西藏大学校园维管植物多样性构成与分析

2023-07-04 16:23王俊伟明升平陈永豪李伊凡何柄枚拉琼
安徽农业科学 2023年5期
关键词:植物多样性

王俊伟 明升平 陈永豪 李伊凡 何柄枚 拉琼

摘要  为了解西藏大学校园植物的种类组成和植物入侵情况,对校内植物资源进行拉网式的全面调查。结果表明:校园内维管植物共有68科207属298种,包括蕨类植物3科4属4种、裸子植物3科5属6种、被子植物62科198属288种;校园内共有栽培植物74种和野生植物224种,分别包含栽培植物和野生植物8种和66种、178种和46种;校园内共调查记录到40种外来入侵植物,其中33种为野生自然入侵,有7种为园林绿化引入,含入侵植物最多的科为菊科(Asteraceae)和豆科(Fabaceae)。总体来说,西藏大学校园植物多样性较为丰富,外来入侵植物繁多,为了突出地域特色及更好地发挥景观效果和生态效益,建议加强土著园林植物的引种栽培。

关键词  校园植物;植物多样性;外来植物;物种组成

中图分类号  S 731.9   文献标识码  A   文章编号  0517-6611(2023)05-0118-05

doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2023.05.027

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Composition and Analysis of Vascular Plant Diversity on the Tibetan University Campus

WANG Jun-wei1,2, MING Sheng-ping3, CHEN Yong-hao1,2 et al

(1. College of Sciences, Tibet University, Lhasa, Tibet 850000; 2. Ecological Research Center of Tibet University, Lhasa, Tibet 850000; 3. Yunnan Lijiang Forest Ecosystem National Observation and Research Station/Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Lijiang, Yunnan 674100)

Abstract  In order to understand the species composition of plants and plant invasions on the campus of Tibet University, a comprehensive survey of plant resources on campus was conducted in a dragnet manner. The results showed that there were 298 species of vascular plants belonging to 207 genera and 68 families in the campus, including 4 species of 4 genera and 3 families of ferns, 6 species of 5 genera and 3 families of gymnosperms and 288 species of 198 genera and 62 families of angiosperms. There were 74 cultivated plants and 224 wild plants on the campus, including 8 indigenous plants and 66 exotic plants, 178 and 46 species, respectively. A total of 40 alien invasive plants were recorded in the campus, of which 33 were wild natural invasions, and 7 were introduced into landscaping, the families with the most invasive plants were Asteraceae and Fabaceae. In general, the plant diversity of Tibet University campus was rich, and there were many invasive plants. In order to highlight the regional characteristics and better play the landscape effect and ecological benefits, it was suggested to strengthen the introduction and cultivation of indigenous garden plants.

Key words  Campus plants;Plant diversity;Exotic plant;Species composition

校園植物多样性是改善校园生态环境,丰富校园景观,凸显地区特色,促进校园生态文化及建设良好育人环境的重要基础,且校园还是城市生态系统的重要组成部分[1-2]。许多高校都是一个城市的旅游景点,并且成为其具有代表性的文化名片[3]。校园绿化植物树种的合理选择和配置可以提高校园植物多样性,可为生态学、林学、生物科学和园林园艺专业等学生植物分类学实习提供重要的教学实践活动场地和就近资源[2-3]。因此,摸清校园植物多样性资源尤为重要且非常有必要。

目前,国内许多高校都开展了校园植物多样性的调查研究。肖明昆等[4]通过实地调查法对西南林业大学的植物资源进行调查,结果表明,校园共有维管植物127科398属628种,物种多样性较高;金英花等[5]进行实地调研与分析表明,延边大学校园植物共有44科82属103种,包括变种、变型和栽培型;胡海军等[6]经调查研究和数据统计分析认为,遵义师范学院校区内植物共有62科109属121 种;朱增睿等[3]对上饶师范学院校园植物进行全面调查,共记录了100科214属256种;王娜娜等[7]对宁夏大学的校园植物进行了全面调查研究表明,宁夏大学校园有植物25科51属74种,物种多样性较低;张伟等[8]对四川师范大学校园植物区系进行分析表明,区系成分复杂、类型多样,共有种子植物78科170属207种;刘尚佳等[9]系统调查了聊城大学的校园植物,共记录了64科114属180种,包含种下单位,还对植物的经济价值进行了分析。可见,关于校园植物多样性的调查与研究已有很多报道,为各类校园植物学课程实习提供了数据支撑。

西藏大学作为西藏自治区所属综合性大学,国家“211工程”重点建设高校、世界一流学科建设高校,2013年列入“中西部高等教育振兴计划”,2018年成为教育部与西藏自治区人民政府合建高校[10]。另外,西藏大学的生态学进入一流学科,可为青藏高原生态屏障的保护与建设培养大量本土人才, 而校园植物多样性是高校植物群落生态学研究的就近材料和场地资源,但是关于西藏大学校园植物种类及科属的情况及外来入侵植物情况尚鲜见报道。鉴于此,笔者对西藏大学校园植物进行了拉网式调查,对校园植物的科属种、栽培植物与野生植物、土著植物与外来植物的情况进行了分析,还进行了校园入侵植物调查,以期为校园景观绿化树种选择与配置提供理论依据,为西藏大学在校大学生学习植物分类学、植物生态学等提供就近资源,更为校园植物多样性挂植物名牌和校园植物影像图片数据库建设奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

西藏大学是全球海拔最高的高等学府[11],行政区划上属于我国西藏自治区拉萨市城关区,地理位置为91°10′43.61″E,29°38′42.76″N,海拔3 664 m。校区南面紧邻雅鲁藏布江大型支流之一拉萨河,属于雅鲁藏布江中游流域河谷宽地地带。该区域属于高原季风温带半干旱气候,年均气温不足10 ℃,年均降雨量468 mm。日照时间较长,年均日照时数达3 190 h,日照百分率高,蒸发量大,雨热同季,多为夜雨,日温差大,年温差小[12]。高寒草甸、高山灌丛草原、高山沼泽草甸和河谷稀疏灌丛是这一区域的主要植被类型[13-14]。土壤类型主要以河谷冲积扇沙质土壤为主,较为肥沃。

1.2 调查与数据采集

2019年9月—2021年10月分多次对西藏大学校园内的维管植物资源进行拉网式调查,调查范围为西藏大学纳金校区,调查对象包括栽培植物和野生植物,不涉及实验室、苗圃、温室等用于试验研究的植物,并记录物种组成、生活型等植物信息。采用单反相机记录植物影像资料,用手机APP软件两步路进行轨迹与海拔的记录。对于现场不能鉴定的物种则采集完整的植物标本和用单反相机现场记录生物学识别特征并带回实验室,通过《西藏植物志》《中国植物志》等[15-16]工具书和《中国园林植物观花手册》等[17]植物图鉴进行检索鉴定,由于缺少花果等生物学识别特征而不能鉴定到种的用属名+sp.表示。

1.3 数据处理

参考《西藏植物志》《中国植物志》和《中国景观植物应用大全》等[15,18]园林植物图鉴进行分类鉴定,根据最新的蕨类植物分类系统PPG Ⅰ、裸子植物分类系统克里斯滕许斯系统和被子植物分类系统APG Ⅳ分类排序整理出西藏大学纳金校区校园维管植物名录。根据现场调查,将园林绿化用栽植植物及教职工菜地栽植植物记录为栽培植物,其余为野生植物。关于优势科属的划定标准:种数≥10种的科为优势科;种数≥4种的属为优势属。根据闫小玲等[19]关于入侵植物的研究方法,将在学校及周边区域有自然分布的物种视为土著植物,自然分布范圍及扩散潜力以外的物种记为外来植物。参考马金双等[20]研究专著《中国外来入侵植物名录》确定西藏大学外来入侵植物名录、入侵等级和外来物种原产地。

2 结果与分析

2.1 物种组成结构

该调查共记录到西藏大学纳金校区维管植物68科207属298种(含种下等级),包括蕨类植物3科4属4种、裸子植物3科5属6种、被子植物62科198属288种,各大类物种数所占百分比分别为1.34%、2.02%和96.64%,可见被子植物占据主导地位。草本植物243种和木本植物55种,分别占物种总数的81.54%和18.46%,可见草本植物占据优势。

2.2 优势科属

校园内维管植物优势科统计结果见表1。优势科共有6科,包含物种数143种,占总物种数的47.99%。排名前3的优势科是菊科(Asteraceae)、禾本科(Poaceae)和蔷薇科(Rosaceae),对应物种数分别是42、37和23种,分别占物种数的14.09%、12.42%和7.72%。其中,校园常见菊科植物有秋英(Cosmos bipinnatus)、万寿菊(Tagetes erecta)、欧洲千里光(Senecio vulgaris)、反苞蒲公英(Taraxacum grypodon)等一些外来植物和河谷沙地土著优势种蒿属(Artemisia spp.)植物;禾本科常见植物有多花黑麦草(Lolium multiflorum)、法氏早熟禾(Poa faberi)、虎尾草(Chloris virgata)和白草(Pennisetum flaccidum)等一些草坪植物外来种和广布种;蔷薇科植物有蕨麻(Potentilla anserina)、皱皮木瓜(Chaenomeles speciosa)、紫叶李(Prunus cerasifera ‘Pissardii’)和蔷薇属(Rosa spp.)等园林栽培植物。

校园内维管植物优势属统计结果见表2。优势属共有7属,包含物种数38种,占总物种数的12.75%。排在前3的优势属分别是蒿属(Artemisia)、柳属(Salix)和萹蓄属(Polygonum),对应包含物种数10、7和5种,分别占物种总数的3.36%、2.35%和1.68%。其中,蒿属常见植物有大籽蒿(Artemisia sieversiana)、伊朗蒿(Artemisia persica)、灰苞蒿(Artemisia roxburghiana)等;柳属常见植物有垂柳(Salix babylonica)、长蕊柳(Salix longistamina)和左旋柳(Salix paraplesia var.subintegra)等一些土著高大乔木植物;萹蓄属常见植物有尼泊尔蓼(Polygonum nepalense)、萹蓄(Polygonum aviculare)、西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum)和酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)等。

2.3 栽培植物与野生植物

2.3.1    组成结构。

校园内栽培植物和野生植物组成性状统计结果见表3。西藏大学校园298种维管植物中有栽培植物74种和野生植物224种,分别占总物种数的24.83%和75.17%。74种栽培植物按生活型划分,乔木类型最多,有31种,如紫叶李、雪松(Cedrus deodara)和垂柳等,占栽培植物总数的41.89%;草本植物次之,有27种,如多花黑麦草、法氏早熟禾和白车轴草(Trifolium repens)等,占栽培植物总数的36.49%;灌木最少有16种,如冬青卫矛(Euonymus japonicus)、皱皮木瓜和黄刺玫(Rosa xanthina)等,占栽培植物总数的21.62%。总体来说,西藏大学校园园林绿化引种栽培的植物较少,占比不足30%。

224种野生植物中,乔木只有光核桃(Amygdalus mira)1种;灌木7种,如砂生槐(Sophora moorcroftiana)、互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia)和小花水柏枝(Myricaria wardii)等,占野生植物总数的3.13%,不到10%;由于校园荒坡草地占地面积大,且草本植物繁殖更新速度快,因此野生草本植物丰富,有216种,如西南风铃草(Campanula pallida)、圣地红景天(Rhodiola sacra)、笔直黄芪(Astragalus strictus)、蕨麻、蒺藜(Tribulus terrestris)、反苞蒲公英(Taraxacum grypodon)和碎米荠(Cardamine hirsuta)等,占野生植物总数的96.43%。

2.3.2    土著植物和外来植物组成。

西藏大学298种维管植物,包含土著植物186种和外来植物112种,分别占总物种数的62.42%和37.58%。校园土著植物和外来植物统计结果见表4,校园野生植物224种中,包含48科134属178 种土著植物和20科35属46种外来植物,分别占野生植物总种数的79.46%和20.54%。可见,野生植物中80%为土著植物,约20%为外来植物,外来植物有苏门白酒草(Erigeron sumatrensis)、欧洲千里光(Senecio vulgaris)、绿穗苋(Amaranthus hybridus)、曼陀罗(Datura stramonium)和假酸浆(Nicandra physalodes)、牛膝菊(Galinsoga parviflora)和大麻(Cannabis sativa)等。

校园共有栽培植物74种,其中,土著植物3科5属8种和外来植物28科53属66种,分别占栽培植物总种数的10.81%和89.19%。可见,栽培植物中绝大数为外来植物,只有极少数的土著植物,如杨柳科(Salicaceae)的藏川杨(Populus szechuanica var.tibetica)、长蕊柳(Salix longistamina)、左旋柳(Salix paraplesia var.subintegra)、乌柳(Salix cheilophila)和蔷薇科(Rosaceae)的宽刺绢毛蔷薇(Rosa sericea f.pteracantha)等。虽然为栽培,但拉萨周边有天然分布的一些乡土物种。

2.4 校园外来入侵植物

由表5可知,校园共有外来入侵植物40种,包括中国原产种但被报道为入侵的物种,占总物种数的13.42%,有33种为自然入侵,7种为校园绿化栽培引入。含入侵植物种数最多的前3个科是菊科、豆科和禾本科(Poaceae),分别包含10、5和4种。外来入侵等级为1级的3种均为菊科,分别是苏门白酒草(Erigeron sumatrensis)、一年蓬(Erigeron annuus)和小蓬草(Erigeron canadensis),均为自然入侵种类;入侵等级为2级的有6种,其中白车轴草(Trifolium repens)为校园草坪绿化引入,其余5种均为自然入侵;入侵等级为3级的有假酸浆(Nicandra physalodes)和少花龙葵(Solanum americanum)2种,均为自然入侵;入侵等级为4的物种有18种,其中紫茉莉(Mirabilis jalapa)、秋英(Cosmos bipinnatus)和萬寿菊(Tagetes erecta)和刺槐(Robinia pseudoacacia)等为园林绿化栽培引入;入侵等级为5的有4种,其中聚合草(Symphytum officinale)、大花酢浆草(Oxalis bowiei)和苇状羊茅(Festuca arundinacea)为自然入侵,蓝花矢车菊(Cyanus segetum)为园林栽培引入;入侵等级为7的有7种,均为自然入侵,如田旋花(Convolvulus arvensis)、打碗花(Calystegia hederacea)、碎米荠(Cardamine hirsuta)和小藜(Chenopodium ficifolium)等。

3 结论与讨论

西藏大学纳金校区校园维管植物共68科207属298种(含种下等级),包括蕨类植物3科4属4种、裸子植物3科5属6种、被子植物62科198属288种,被子植物占据优势,其中草本植物最为丰富。与其他高校相比,西藏大学纳金校区维管植物多样性较为丰富[3-6,8]。西藏大学纳金校区校园维管植物的科属优势现象明显,排名前3的科为菊科、禾本科和蔷薇科;排名前3的属为蒿属、柳属和萹蓄属。

校园内栽培植物和野生植物组成性状统计分析中,西藏大学校园298种维管植物中栽培植物和野生植物分别占24.83%和75.17%,表明西藏大学校园绿化中植物物种选择多样性不高,这也符合西藏大学高海拔、高寒、低温和干燥的气候条件,限制了园林绿化植物物种的选择。在栽培植物中乔木灌木草本比例适中,栽培植物整体上的种类较少,且应适当开发一些土著园林植物及引进适宜的园林绿化树种,另外校园中未调查到用于园林绿化的木质藤本植物,为了垂直空间格局的景观效果,建议栽培藤本植物和灌木植物及更多的土著水生湿地植物,如杉叶藻(Hippuris vulgaris)、水毛茛(Batrachium bungei)和灯心草(Juncus effusus)等。校园仅有1种野生的乔木植物光核桃,因此可在今后的校园园林绿化乔木树种选择中,倾向和挖掘光核桃的园林绿化价值。

西藏大学纳金校区有土著植物186种和外来植物112种,栽培土著植物有8种,栽培外来植物66种;野生植物中也有46种外来植物,可以看出外来植物在栽培植物和野生植物中都有大量存在,甚至还栽培着大量外来入侵植物,这会对西藏大学校园本地的生物多样性造成严重的影响。仇晓玉等[21]对西藏外来入侵植物的种类组成、区系成分、原产地、生活型和繁殖特性进行全面的调查与研究,结果表明西藏目前有外来入侵植物112种,而笔者在校园就调查到其中的40种,占西藏总的外来入侵植物种数35.71%,可见西藏大学校园植物多样性受外来入侵植物的影响较为严重。因此,西藏大学校园在今后的引种园林植物时应及时做好外来入侵植物的风险评估,遵循适地适树的植物生态学原则,提倡大力发展和应用土著植物。

栽培草本植物有27种,且仅有2种为土著植物,有大量的外来入侵草本植物被栽培。藏族同胞是很热爱种植草本花卉的一个民族,每家每户的窗台房前屋后种植有大量草本花卉[12],但是草本土著植物被用于园林绿化栽培的较少,西藏大学校园也不例外,多半是外来草本植物,特别是俗称格桑花的外来入侵植物秋英。另外土艳丽等[22]的西藏入侵植物历史动态研究表明,西藏的生态系统正面临着严重外来物种入侵的生态问题。因此,应进一步挖掘土著草本植物花卉的园林开发应用,如拉萨周边就有大量的可用于园林绿化的较好的土著植物,其中乔木植物有藏川杨、左旋柳和光核桃等,灌木植物有拉萨小檗(Berberis hemsleyana)、砂生槐、小花水柏枝、绢毛蔷薇(Rosa sericea)、金露梅(Potentilla fruticosa)和樱草杜鹃(Rhododendron primuliflorum)等,并且金露梅在英国皇家园艺学会最新版世界园林植物与花卉百科全书中介绍培育出8个园林品种,灌木类植物极具园林观赏价值[23]。草本花卉植物中有著名的绿绒蒿属(Meconopsis spp.)植物、多种高山龙胆属(Gentiana spp)和黄波罗花(Incarvillea lutea)等。另外在校园绿化栽培引种过程中有目的地对当地的保护植物和濒危植物进行引种,会更加突出校园植物多样性地域特色,同时有益于当地的植物多样性的保护工作,使校园成为植物多样性保护的基地[2]。

此次西藏大学纳金校区校园植物多样性调查为进一步加强校园文化建设与更好的校园绿化工作做了铺垫,增加了全校师生对校园植物的了解,为校园植物分类学的教学实践活动提供了理论参考。

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