怀集三岳省级自然保护区种子植物区系研究

林书航，李建胜，张 迪，谭 鹰，文 雯

(1.广州市众森林业有限公司，广东 广州 510520；2.广东怀集三岳省级自然保护区管理处，广东 怀集 526400)

1 引言

广东怀集三岳省级自然保护区(以下简称“怀集三岳保护区”或“保护区”)在2004年经广东省人民政府批准建立，由怀集县属2个林场全部转型和蓝钟镇古城、双兴、太平3个村的集体山林连片山地合并而成的自然保护区，属森林生态系统及野生动植物类型，区内自然环境较为复杂，自然资源较为丰富，是我国南方的生物物种基因库，主要保护对象为中亚热带常绿阔叶林生态系统和国家和地方重点保护的珍稀濒危动植物资源及其栖息的生态环境[1，2]。目前保护区在植物资源方面已开展了一些调查和研究，缪绅裕等[3]在区内发现了国家I级重点保护野生植物合柱金莲木，属于广东省新分布地，但种子植物区系方面的研究尚未见报道。本文在综合科学考察的基础上，结合以往资料，针对区内种子植物区系进行专门研究，以有助于了解保护区内的种子植物多样性的现状、起源与发展规律，为保护区的有效管理提供科学依据[4,5]。

2 保护区概况

广东怀集三岳省级自然保护区位于广东省西北部怀集县蓝钟镇境内，地理位置在东经111°51′55″～111°59′45″，北纬24°07′25″～24°14′25″之间， 总面积7229.19 hm2，属中亚热带季风型气候区，全年热量充足，冷暖交替明显，春季低温阴雨，夏季炎热高温多雨，秋季昼暖夜凉，冬季寒冷有霜稀雨。

保护区地势西北高东南低，最高峰二岳海拔1290.5 m，区内因有头岳、二岳、三岳等3座山峰而得名。地带性土壤为赤红壤，主要分布在海拔400 m以下的山地、丘陵和峡谷台地。山地红壤主要分布在海拔800 m以下的山坡、丘陵地带，约占70%～80%；海拔800～1000 m主要为山地黄壤；海拔1000 m以上主要为山地灌丛草甸土[5]。

3 研究方法

本次植物多样性调查时间为2019年10月上旬、11月中旬，采用样线法，结合样方法进行。样方调查参照《林业系统自然保护区生态因子和生物多样性监测手册》[6]《森林生态系统长期定位观测方法》(GB/T 33027-2016)[7]和《广东省自然保护区生物多样性调查与监测技术规范(维管植物部分)》[8]等标准规程进行。对各维管植物进行拍摄记录，对少量野外不确认的种类采集标本，在室内鉴定。据综合科学考察结合以往资料，对照《广东植物志》[9]《广东植物名录》[10]《广东植物多样性编目》[11]和《中国植物志》[12]，编制出维管植物名录，依据吴征镒等[13,14]的植物科、属区系分布类型系统进行种子植物区系成分分析；根据所计算的科的植物区系重要值 VFIC和VFIW[15](VFIC为某保护区种数占全国种数的百分比； VFIW为某保护区种数占世界种数的百分比，这2个指标通常表明某地某科植物区系的重要性，值越大，越重要)，来判断植物区系表征科等特征指标。同时选择相近纬度的自然保护区的种子植物区系进行科、属的相似性系数比较。相邻的种子植物区系比较中，科(属)的相似性系数采用Sprenson 等[16]提出的公式：

S=[2c/(A+B)]×100%

(1)

式(1)中：c为两地共有的非世界广布科(属)数，A或B为甲或乙地区(不包括世界分布)植物科(属)数。

4 结果与分析

4.1 植物多样性组成

根据调查结果和参考有关资料，统计出保护区内共有野生种子植物154科577属1128种，其中裸子植物5科5属8种；被子植物149科572属1120种(其中双子叶植物128科456属933种；单子叶植物21科116属187种)(表1)。

表1 保护区野生种子植物种类组成

保护区的种子植物在各分类群中的分布是不均匀的(表2)。在科级水平上，按照各个科拥有的属数对科进行分级，拥有20属及以上的超大科有4个，属数和为124属，占总属数的19.65%，而其科数仅占总科数的2.60%。单属科和寡属科的数量具有明显优势，合计占总科数的77.27%，而大科及超大科的数量仅有8.44%。

表2 保护区种子植物科属数量组成

在属级水平上也有类似情况。按照各个属拥有的种数对科进行分级，优势属为单种属，有353个，占总属数的61.17%；寡种属数量有180个，占总属数的31.20%；中等属和大属合计有44个，占总属数的7.63%；含10种及以上的属有9个，占总属数的1.56%；没有含20个种以上的超大属。

4.2 种子植物数量优势科

在种子植物中，含植物种类20种及以上的有8科(表3)，其中泛热带分布的有2个，热带和亚热带分布的有3个，热带和温带分布的有2个，全温带间断分布的有1个。

表3 保护区种子植物优势科数量

虽然表3中出现的数量优势科在一定程度上能反映出该区的植物区系组成。但对于确定该区的特征科，应考虑其在中国和世界区系中所占的比例(表4)，前文列举的数量优势属所隶属的科、在植被中的作用(乔木为主)，以及参考系统发育和现代地理分布的有关资料等[17]。由此确定保护区植物区系的表征科为樟科、木兰科、金缕梅科、壳斗科、山茶科，以及五列木科、交让木科、杨梅科、清风藤科、紫金牛科、省沽油科、三尖杉科、杜英科、珙桐科、安息香科、山矾科、黄杨科、杉科等。这些成分中主要是华夏植物区系的典型表征科，也有一些热带或温带分布的科，科的区系成分特征明显，既体现出了典型的地带性，又同时具有多样性。

表4 保护区种子植物在中国和世界区系中重要值较大的科

4.3 种子植物科和属的区系组成

4.3.1 种子植物科的区系

根据吴征镒等对科的分布区类型的划分[13]，保护区种子植物区系中含有10个分布区类型，去除世界广布科后，以泛热带分布及其变型的64个(占56.64%)居首位，北温带分布及其变型的科21个(占18.58%)居其次，热带亚洲和热带美洲间断分布的10个(占8.85%)居第3，其余类型所含科数的比例均在6.00%以下，不占重要地位，表明保护区植物区系在科级水平上以泛热带分布及其变型成分为主，同时具有多种分布类型(表5)。

表5 保护区种子植物科的分布区类型及比例

4.3.2 种子植物属的区系

种子植物属的分布区类型以泛热带分布及其变型为主，占比为29.42%；其次是热带亚洲分布及其变型成分，占比为18.25%，第三为旧世界热带分布，占比10.24%。其他分布类型比例均低于10%，缺少中亚分布和中国特有分布类型。因此，在属级分类水平上，保护区植物区系分布区类型多样，以热带和东亚类型为主，特有成分相对较丰富，这些特征与保护区所处的地理位置(北回归线北缘)相对应(表6)。

表6 保护区种子植物属的分布区类型及比例

4.4 与曲江沙溪保护区种子植物区系的比较

曲江沙溪保护区位于韶关市曲江区的东南部，地处东经113°39′20″～113°47′15″，北纬24°33′55″～24°41′55″，总面积9333.30 hm2。区内共有野生种子植物157科599属1174种，其中裸子植物4科4属5种，被子植物153科595属1169种[20](表7)。

结合表7 ，在科级水平上，两地种子植物科的相似性为89.38%。怀集三岳保护区具有热带属性的科数为84个，占比为74.34%；具有温带属性的科数为27个，占比为23.98%。曲江沙溪保护区具有热带属性的科数同为84个，但占比为73.69%；具有温带属性的科数为28个，占比为24.56%。从以上结果分析可知，两地种子植物科的区系组成和它们所处的地理位置相对应，热带成分占比明显高于温带成分，但怀集三岳保护区热带成分占比稍高，温带成分占比稍低；分布类型的数量基本一致，因非世界广布科的数量不同，所以占比略有差别，这说明曲江沙溪保护区种子植物区系在科级水平上的组成相较复杂。

表7 怀集三岳保护区与曲江沙溪保护区种子植物区系科、属的相似性比较

在属级水平上，怀集三岳保护区具有热带属性的属数为389个，占比为72.44%；具有温带属性的属数为85个，占比为14.73%；具有东亚分布属性的属数为57个，占比为10.61%。曲江沙溪保护区具有热带属性的属数同为376个，但占比为68.85%；具有温带属性的科数为115个，占比为21.06%；具有东亚分布属性的属数为45个，占比为8.25%。从以上结果分析可知，与科级水平的结果一致，但分布类型的数量相差较多，因怀集三岳保护区相对于曲江沙溪保护区偏南和偏西，所以具有相对较强的热带分布成分、较弱的温带分布。

两地的地理位置接近，但属的相似性系数仅为78.63%，且两地的中国特有属相似系数为61.54%，低于所有属的相似性系数，如怀集三岳保护区自然分布的合柱金莲木属、喜树属植物未见于曲江沙溪保护区，而曲江沙溪保护区的血水草属、山拐枣属和半枫荷属植物未见于怀集三岳保护区；此外，怀集三岳保护区具有东亚分布属性的属数为57个，多于曲江沙溪保护区的45个，这与两地的地理位置是不一致的。

5 结论与讨论

怀集三岳保护区自然环境较为复杂，为植物多样性的形成创造了良好的必要条件，使本区保存着较丰富的野生植物资源。这些野生植物资源是区内生物多样性的重要组成部分，为区内生物多样性的进一步发展提供了基本保障。因此，应加强野生植物资源可持续利用的相关研究。

种子植物在科的分布上以单属科和寡属科的科数占绝对优势，在属的分布上也以单种属和寡种属占绝对优势，是保护区植物区系组成类型多样的主要原因。

在科级水平上，主要分布类型为泛热带、热带亚洲和北温带分布，表征科为樟科、木兰科、金缕梅科、壳斗科、山茶科等。其中樟科、木兰科、金缕梅科、壳斗科和山茶科为亚热带常绿阔叶林5大优势科；木兰科植物为第三纪残遗种；金缕梅科也是较古老的科，在区内金缕梅科植物分布较多。科的区系成分特征明显，既体现出了典型的地带性，又同时具有多样性、原始性和古老性，但无中国特有科，表明其特有性水平较低。在属级水平上有 14 个分布区类型 14 个变型，有中国特有属 10 属，这些种子植物特有属体现出该地区植物区系的古老性和孑遗性，对研究本区系的特征和起源具有重要的科学价值。保护好野生植物生存的自然环境及其物种资源，对研究植物区系进化及种子植物起源有着重要的理论和事实依据[21,22]。

怀集三岳保护区与曲江沙溪保护区的种子植物区系比较的结果显示两地在中国特有属的起源上有一定的差异。此外，怀集三岳保护区具有东亚分布属性的属数多于曲江沙溪保护区，可能是由于两地在地理环境上的差异造成的。以上结果说明两地受到地理环境差异的影响，导致在植物区系起源上各有不同，但也有可能是与植物资源调查的深度相关，需要进一步的调查结果加以佐证。