新疆分布的国家重点保护野生植物地理成分及分布特征

王永刚，叶 强，王艺菡，崔大方

(1.新疆农业科学院农作物品种资源研究所, 新疆 乌鲁木齐 830091;2.华南农业大学: a.林学与风景园林学院, b.资源环境学院, 广东 广州 510642)

新疆地处欧亚大陆腹地，具有典型的大陆性气候和内陆干旱环境，并形成“三山夹两盆”的复杂地形地貌[1]。新疆的景观格局和栖息地类型复杂多样，其中阿尔泰山和天山是中国陆地生物多样性的关键地区[2,3]。据文献报道，新疆有高等植物4 081种(包括229亚种、变种与变型)，隶属于161科877属，并且单种科、单种属、寡种属、短命及类短命植物种类丰富[4]；新疆的特有植物较多，达400余种，并在高海拔山地(天山、阿尔泰山、昆仑山及帕米尔高原)和准噶尔盆地边缘相对丰富[5]。Huang等[6]通过物种丰富度和系统发育多样性分析鉴定出8个新疆种子植物热点区域，但大多数热点区域的中心并不在现有自然保护区的保护范围内。总体来看，新疆的生态系统结构较简单，生态稳定性较脆弱，生态形势严峻(如河流湖泊干涸、土地沙漠化和盐碱化、草甸退化、生物多样性下降等)[4]。更为糟糕的是，新疆重要的野生农业植物种质资源大多分布在生态环境较为恶劣的区域，致使其发展空间受限、分布区域狭小、个体数量稀少，部分植物还会随着生态环境逐渐恶化变为濒危种[7]。

国家林业和草原局及农业农村部于2021年共同发布了《国家重点保护野生植物名录》[8](简称《名录》)。同年，王艺菡等[9]对《名录》中分布在新疆的国家重点保护野生植物现状和保护策略进行了研究，发现这些植物均属于国家二级重点保护野生植物。虽然这些植物的分布和生境在《新疆植物志简本》[10]均有记载，但并未见关于这些植物物种地理成分组成以及水平和垂直分布特征的系统研究报道。鉴于此，作者对《名录》中新疆分布的国家重点保护野生植物进行了相关分析，以期明确这些植物的地理成分和分布特点，为新疆的经济可持续发展和生物多样性保护的深入研究提供参考。

1 研究区概况和研究方法

1.1 研究区概况

新疆远离海洋，由大气环流带来的海洋水分较少，加上四周环绕高山，仅有少量湿润的海洋气流通过某些缺口输入，降水量较少，年均降水量约150 mm，降水量较多地区的年均降水量近900 mm，降水量较少地区的年均降水量不足10 mm。由于气温高、空气湿度小、风速大，新疆全年最大蒸发量可达1 000～1 800 mm。新疆气候属温带大陆性气候，冬季长且严寒，夏季短且炎热，春、秋两季气温变化剧烈。南疆年均气温10 ℃，北疆的准噶尔盆地年均气温5.0 ℃～7.5 ℃，北疆的阿勒泰和塔城地区年均气温2.5 ℃～5.0 ℃；山区与盆地的年均气温差异较大。新疆光热资源丰富，太阳辐射总量在5 000 kJ·m-2·a-1以上，仅次于青藏高原；年日照时数2 550～3 500 h，居全国首位。日平均气温≥10 ℃积温在南疆多在4 000 ℃以上，在北疆从北到南为2 600 ℃～3 700 ℃，在吐鲁番盆地达5 500 ℃。南疆无霜期为180～220 d，北疆无霜期为140～185 d；山区气温呈垂直变化。

1.2 研究方法

结合相关学者[11-15]对新疆植物分布区类型的划分方案，依据《新疆国土资源》[16]、《新疆植物志简本》[10]、《新疆植被及其利用》[17]、《天山维管植物名录》[18]及全球生物多样性信息网络数据库(GBIF)(http:∥www.gbif.org/)记录的新疆分布的国家重点保护野生植物及其分布区域，确定其物种分布区类型，并对其水平和垂直分布特征进行分析。

2 结果和分析

2.1 物种组成分析

根据《名录》确定新疆分布的国家重点保护野生植物共有56种2变种，隶属于20科26属。百合科(Liliaceae)种类最多，共23种1变种，其中郁金香属(TulipaLinn.)有14种1变种，即准噶尔郁金香(T.suaveolensRoth)、伊犁郁金香(T.iliensisRegel)、新疆郁金香(T.sinkiangensisZ.M.Mao)、天山郁金香(T.thianschanicaRegel)、异瓣郁金香(T.heteropetalaLedeb.)、阿尔泰郁金香(T.altaicaPall.ex Spreng.)、单花郁金香〔T.uniflora(Linn.)Besser ex Baker〕、毛蕊郁金香〔T.dasystemon(Regel)Regel〕、垂蕾郁金香(T.patensAgardh.ex Schult.)、迟花郁金香(T.kolpakowskianaRegel)、四叶郁金香(T.tetraphyllaRegel)、塔城郁金香(T.tarbagataicaD.Y.Tan et X.Wei)、柔毛郁金香(T.bifloraPallas)、异叶郁金香〔T.heterophylla(Regel)Baker〕和赛里木湖郁金香(T.thianschanicavar.sailimuensisX.Wei et D.Y.Tan)；贝母属(FritillariaLinn.)有8种，即裕民贝母(F.yuminensisX.Z.Duan)、伊贝母(F.pallidifloraSchrenk)、新疆贝母(F.walujewiiRegel)、阿尔泰贝母(F.meleagrisLinn.)、黄花贝母(F.verticillataWilld.)、额敏贝母(F.meleagroidesPatrin ex Schultes et J.H.Schultes)、托里贝母(F.tortifoliaX.Z.Duan et X.J.Zheng)和砂贝母〔F.karelinii(Fisch.)Baker〕；百合属(LiliumLinn.)仅1种，即天山百合(LiliumtianschanicumN.A.Ivanova ex Grubov)。禾本科(Poaceae)种类有6种，即沙芦草(AgropyronmongolicumKeng)、青海仲彬草〔Kengyiliakokonorica(Keng)J.L.Yang et al.〕、短柄鹅观草〔Elymusbrevipes(Keng)S.L.Chen〕、新疆鹅观草(E.sinkiangensisD.F.Cui)、阿拉善鹅观草〔E.alashanicus(Keng)S.L.Chen〕和黑紫披碱草〔E.atratus(Nevski)Hand.-Mazz.〕。蔷薇科(Rosaceae)种类有5种，即新疆野苹果〔Malussieversii(Ledeb.)Roem.〕、矮扁桃(PrunustenellaBatsch)、樱桃李(P.cerasiferaEhrhart)、杏(P.armeniacaLinn.)和小檗叶蔷薇(RosaberberifoliaPall.)。伞形科(Apiaceae)种类有3种，即阜康阿魏(FerulafukanensisK.M.Shen)、麝香阿魏〔F.moschata(H.Reinsch)Koso-Poljansky〕和新疆阿魏(F.sinkiangensisK.M.Shen)。景天科(Crassulaceae)种类有2种，即四裂红景天〔Rhodiolaquadrifida(Pall.)Fisch.et Mey.〕和红景天(R.roseaLinn.)。豆科(Fabaceae)种类有2种，即胀果甘草(GlycyrrhizainflataBatal.)和甘草(G.uralensisFisch.)。列当科(Orobanchaceae)种类有2种，即肉苁蓉(CistanchedeserticolaMa)和管花肉苁蓉(C.mongolicaBeck)。菊科(Asteraceae)种类有2种，即雪莲〔Saussureainvolucrata(Kar.et Kir.)Sch.-Bip.〕和阿尔泰雪莲(S.orgaadayiKhanminchun et Krasnoborov)。睡莲科(Nymphaeaceae)、锁阳科(Cynomoriaceae)、半日花科(Cistaceae)、瓣鳞花科(Frankeniaceae)、报春花科(Primulaceae)、紫草科(Boraginaceae)、茄科(Solanaceae)、木犀科(Oleaceae)、泽泻科(Alismataceae)、藜芦科(Melanthiaceae)和兰科(Orchidaceae)种类各有1种，分别为雪白睡莲(NymphaeacandidaC.Presl)、锁阳(CynomoriumsongaricumRupr.)、半日花(HelianthemumsongaricumSchrenk)、瓣鳞花(FrankeniapulverulentaLinn.)、羽叶点地梅(PomatosacefiliculaMaxim.)、软紫草〔Arnebiaeuchroma(Royle)Johnst.〕、黑果枸杞(LyciumruthenicumMurray)、天山梣(FraxinussogdianaBunge)、浮叶慈姑(SagittarianatansPall.)、四叶重楼(ParisquadrifoliaLinn.)和杓兰(CypripediumcalceolusLinn.)。杨柳科(Salicaceae)仅1变种，即额河杨〔Populus×berolinensisvar.irtyschensis(C.Y.Yang)C.Shang〕。

2.2 分布区类型分析

2.2.1 属的分布区类型 对新疆分布的国家重点保护野生植物属的分布区类型进行统计，结果见表1。从表1可以看出，新疆分布的国家重点保护野生植物属的分布区类型有5个分布型和8个亚型。世界分布有2属，即睡莲属(NymphaeaLinn.)和慈姑属(SagittariaLinn.)；中国特有分布仅羽叶点地梅属(PomatosaceMaxim.)；有17属为温带分布型和亚型，占新疆分布的国家重点保护野生植物总属数(不包括世界分布型，下同)的70.8%；有6属为地中海区、西亚至中亚分布型及亚型，占新疆分布的国家重点保护野生植物总属数的25.0%。

表1 新疆分布的国家重点保护野生植物属的分布区类型

温带成分中，北温带分布有7属，分别为百合属、仲彬草属(KengyiliaC.Yen et J.L.Yang)、苹果属(MalusMill.)、蔷薇属(RosaLinn.)、杨属(PopulusLinn.)、梣属(FraxinusLinn.)和杓兰属(CypripediumLinn.)；北极—高山分布仅红景天属(RhodiolaLinn.)，北温带和南温带间断分布(泛温带)有披碱草属(ElymusLinn.)和枸杞属(LyciumLinn.)2属。旧世界温带分布有4属，分别为贝母属、郁金香属、风毛菊属(SaussureaDC.)和重楼属(ParisLinn.)；地中海区、西亚(或中亚)和东亚间断分布仅李属(PrunusLinn.)，地中海区和喜马拉雅间断分布仅软紫草属(ArnebiaForssk.)，欧亚和非洲南部间断分布仅冰草属(AgropyronGaertn.)。地中海区、西亚至中亚分布有3属，分别为锁阳属(CynomoriumLinn.)、半日花属(HelianthemumMill.)和肉苁蓉属(CistancheHoffmanns.et Link)；地中海区至温带—热带亚洲、大洋洲和南美洲间断分布仅甘草属(GlycyrrhizaLinn.)，地中海区至北非洲、中亚、北美洲西南部、非洲南部、智利和大洋洲间断分布(泛地中海)仅瓣鳞花属(FrankeniaLinn.)，地中海区至中亚、热带非洲、华北和华东、金沙江河谷间断分布仅阿魏属(FerulaLinn.)。

2.2.2 种的分布区类型 对新疆分布的国家重点保护野生植物种的分布区类型进行统计，结果见表2。从表2可以看出，新疆分布的国家重点保护野生植物种的分布区类型有6个分布型和14个亚型，其中，温带成分占有绝对优势，除瓣鳞花和管花肉苁蓉(可分布至印度和非洲等地)以及软紫草(可分布至西亚)外，其温带物种占新疆分布的国家重点保护野生植物总种数的94.8%。

表2 新疆分布的国家重点保护野生植物种的分布区类型

在各种温带成分中，北温带分布有6个亚型，包含种类最多，有13种，其中欧洲—西伯利亚—天山分布有雪白睡莲、砂贝母和矮扁桃，西伯利亚(阿尔泰)—天山分布有伊贝母和单花郁金香，西伯利亚—天山—中亚分布有额敏贝母和雪莲，欧洲—阿尔泰山分布仅阿尔泰贝母，北极—高山分布有四裂红景天和红景天，欧洲—西伯利亚—远东分布有浮叶慈姑、四叶重楼和杓兰。旧世界温带分布只有黑海、中亚和东亚间断分布亚型，包含种类有8种，分别为黄花贝母、准噶尔郁金香、伊犁郁金香、天山郁金香、异瓣郁金香、阿尔泰郁金香、垂蕾郁金香和黑果枸杞。温带亚洲分布仅甘草；西伯利亚—阿尔泰—蒙古高原分布也仅有1种，即阿尔泰雪莲。地中海区、西亚至中亚分布有4种，分别为杏、樱桃李、小檗叶蔷薇和半日花；地中海区—非洲北部—中亚分布有瓣鳞花和管花肉苁蓉，黑海—东地中海分布仅柔毛郁金香，图兰—哈萨克斯坦—亚洲中部分布也仅有1种，即沙芦草。中亚分布有2个亚型，包含种类较多，有11种，其中中亚—天山分布有10种，分别为新疆贝母、毛蕊郁金香、迟花郁金香、四叶郁金香、异叶郁金香、锁阳、胀果甘草、新疆野苹果、天山梣和麝香阿魏，占新疆分布的国家重点保护野生植物总种数的17.2%；中亚—喜马拉雅分布仅软紫草。

新疆分布的国家重点保护野生植物中，特有成分占有一定比例，共14种2变种，占新疆分布的国家重点保护野生植物总种数的27.6%。其中，中国特有分布有6种，分别为阿拉善鹅观草、黑紫披碱草、短柄鹅观草、青海仲彬草、羽叶点地梅和肉苁蓉；新疆特有分布有8种2变种，分别为裕民贝母、托里贝母、天山百合、新疆郁金香、塔城郁金香、新疆鹅观草、阜康阿魏、新疆阿魏、赛里木湖郁金香和额河杨。

2.3 水平分布特征分析

对新疆分布的国家重点保护野生植物的水平分布进行区划和统计，结果见表3。由表3可见：新疆分布的国家重点保护野生植物的水平分布区域有3个，分别为泛北极区、古地中海区和东亚区。其中，泛北极区有欧亚森林亚区和欧亚草原亚区2个亚区；古地中海区仅中亚荒漠亚区；东亚区仅青藏高原亚区。上述4个亚区涉及6个地区，分别为阿尔泰地区、天山地区、蒙古阿尔泰草原地区、准噶尔地区、喀什噶尔地区及西藏—帕米尔—昆仑地区。准噶尔地区包含2个亚地区，分别为准噶尔西部山地亚地区(伊犁和塔城地区的低山丘陵及山麓地带的草原和草原化荒漠上的沙壤土或沙地)和准噶尔盆地亚地区(在阿尔泰山和天山之间，中部为古班通古特沙漠，冲积平原主要分布在准噶尔盆地的南北两缘)；西藏—帕米尔—昆仑地区也包含2个亚地区，分别为东昆仑—阿尔金山亚地区(南靠高大的青藏高原的羌塘高原)和帕米尔—喀拉昆仑—昆仑亚地区(北为塔里木盆地，南靠高大的青藏高原)。喀什噶尔地区仅1个亚地区，即喀什噶尔亚地区(天山和昆仑山之间的广阔区域，中央为塔克拉玛干大沙漠)。

表3 新疆分布的国家重点保护野生植物的水平分布特征

从新疆分布的国家重点保护野生植物水平分布特征来看，天山地区、阿尔泰地区以及准噶尔地区(准噶尔西部山地和准噶尔盆地亚地区)分布的种类较多。其中，天山地区分布的种类最多，有37种，占新疆分布的国家重点保护野生植物总种数的63.8%，该地区分布的新疆野苹果、杏、樱桃李、伊贝母、新疆贝母、阿尔泰郁金香、毛蕊郁金香、伊犁郁金香、软紫草等种类均为重要的经济植物资源；准噶尔地区分布的种类较多(30种)，占新疆分布的国家重点保护野生植物总种数的51.7%，包括分布在准噶尔西部山地的19种植物和分布在准噶尔盆地的11种植物；阿尔泰地区分布的种类也较多(18种)，占新疆分布的国家重点保护野生植物总种数的31.0%。上述研究结果表明：新疆分布的国家重点保护野生植物区系与泛北极欧亚温带植物区系和古地中海中亚荒漠植物区系联系紧密，并与东亚植物区系存在一定的联系。

2.4 垂直分布特征分析

新疆山地植被垂直带发育完整，自下而上依次为荒漠带、山地荒漠草原带、山地草原带、山地森林-草甸带、高山-亚高山草甸带、高山稀疏植被带。统计结果显示：新疆分布的国家重点保护野生植物的垂直分布特征明显。如锁阳、肉苁蓉和管花肉苁蓉等7种植物生长在低海拔沙地上；裕民贝母、额敏贝母和天山郁金香分布在海拔800～1 600 m的山地草原；伊贝母、新疆贝母、软紫草、托里贝母、迟花郁金香、黑紫披碱草、新疆披碱草、阜康阿魏、麝香阿魏及四叶重楼等16种植物主要分布在海拔1 600～2 800 m的山地森林和山地草甸；雪莲、阿尔泰雪莲、红景天和四裂红景天则分布在海拔2 800～3 700 m的高山砾石带；羽叶点地梅则主要生长在海拔3 000～4 500 m的高山草甸和河滩砂地。

值得注意的是，新疆分布的国家重点保护野生植物中贝母属种类最多(14种1变种)，且主要分布在山地草原和山地草甸地带；郁金香属种类较多(8种)，大部分种类分布在草原和低山地带，仅毛蕊郁金香和异叶郁金香生长在高山、亚高山地带且多生长于砾石质山坡。另外，新疆特有种多属于狭域分布或狭生态幅植物，如塔城郁金香、雪莲、阿尔泰雪莲、阜康阿魏、新疆阿魏、赛里木湖郁金香和额河杨等。

3 讨论和结论

地理成分分析结果表明：无论从属水平还是种水平来看，新疆分布的国家重点保护野生植物的温带成分都占有绝对优势，具有明显的温带特征。从属水平看，新疆分布的国家重点保护野生植物的中国特有分布比例(4.2%)明显低于中国植物区系中特有成分的比例(7.6%)[11]；从种水平看，新疆分布的国家重点保护野生植物中的特有成分较多(14种2变种)，其中新疆特有植物有8种2变种，推测可能与新疆特殊的地貌和生境有关。

从新疆分布的国家重点保护野生植物水平分布特征来看，天山地区、准噶尔地区和阿尔泰地区分布的植物种类较多，其中天山地区分布的种类最多(37种)，特别是在天山野果林分布的植物以及以“新疆”、“天山”命名的植物(如新疆贝母、新疆郁金香、新疆鹅观草、新疆野苹果、新疆阿魏、天山百合、天山郁金香、天山梣等)，具有重要的保护价值。天山野果林位于天山北坡伊犁河谷地，这里春季湿润，夏季凉爽，年降水量较大且无寒流侵袭，形成了具有海洋性气候特征的林群落，是中国特殊的阔叶林森林生态系统类型和生物多样性地区，也是世界栽培果树苹果(Malusspp.)、核桃(Juglansspp.)、李(Prunusspp.)等的重要起源地[5,19,20]。天山野果林中的新疆野苹果、杏等均属于新第三纪温带残遗成分，既是天山山地落叶阔叶林的重要组成部分，也是中亚天山野果林与新疆天山野果林密切联系的依据。值得一提的是，原始的天山野果林是由多种野生果树和乔灌木植物组成的混合林，但是受生态环境改变和人类活动的影响，目前部分区域的天山野果林已经逐步发展或演变成成分单一的“野苹果林”，与中亚天山野果林存在较大差异[21]。然而，对于野生植物而言，单一化的群落结构不利于植物抵抗病虫害，如苹果小吉丁虫(AgrilusmaliMatsumura)[22]、苹果巢蛾(YponomeulapadellaLinn.)[23]及镰刀菌属(FusariumLink ex Fr.)[24]已经对新疆天山野果林造成了不可估量的损失。因此，改善和恢复新疆天山野果林的自然生态环境，将会有效保护野生植物。

新疆山地植被垂直带发育完整，区内的国家重点保护野生植物在各垂直带上均有分布，且分布在山地森林、山地草甸和山地草原的种类较多。一般来说，山地草甸水热状况较适宜牧草生长，且草质良好，多为优良的夏季牧场；山地草原属偏干、半湿润气候，以冬、夏季牧场为主；山地荒漠草原较山地草原更加干旱，是重要的春、秋及冬季牧场。这些得天独厚的牧场为新疆牧业发展提供了良好的条件。然而，伴随过度的牲畜啃食和人为采挖，分布在这里的国家重点保护野生植物正面临着严重的生存威胁，如今，贝母属植物在低山带已难见踪影，仅在中山带的灌木丛中偶有发现。新疆分布的国家重点保护野生植物中很多种类为传统而珍贵的中药材基原，当地政府或相关职能部门应加强对这类植物的保护力度。另外，还应该加强新疆特有种和狭域分布、狭生态幅植物(如塔城郁金香、雪莲、阿尔泰雪莲、赛里木湖郁金香和额河杨等)的保护和濒危机制研究，特别是已有文献记载但尚未在野外采集中发现的种类(如阿尔泰贝母和天山百合[10])和近期在阿尔泰山发现的新记录种(杓兰[25])。在新疆荒漠中还分布有一定数量的耐寒、耐干旱、耐盐碱的国家重点保护野生植物，如良好的固沙植物黑果枸杞、额河杨、沙芦草和甘草，寄生植物锁阳、管花肉苁蓉和肉苁蓉的寄主(柽柳、梭梭等)也是良好的固沙植物，这些植物均能够适应荒漠地区严苛的生存环境，发挥保持水土、防风固沙、改良盐碱土等作用，建议根据这些植物的分布特点进行专项保护。

综上所述，新疆分布的国家重点保护野生植物具有明显的温带特征，并具有一定的特有成分。总体来看，新疆分布的国家重点保护野生植物主要分布在天山山地、阿尔泰山地、准噶尔西部山地和准噶尔盆地边缘；新疆山地植被垂直带发育完整，区内的国家重点保护野生植物主要分布在山地森林、山地草甸和山地草原，其中贝母属和郁金香属植物多分布在这些区域。