广东和平黄石坳省级自然保护区蕨类植物调查及区系组成分析

丁晓龙

(广州草木蕃环境科技有限公司，广东 广州 510000)

1 引言

蕨类植物是高等植物中比较原始的一大类群，也是最早的陆生植物，主要借助孢子进行繁殖，有着顽强而旺盛的生命力，广泛分布于全世界温带和热带森林群落中[1]。21世纪初缪绅裕等对广东和平黄石坳省级自然保护区种子植物区系和森林群落进行了研究，认为黄石坳自然保护区可能是广东植被区划东西分区的一个关键地区，但未有研究对保护区的蕨类植物进行研究[2]。广东和平黄石坳省级自然保护区是以保护野生珍稀植物资源和亚热带季风气候典型阔叶混交林为目的，蕨类资源较丰富，存在具有较高价值的古老蕨类物种，对其进行调查研究并进行区系组成分析，对更加科学地理解森林生态系统和天然林的生物多样性，并对森林生态系统恢复与重建及森林可持续经营具有重要意义[3]。

2 研究区概况

广东和平黄石坳省级自然保护区(下称“黄石坳保护区”或“保护区”)位于广东省河源市和平县西南部，九连山东麓，保护区始建于2000年3月份，地理坐标范围为24°20′0″～24°26′0″N，114°49′0″～114°55′35″E，保护区东至合水镇兴径村大乱，南至青州镇片田村金竹坝，西至热水镇南湖村打牛墩，北至热水镇中兴村下合栋，总面积8096.8 hm2。主要保护对象是珍稀濒危野生动植物资源及其栖息地，属森林生态类型的自然保护区[1]。

黄石坳保护区地处中亚热带季风气候区，属中低山丘陵地貌，区内森林资源丰富，以亚热带常绿阔叶林为主的自然环境极具保护、观赏和科研价值[2]。2002年保护区组织开展了区内植物植被和野生动物资源本底调查，记录到维管植物206科740属1417种(含种下等级)，其中国家重点保护植物有10科11属11种；记录到陆生野生脊椎动物22目47科107种，其中国家重点保护动物12种[4]。

3 调查与研究方法

3.1 样方设置

在保护区范围内选择具有代表性，易于监测工作开展，利于长期监测和维护的区域设置样方，本次监测在保护区内设置了7个20 m×20 m固定样方，分成4个10 m×10 m的小样方，脚桩标记，进行编号，并记录该标记点的编号与坐标位置，以样方西南角为坐标原点，建立坐标系进行植物群落调查，起测胸径为1 cm的立木，记录坐标位置(以距离坐标轴的距离表示)、种名、胸径和树高等信息并挂牌编号[5]。

3.2 样线设置

根据现有资料，通过前期初步勘察，在卫星遥感图上预设样线(样线要求贯穿保护区的各种不同地形地貌和植被类型)，通过预设样线和实地调查相结合，实际调查样线有10余条，每条样线长3～5 km[6]，样线调查过程中主要记录沿线植物，植物群落特征，包括植物种类、群落结构、群落外貌、各层优势物种等，并对沿线的不同环境、生境状况、植被类型进行判断定点记录，确定保护区内各个植被的类型及面积[7]。对于难以辨认植物进行拍照和标本采集，在样线行进过程中观察记录和布点详细调查，结合实地典型调查(图1)，最终形成保护区蕨类植物名录。

图1 黄石坳保护区固定样方布置示意

3.3 植物区系地理成份划分方法

对保护区记录到的植物物种进行科、属、种的统计分析，根据吴征镒系统对属的划分方法，蕨类植物采纳秦仁昌系统概念对中国植物科的分布区类型的划分方法，从科、属、种3个层面上，对蕨类植物科、属、种的分布型统计[8]。

4 结果分析

4.1 蕨类植物物种分析

黄石坳保护区地处亚热带季风气候区，降水量较大，区内沟谷溪流众多，在海拔200～700 m的沟谷两侧分布着亚热带沟谷常绿阔叶林，本类型是黄石坳保护区原生性较强的地带性植被类型[9]。群落层次复杂，主要由樟科、杜英科、桃金娘科物种组成，灌木层和草本层不发达，盖度小，主要有一些耐荫的草本、灌木植物和乔木幼苗，层间植物丰富，附生兰花、蕨类植物较多。

根据实地调查和资料查询，黄石坳保护区记录到维管植物208科768属1511种(栽培植物60科119属147种)，其中蕨类植物32科62属116种，裸子植物8科13属17种，被子植物168科693属1378种(表1)。

表1 黄石坳保护区维管植物科属种统计

4.1.1 蕨类珍稀植物物种分析

依据2020年7月最新的国家重点保护植物名录征求意见稿和1999年颁布的国家重点保护植物名录比较，黄石坳保护区有国家重点野生保护植物22种，蕨类珍稀植物5种，有金毛狗(Cibotiumbarometz)、桫椤(Alsophilaspinulosa)、粗齿桫椤(Alsophiladenticulata)、水蕨(Ceratopteristhalictroides)、苏铁蕨(Braineainsignis)等(详见表2、表3)，均为国家Ⅱ级，未有降级和升级情况。其中，水蕨是中国珍稀濒危保护植物名录极小种群及特有植物；桫椤、粗齿桫椤被列入《中国植物红皮书》稀有的渐危(VU)种；金毛狗被列入《世界自然保护联盟物种红色名录》(IUCN)濒危(EN)物种；金毛狗、桫椤、粗齿桫椤被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)附录Ⅱ。

表2 黄石坳保护区珍稀濒危野生保护植物统计

表3 黄石坳保护区国家重点保护和珍稀濒危野生蕨类植物名录

4.1.2 新记录蕨类植物分析

本研究发现，黄石坳保护区记录到维管植物208科768属1511种(其中栽培植物60科119属147种)，相比2002年的科学考察记录，在保护区内新记录到95个种，12个属；其中蕨类植物7种，被子植物88种(栽培种除外)，新记录属为沙皮蕨属、夜花藤属、苦木属、麻楝属、木樨榄属、球兰属、假福王草属、石豆兰属、隔距兰属、菱兰属、苦竹属、弓果黍属。

保护区内新记录到蕨类植物有7种(包括种下等级)，分属于5科7属(秦仁昌系统)(表4)。新记录属1属，为沙皮蕨属(Hemigramma)。新记录物种丰富了保护区内蕨类植物的多样性，也体现出保护区多年来优良的管护、保护成效，为保护区生物多样性的发展创造了有利场所与空间。

表4 黄石坳保护区蕨类植物新纪录统计

4.2 蕨类植物区系

通过对保护区内植物种类的区系成分进行详细比较研究，对了解该区域的植物种类组成、原生植被演替、植物群落的受干扰程度均有重要意义[14]。

4.2.1 蕨类植物科分布区类型

以秦仁昌系统为依据整理黄石坳保护区蕨类植物名录[15]，根据臧得奎等的划分原则，参考吴征镒对分布区类型的划分方法进行区系统计分析。结果见表5；保护区蕨类植物共记录到32个科，在去除世界广布的13个科后，泛热带分布科有14个，占非世界分布总科数的73.68%，占据明显优势，其次是热带亚洲至热带大洋洲分布类型，有2科，占非世界分布总科数的10.53%，其余3个分布区类型所占比例均小于10%，分别是热带、亚洲带及热带南美间断分布和旧世界热带分布、北温带分布，均只有1科。

表5 黄石坳保护区蕨类植物科区系分布类型统计

世界广布[16]的13个科：水龙骨科、凤尾蕨科、卷柏科、中国蕨科、石杉科、乌毛蕨科、紫萁科、骨碎补科、蕨科、蚌壳蕨科、满江红科、苹科和水蕨科。

泛热带分布[17]的14个科：鳞毛蕨科、金星蕨科、蹄盖蕨科、铁角蕨科、叉蕨科、碗蕨科、膜蕨科、铁线蕨科、裸子蕨科、里白科、桫椤科、海金沙科、肾蕨科和鳞始蕨科。

热带、亚热带和热带南美间断分布[18]1科：瘤足蕨科。

旧世界热带分布1科：观音座莲科。

热带亚洲至热带大洋洲分布2科：槲蕨科等。

北温带分布1科：石松科。

4.2.2 蕨类植物属分布区类型

黄石坳保护区内记录到的蕨类植物属的地理分布区类型进行统计分析，结果见表6。保护区蕨类植物共有62属，可分为9个分布区类型。在去除世界广布的14个属后，泛热带分布属22个，占非世界分布属48属的45.83%，占据明显优势，其次是旧世界热带分布和热带亚洲(印度-马来西亚)分布，均占非世界分布属的10.42%，其余5个分布区类型所占比例均小于10%。

表6 黄石坳保护区蕨类植物属区系分布类型统计

世界广布的14属是：耳蕨属(Polystichum)、粉背蕨属(Aleuritopteris)、狗脊属(Woodwardia)、骨碎补属(Davallia)、卷柏属(Selaginella)、蕨属(Pteridium)、鳞毛蕨属(Dryopteris)、满江红属(Azolla)、木贼属(Equisetum)、苹属(Marsilea)、石杉属(Huperzia)、石韦属(Pyrrosia)、铁角蕨属(Asplenium)、铁线蕨属(Adiantum)。

泛热带分布的22属是：垂穗石松属(Palhinhaea)、短肠蕨属(Allantodia)、凤尾蕨属(Pteris)、海金沙属(Lygodium)、假毛蕨属(Pseudocyclosorus)、金星蕨属(Parathelypteris)、金粉蕨属(Onychium)、里白属(Diplopterygium)、栗蕨属(Histiopteris)、瘤足蕨属(Plagiogyria)、蕗蕨属(Mecodium)、马尾杉属(Phlegmariurus)、毛蕨属(Cyclosorus)、肾蕨属(Nephrolepis)、碎米蕨属(Cheilanthes)、桫椤属(Alsophila)、乌蕨属(Odontosoria)、乌毛蕨属(Blechnopsis)、鳞始蕨属(Lindsaea)、芒蕨属(Arachniodes)、肋毛蕨属(Ctenitis)、水蕨属(Ceratopteris)。

热带亚洲和热带美洲间断分布的3属是：金毛狗属(Cibotium)、双盖蕨属(Diplazium)、叉蕨属(Tectaria)。

旧世界热带分布的5个属是：观音座莲属(Angiopteris)、芒萁属(Dicranopteris)、鳞盖蕨属(Microlepia)、阴石蕨属(Humata)、线蕨属(Colysis)。

热带亚洲至热带大洋洲分布的3个属是：槲蕨属(Drynaria)、针毛蕨属(Macrothelypteris)、凤丫蕨属(Coniogramme)。

热带亚洲至热带非洲分布的4个属是：抱树莲属(Drymoglossum)、盾蕨属(Neolepisorus)、贯众属(Cyrtomium)、星蕨属(Microsorum)。

热带亚洲(印度-马来西亚)分布的5个属是：沙皮蕨属(Hemigramma)、圣蕨属(Dictyocline)、苏铁蕨属(Brainea)、藤石松属(Lycopodiastrum)、新月蕨属(Pronephrium)。

北温带分布的2个属是：卵果蕨属(Phegopteris)、紫萁属(Osmunda)。

东亚分布的4个属是：假蹄盖蕨属(Athyriopsis)、伏石蕨属(Lemmaphyllum)、假瘤蕨属(Phymatopteris)、水龙骨属(Polypodiodes)。

4.2.3 科属种区系特征

综合以上植物区系的统计分析，归纳出黄石坳保护区蕨类植物组成的区系特征如下：

(1)比较属与种的区系组成分析，二者在较大尺度上获得一致的结果，均体现了黄石坳保护区蕨类植物区系以热带成分为主，温带成分占有一定的比重，这与保护区所在的中亚热带季风气候相关。种的区系组成分析比属的区系组成分析体现了更细致的信息，能更全面地体现特定环境下植被的区系组成特征。

(2)黄石坳保护区的植物区系保存了一定数量的古老物种或在系统进化上具有重要地位的科属，如蕨类植物中的里白科[19]、桫椤科[20]、卷柏科、海金沙科等均起源于白垩纪晚期至早第三纪，这都说明了黄石坳保护区植物区系具有原始性和古老性。

5 结论与讨论

在广泛收集资料、野外实地调查、植物标本采集、数据整理和鉴定的基础上，分析了黄石坳省级自然保护区内植物区系、植被、物种多样性的分布情况，针对监测样方内蕨类植物群落结构、物种多样性和物种组成，植物科属的区系分布情况进行了分析。

(1)保护区地处中亚热带，其主要保护对象是珍稀濒危野生动植物资源及其栖息地。保护区地表形态复杂多样，生境复杂多变，为生物多样性的形成创造了良好的发育、生长、栖息条件，使本区保存着较丰富的生物物种。保护区内维管束植物有208科768属1511种(包括栽培植物60科119属147种)，其中蕨类植物32科62属116种，分别占保护区内维管植物科属种总数的15.38%、8.33%和7.68%。

(2)相比保护区2002年的资源调查，本研究发现蕨类珍稀植物5种，均未出现升级或降级现象，且保护情况较乐观，新纪录到蕨类植物7种，隶属于5科7属，蕨类植物物种多样性有所增加。

(3)保护区蕨类植物科、属的区系组成成分均体现了热带成分占极大的优势，这与其所处的中亚热带气候带性质相符，说明保护区植物的区系组成成分具有地带性；其中蕨类植物中的里白科、桫椤科、卷柏科、海金沙科等均起源于白垩纪晚期至早第三纪，被子植物中的木兰科是亚热带常绿阔叶林的特征科和代表科，金缕梅科也是较古老科，这些都体现了保护区植物区系的原始性和古老性。