云南翠山维管植物组成及多样性特征

韩利红，唐仕香，杨才静，任怡园，刘 潮

(曲靖师范学院 生物资源与食品工程学院，云南 曲靖 655011)

0 引 言

生物多样性是指生物与周围环境组成的生态复合体，以及与之联系的各种生态过程，主要包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性[1].物种多样性一般指物种种类的丰富程度和分布的均匀程度[2-3].曲靖位于云南省东北部，地处云贵高原中部滇东向滇西高原过渡地带的乌蒙山脉，地质构造复杂，土壤地理分布具有明显垂直带，从赤红壤到亚高山草甸土；属于亚热带高原季风气候，夏无酷暑、冬无严寒，年平均气温约14.5℃，具有“一山分四季，十里不同天”的立体气候[4-6].翠山位于曲靖城西，主要包括少量原生植被、多数天然次生植被和人工植被.目前，尚缺少该区域内植物物种多样性的本底调查工作，这在一定程度上制约了植物保护工作的开展.本文通过对云南曲靖翠山植物区系及物种多样性等的调查，旨在为该区植物资源的保护、开发和利用等提供理论依据.

1 研究区概况

翠山又名翠峰山，位于曲靖城西约14公里处，地理坐标为E 103°96′36″,N 24°59′80″.海拔1 900～2 200 m，占地约4.13km2；高原山地地质构造复杂，地层发育齐全，碳酸盐岩石分布广且面积大；该区属于亚热带高原季风气候，年均降水量1 008 mm，年均气温14.5 ℃，以红壤为主，土壤化学风化和物理风化强烈，林草生长速度缓慢.植物资源以亚热带植被常绿阔叶林和针叶林为主.

2 研究方法

2.1 样地调查方法

基于样地调查法和样线调查法，于2019年6月—2021年6月，针对翠山开展野外植物多样性调查.根据不同海拔高度(1 900 m，2 000 m，2 100和2 200 m)，分别在研究区内设置3个样地(100 m×100 m)进行调查研究；根据植被生长情况和具体地理环境，在每个样地设置3个样带，在每个样带上，每间隔20 m设定5 m×5 m的样方，共216个样方.样地选择参照刘建泉[7]和曹晓栋等[8]文献方法.野外调查内容如下：植物名称、个体数、海拔、经纬度等，本研究只针对研究区内的维管植物.

2.2 植物区系分析

依据相关文献，对所调查植物进行物种鉴定和植物区系成分分析[9-12].当确定植物科、属、种的分布区类型时，种以下分类单位统一作种级处理.

2.3 物种丰富度分析

利用Margalef物种丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Weiner多样性指数和Pielous均匀度指数进行分析.

3 结果与分析

3.1 翠山维管植物物种组成

根据2019—2021年的野外调查结果，共记录翠山维管植物301种，隶属于88科222属.其中蕨类植物5种，占1.66%；裸子植物16种，占5.32%；双子叶和单子叶植物各260种和20种，分别占86.38%和6.64%(表1和表2).

表1 翠山维管植物物种组成

表2 翠山维管植物名录

(续表)

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研究区共调查维管植物88科，包含5属以上的有9科，占总科数的10.23%，其中菊科、豆科和蔷薇科在该区维管植物组成上占重要地位.含5属以下的科有79科，占总科数的89.77%，居次要地位(表3).

表3 翠山维管植物科内属的组成

包含20种以上的科有3个，为菊科(25属29种)、蔷薇科(16属23种)和豆科(21属26种)，占总种数的25.91%.包含10～20种的科有4个，为樟科(5属10种)、木兰科(5属18种)、杜鹃花科(7属10种)和木犀科(5属11种)，占总种数的16.28%.含2～9种的小型科和单种科共有41科，占总科数的46.59%，占总种数的42.52%(表4).表明该区域植物区系的复杂性和多样性.

表4 翠山维管植物科内种的组成

该区共计维管植物222属(表5).其中属内含种数大于7种的有杜鹃花属；含4～6种的有木兰属、圆柏属、木莲属、女贞属、樟属和含笑属；含2～3种的有酢浆草属、鸢尾属、樱属、杨属、栒子属、卫矛属、铁线莲属、松属、石竹属、石楠属、石栎属、山茶属、润楠属、秋英属、茄属、蔷薇属、千里光属、槭属、楠属、木犀属、木犀榄属、木蓝属、木槿属、美人蕉属、蓼属、李属、梨属、苦参属、决明属、堇菜属、金合欢属、剪秋罗属、黄杨属、黄连木属、刚竹属、凤尾蕨属、风轮菜属、飞蓬属、刺槐属、车轴草属、侧柏属、柏树、芭蕉属和泽兰属；单种属共163属.研究区内属的分布较为分散，植物成分组成比较复杂.

表5 翠山维管植物属内种的组成

3.2 翠山维管植物的分布区类型分析

与科的分布区类型相比，属的区系类型更能体现植物在进化过程中形成的地理分布特征.在植物系统发育过程中，同一个属的物种常具有类似的起源和演化历史，属的主要特征相对稳定，且形成相对明显的地理分布格局.

参考中国种子植物属和特有属的分布区类型[9,11]和中国种子植物区系统计分析[10]等，该区域记录的维管植物222属，在15个分布区类型中均有涉及，世界分布类型共有33属(表6).热带分布区域共有93属，占非世界广布属的38.11%，包含木兰属和木莲属等，属于维管植物热带分布属的主要成分.温带区域分布有151属，占非世界广布属的61.89%，高于热带分布属.其中北温带分布有55属，占非世界广布属的22.54%，常见属有圆柏属和槭属等.翠山区域属的分布可划分为15个分布区类型，表明该区维管植物属的区系地理成分复杂，类型多样，温带成分151属，温带成分多于热带成分，两者属数R/T值为1.62，该区以温带地理成分为主，热带为辅.

表6 翠山植物属的分布区类型

3.3 翠山维管植物的物种丰富度分析

物种丰富度是描述群落中所含物种丰富程度的数量指标，可量化生态系统对气候和人为干扰的反应程度[15-17].当Margalef物种丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Weiner多样性指数和Pielou均匀度指数数值越大时，表明该区域物种种类越丰富.翠山所调查的12个样地，随着海拔升高，植物物种丰富度大致呈现降低趋势.海拔1 900 m样地的物种丰富度指数最高(28.03)，样地共统计出158种维管植物；海拔2 200 m样地的物种丰富度指数最低(16.04)，仅统计出84种植物(图1).海拔2 100 m和2 200 m样地的整体物种丰富度指数均偏低，可能因为翠山较高海拔区域多被灌木(杜鹃和高山栎等)覆盖，郁闭度过高，导致林下草本植物多样性下降.海拔1 900 m和2 000 m样地受人工栽培植物影响较大，一定程度上，提升了较低海拔物种多样性.α多样性(Simpson多样性指数、Shannon-Weiner多样性指数和Pielou均匀度指数)格局的变化趋势与物种丰富度指数基本一致，均表现为1 900 m样地最高、而2 200 m样地最低(图1)；从变化趋势来看，Pielou均匀度指数的变化格局稍有不同，可能与2 000 m处人工娱乐设施的修建有关，该区次生林被破坏得较多，取而代之的是人工林.

图1 不同海拔样地维管植物物种多样性变化

4 讨 论

本研究在云南翠山共调查到维管植物88科222属301种，研究区内维管植物地理成分较复杂，物种多样性较高.以菊科、豆科和蔷薇科为优势科，以杜鹃花属、木兰属和圆柏属为优势属，属内含物种数最多的为杜鹃花属(7种)，其中寡种属(2～3种)和单种属比例较高，分别占总种属的23.42%和73.43%.属的分布区类型中，热带和温带地理分布各有93属和151属，两者属数R/T值为1.62，可见热带和温带性成分相互渗透，有比较明显的过渡特征，因此翠山区域的维管植物具有亚热带向暖温带过渡的分布特征，以暖温带为主，这一特征与研究区域处于亚热带高原季风气候的植被环境特征相吻合.

物种多样性研究结果表明，不同海拔样地中植物群落的物种数量和组成存在较大差异，物种丰富度变化格局与α多样性格局和丰富度变化趋势基本一致，但变化格局稍有不同，可能与人为干扰(建设娱乐设施)有关.该区域具有濒危物种 6 科 10 属 15 种, 种类比较丰富, 如云南拟单性木兰(Parakmeriayunnanensis)、苏铁 (Cycasrevoluta)、鹅掌楸(Liriodendronchinense)、翠柏(Calocedrusmacrolepis) 、银杏(Ginkgobiloba) 、红豆杉(Taxuswallichiana)、牛 皮 杜 鹃 (Rhododendronchrysanthum)等.维管植物是翠山区域最重要的植物组成成分之一，应加强宣传，提高该区村民和游客的植物保护意识，减少对野生植物资源的过渡采集，促进人与自然和谐共存景观的形成.