中亚分布外均有分布,是典型的东亚区系。许多热带分布的属往往分布在低海拔地区,所以在属水平上,温带成分多于热带成分。
竹类植物众多是本区的主要特征。据统计,莫干山区竹类共51 种,占区内木本植物总种数的10.18%;浙江省竹类共有157 种(含种下等级),莫干山区占浙江省野生竹类的32.48%,数量极多,以亚热带成分为主。莫干山区竹类植物缺乏较为原始的属,且在起源和发生上具有较强的次生性质,含有刚竹属、短穗竹属Semiarundinaria,箬竹属Indocalamus,少穗竹属Oligostachyum,苦竹属Pleioblastus,倭竹属Shibataea共6 属,其中,以刚竹属多样化程度高,占主导地位,其他各属分布范围较为狭窄,属间演化与发展较不平衡。
调查结果表明,莫干山区境内共有木本植物81 科210 属501 种(含422 种8 亚种51 变种20 变型),其中,裸子植物有6 科9 属10 种(含9 种1 变种),被子植物有75 科201 属491 种(含413 种8 亚种50 变种20 变型),其木本植物属、种的比例却分别占了浙江省木本植物的52.76%和42.39%。根据各科包含种数的多少,将莫干山区木本植物81 科划分为大科(20~ 99 种)、中等科(10~ 19 种)、小科(2~ 9 种)和极小科(1 种)4个等级,其中,大科计有3 科141 种,占植物总种数的28.14%;中等科有12 个科160 种,占总种数的31.93%;小科有44 科178 种,占总种数的35.52%;极小科22 个科22 种,占总种数的4.39%。
莫干山区木本植物中落叶型树种占总种数的64.27%;乔木类型与灌木类型占比例相当,分别为总种数的37.92%和32.14%;藤本类型占了总种数的19.76%;竹类植物相对丰富,占总种数的10.18%。根据吴征镒先生《种子植物分布区类型及其起源和分化》[3]的分类系统,莫干山区有除地中海、西亚至中亚分布外的14 个类型,其中,占属数最多的是东亚分布型(19.61%),其次是泛热带分布型(17.65%)、北温带分布型(16.18%)。这充分反映了莫干山区植物区系属的类型丰富,地理成分来源复杂,具有从热带到温带过渡的性质。