岷江上游杓兰属植物资源及其海拔分布格局研究*

潘红丽，刘怀君，周听鸿，刘兴良

(1.四川省林业科学研究院，森林和湿地生态恢复与保育四川重点实验室，四川 成都 610081；2.西南林业大学，云南 昆明 650224；3.四川黄龙国家级自然保护区管理局，四川 松潘 623300)

兰科(Orchidaceae)杓兰属(Cypripedium)植物具有很高的观赏、科研和药用价值[1-2]，主要分布于东亚、北美、欧洲等北半球的温带地区和亚热带山地，全世界约有50种，全部被纳入《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)的保护范围。中国共有杓兰属植物32种，是杓兰属植物的世界分布中心，中国所有的野生杓兰属植物全部被列入《中国物种红色目录》之中。四川省杓兰属植物有23种，约占中国杓兰资源的72%，主要分布于川西横断山区。岷江上游地区位于青藏高原东南缘，是横断山区的重要组成部分，也是我国乃至全球生物多样性热点区域之一[1-2]。目前，关于杓兰植物的研究，多集中在单一保护地或单种的生态学、传粉学或人工繁育等保护技术上，鲜少有针对杓兰属所有植物物种的调查研究[3-8]。岷江上游地区由于地震、泥石流及次生灾害频发，人为干扰大，以及气候变化剧烈，本区杓兰属植物的系统调查和保护工作难度大，较为滞后，特别是四川省极小种群植物四川杓兰(C.sichuanense)和小花杓兰(C.micranthum)没有相关的科学研究报道。因此，本研究系统调查岷江上游杓兰属植物资源及其分布格局，以期为更好地保护野生杓兰属植物资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区自然概况

岷江上游地区幅员面积36 209 km2，包括九寨沟县、松潘县、黑水县、茂县、理县、汶川县等6个县全部或部分区域，地形以高山峡谷为主，是四川省珍稀动植物种类最多的地区，有珙桐(Davidiainvolucrata)、红豆杉(Taxuschinensis)、岷江柏木(Cupressuschengiana)、独叶草(Kingdoniauniflora)、四川牡丹(Paeoniadecomposita)，以及丰富多样的兰科植物等珍稀野生植物资源1 500余种，是我国最重要的生物资源库、基因资源库和全球34个生物多样性热点地区之一[1]。本次调查区域为岷江上游主要自然保护区和风景名胜区等14个保护地(表1、图1)，基本辐射了本区主要的生境类型及海拔梯度。调查区域详见表1、图1。

表1 岷江上游杓兰属植物资源调查区域统计

图1 岷江上游杓兰属植物资源的调查路线Fig.1 Survey roadmap of Cypripedium in theupper reaches of Minjiang River

1.2 调查方法

(1)岷江上游杓兰属植物资源调查 在实地踏查及访问、查阅历史文献资料等的基础上，设置典型样地/样线，对岷江上游汶川、理县、茂县、松潘、黑水、九寨沟共6县野生杓兰属植物资源开展详细野外调查。调查内容包括杓兰属植物种类、数量、分布、生境，伴生草本植物种类、优势种、盖度，地被物的主要凋落物种类、厚度，物种管理现状，以及有关影响该物种种群的干扰因子及程度等方面的信息。

(2)岷江上游杓兰属植物物种分布格局研究 针对野外调查各分布点的杓兰属资源现状开展物种分布格局研究，在海拔1 500～4 500 m区间，以500 m作为一个梯度，依次划分成6个海拔段，对各海拔段杓兰属植物种类、生境特征、居群数，以及伴生物种关系进行调查记录。

1.3 数据处理

调查数据采用Excel 2010数据处理系统进行统计分析；调查路线采用ArcGIS 10.8软件进行制图。

2 结果与分析

2.1 岷江上游杓兰属植物种类及其分布

调查结果表明，岷江上游杓兰属植物资源极为丰富，共有17种，分别为无苞杓兰(C.bardolphianum)、对叶杓兰(C.debile)、毛瓣杓兰(C.fargesii)、毛杓兰(C.franchetii)、紫点杓兰(C.guttatum)、绿花杓兰(C.henryi)、波密杓兰(C.ludlowii)、小花杓兰(C.micranthum)、华西杓兰(C.farreri)、巴郎山杓兰(C.palangshanense)、离萼杓兰(C.plectrochilum)、山西杓兰(C.shanxiense)、四川杓兰(C.sichuanense)、西藏杓兰(C.tibeticum)、大叶杓兰(C.fasciolatum)、黄花杓兰(C.flavum)、褐花杓兰(C.smithii)，具体分布见表2。

表2 岷江上游野生杓兰属植物资源及其分布

从表2可以看出，西藏杓兰和黄花杓兰分布点位最多(14个保护地均有分布)，分布区域最广，而小花杓兰和波密杓兰分布点最少，小花杓兰分布于黄龙保护区、波密杓兰分布于九寨沟国家森林公园，二者的分布区域最狭窄。

按县域分(表3)，松潘县分布有14种、九寨沟县13种、汶川县12种、黑水县5种、茂县3种、理县2种。松潘县杓兰种类最多，理县杓兰种类最少。

按保护地分(表3)，黄龙保护区分布有14种、卧龙保护区有12种、九寨沟保护区有11种、九寨沟国家森林公园有8种、勿角保护区有7种、白河保护区与贡杠岭保护区分别有6种；卡龙沟保护区和牟尼沟风景区分别有5种、龙滴水保护区有4种、草坡保护区和九顶山保护区各3种、米亚罗保护区和达古冰川风景区分别有2种。黄龙保护区杓兰种类最多，米亚罗保护区和达古冰川风景区杓兰种类最少。

表3 岷江上游不同县份杓兰属植物资源分布

2.2 杓兰属植物生境特征

生境决定着植物的种类、数量及其分布[9-12]。从表4可以看出，杓兰属植物多生长于针阔混交林、针叶林、高山灌丛草甸等生境中，其微生境多样而独特。其中，无苞杓兰表现出明显的喜阳特征，小花杓兰则相反，生长于阴湿的阔叶林下，巴朗山杓兰既可生于阳坡多石灌草丛，也可生于阴湿冷杉林下，其他大多数杓兰大都喜生于半阴湿、地被苔藓层厚、腐殖质丰富的钙化土壤。

表4 岷江上游野生杓兰属植物资源生境特征

杓兰植物种间存在伴生关系，如西藏杓兰、黄花杓兰、山西杓兰、无苞杓兰常伴生出现，主要伴生草本植物有报春(Primulaspp.)、杜鹃兰(Cremastraappendiculata)、山兰(Oreorchisspp.)、绿绒蒿(Meconopsisspp.)、珠芽蓼(Polygonumviviparum)等。

续表4

2.3 杓兰属植物海拔分布格局

岷江上游杓兰属植物分布于1 700～4 150 m之间，针对不同海拔梯度上的杓兰分布进行了分析(表5)。离萼杓兰的分布的海拔下限最低，为1 700 m；西藏杓兰分布的海拔上限最高，为4 150 m。海拔2 000～4 000 m是本区杓兰植物的主要分布区。

表5 岷江上游野生杓兰属植物海拔分布格局

从表5可以看出，广布性杓兰属植物(即非中国特有植物)共5种，其分布点位多、海拔跨度大，海拔分布范围为1 700～4 150 m，反映出其广布性的特征；中国特有杓兰属植物共12种(包括3种四川省极小种群野生植物)，其海拔分布范围为1 800～3 900 m。小花杓兰、巴朗山杓兰，以及四川杓兰作为四川省特有的极小种群野生植物，其分布点位较少。其中，小花杓兰仅有一个居群，四川杓兰有3个居群，巴朗山杓兰有9个居群，反映出其适生空间较窄的特征。

3 讨论与结论

3.1 讨论

岷江上游地区杓兰属植物资源非常丰富，但是，由于“5·12”汶川地震和“8·8”九寨沟地震及由此造成的滑坡和泥石流等自然灾害对本区生态系统的破坏较为严重，部分区域植被遭到严重破坏，群落类型、结构和林窗在一定程度上发生变化，林下凋落物、光照和地被物组成等也随之改变，杓兰属植物生存的微环境随之受到影响[2，11]；此外，杓兰属植物具有很高的观赏价值，人为采挖等破坏也时常发生，必然导致杓兰所受威胁加大[13-15]。因此，必须加强本区杓兰植物的拯救保护工作。在保护方面，建议重点采取以下措施：一是加强地震等自然灾害及次生灾害的生态环境恢复，改善杓兰植物的生境，提高杓兰自然繁殖能力；二是加大法制宣传力度和打击力度，严厉打击非法采挖、非法买卖杓兰属植物的违法犯罪行为。在科学研究方面，受损生态系统的植被恢复是较漫长的过程，必须加强本区杓兰微生境特征、开花和传粉等繁殖机理等研究，在掌握其微生境特征和繁殖机理的前提下，开展人工繁殖技术研究，最终实现人工扩大种群和野外回归。

3.2 结论

(1)岷江上游共有杓兰属植物17种，分别占全国和占全省野生杓兰属植物资源的47.22%、73.91%，是中国杓兰属植物分布中心之一，该区的杓兰属植物资源特有性较高，中国特有种占本区杓兰属植物资源的70.59%。

(2)岷江上游杓兰微生境较为多样，有针阔混交林、针叶林、高山灌丛草甸等生境，巴朗山杓兰既分布于阳坡多石生境，也分布于针叶林下苔藓层较厚的半阴湿生境，无苞杓兰表现出明显的喜阳特征，而小花杓兰则生于密闭阔叶林下，其他杓兰大都喜生于半阴湿、地被苔藓层厚、腐殖质丰富的钙化土壤。

(3)岷江上游杓兰属植物分布于海拔1 700～4 150 m之间，海拔2 000～4 000 m是本区杓兰植物的主要分布区。广布性杓兰属植物(即非中国特有植物)其分布点位多、海拔跨度大，反映出其广布性的特征。中国特有杓兰属植物的海拔分布范围相对较窄，尤其是小花杓兰、巴朗山杓兰以及四川杓兰，三者作为四川省特有的极小种群野生植物，其分布点位较少，其中，小花杓兰仅有一个居群，四川杓兰有3个居群，巴朗山杓兰有9个居群，反映出其适生区较少的特征。