福建长汀汀江国家湿地公园维管植物的组成和地理成分

2024-01-06 03:50:42张秀华
湿地科学 2024年1期
关键词:汀江长汀植物区系

黄 磊,张秀华,郭 华,段 萍,郭 舜

(闽西职业技术学院,福建龙岩 364021)

湿地是一种独特的、多功能性的过渡性生态系统[1-3]。湿地公园在维持生态系统平衡、保护物种多样性、调节湿地气候等方面发挥着重要作用[4-7]。调查不同尺度区域的维管植物资源和研究维管植物的区系,对生态系统中维管植物的保护和修复具有重要意义[8-12]。

在福建省龙岩市有3座国家湿地公园,分别为福建长汀汀江国家湿地公园、福建漳平南洋国家湿地公园、福建武平中山河国家湿地公园。学者们已经对福建武平中山河国家湿地公园中的种子植物和蕨类植物开展了研究[13-14],但是,还未见有关福建长汀汀江国家湿地公园中植物多样性和植物区系研究的报道。

本研究以福建长汀汀江国家湿地公园中的维管植物为研究对象,开展了维管植物野外调查,建立了维管植物物种名录,分析了维管植物的区系,以期为该湿地公园中的植物资源保护和合理利用提供参考依据。

1 数据和方法

1.1 研究区

福建长汀汀江国家湿地公园(25°31′43″N 至25°38′5″N,116°20′18″E 至116°24′54″E)位于福建省龙岩市长汀县的中南部、武夷山南段,地势北高南低,地貌为典型的河谷盆地和丘陵地貌。该湿地公园的总面积为590.9 hm2,被划分为保育区、合理利用区、管理服务区和宣教展示区4个功能区[15](图1)。

图1 福建长汀汀江国家湿地公园各功能区分布示意图Fig.1 Sketch map of functional areas of Fujian Changting Tingjiang National Wetland Park

该区域的气候属中亚热带季风气候,年平均气温为18.3~21.5 ℃,年降水量为1 650~2 100 mm,年日照时数为1 971.1 h。

1.2 方 法

在福建长汀汀江国家湿地公园的保育区、合理利用区和宣教展示区,分别布设了3条、1条和4条调查样线,开展野外维管植物调查。每条调查样线的长度≥1 km。在宣教展示区,调查样线的间距≥100 m,调查样线宽度≥20 m。

2022年6月至11月每月的28日至30日,采用调查样线方法,在保育区和合理利用区开展维管植物调查;采用重点普查方法,在宣教展示区开展维管植物调查。

调查时,记录维管植物的物种名称、数量、生存环境和分布情况。对未确定种类的维管植物,采集其标本,带回闽西职业技术学院实验室中进行种类鉴定。

参照植物智(http://www.iplant.cn/)、中国植物图像库(http://www.plantphoto.cn/)、中国湿地植物数据库(http://zgsdzw.com)等,鉴定维管植物的种类。分别依据Flora of China 系统、文献[16]和APG IV系统[17],确定石松类和蕨类植物、裸子植物和被子植物的种类等。

依据文献[18]至文献[22],划分该湿地公园中维管植物的科、属分布区类型。

利用Sorense相似性系数和种系分化系数,比较福建长汀汀江国家湿地公园中维管植物与福建武平中山河国家湿地公园、广东乳源南水湖国家湿地公园、江西庐陵赣江国家湿地公园中维管植物群落的相似程度和维管植物区系的差异。

2 结果与分析

2.1 维管植物的组成和数量

调查期间,在福建长汀汀江国家湿地公园中,记录了114科299属424种维管植物(表1)。其中,有蕨类植物15 科24 属32 种,有裸子植物5 科5 属5种,有被子植物94科270属387种。在被子植物中,有双子叶植物77 科201 属283 种,有单子叶植物17科69属104种。

表1 福建长汀汀江国家湿地公园中的维管植物物种名录Table 1 Species list of vascular plants in Fujian Changting Tingjiang National Wetland Park

在424种维管植物中,有37种乔木、72种灌木、3 种竹类植物、18 种藤本植物、172 种多年生草本植物和122种一年或二年生草本植物,其分别占维管植物总物种数量的8.73%、16.98%、0.71%、4.24%、40.57%和28.77%。

在294种草本植物中,两歧飘拂草、石荠苎、结缕草、中华结缕草、狗牙根、双穗雀稗等草本植物占优势;中华结缕草是国家二级重点保护野生植物,在福建长汀汀江国家湿地公园中广泛分布。

在29 科44 属62 种水生植物中,挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物的科数分别为15科、4科、5科和5科,其属数分别为26属、4属、6属和8属,其物种数量分别为41种、6种、6种和9种。福建长汀汀江国家湿地公园中的水生植物以莲、凤眼莲、鸭舌草、水竹叶、水葱、两歧飘拂草、双穗雀稗等草本植物为主,川苔草、川蔓藻和无尾水筛等沉水植物可以净化和修复富营养化水体,防止藻类生长[23]。

在福建长汀汀江国家湿地公园中的114 科维管植物中,没有含50种及以上的大科;有4 科为含20~49种物种的较大科,其分别为禾本科(34属48种)、菊科(22 属33 种)、莎草科(11 属22 种)和豆科(15属20种),4科的物种数量合计为123种;有5科为含10~19 种物种的中型科,其分别为唇形科(6属17种)、蔷薇科(9属14种)、锦葵科(9属12种)、茜草科(8属10种)和蓼科(2属10种),5科的物种数量合计为63 种;有61 科为含2~9 种物种的少种科,其物种数量合计为194 种;有44 科为单种科。禾本科、菊科、豆科、莎草科、唇形科、蔷薇科、锦葵科、茜草科和蓼科含10种及以上物种,为优势科,其合计的物种数量占总物种数量的43.87%。

在299 属维管植物中,无含20 种物种以上的特大属和含10~19种物种的大属,因此,福建长汀汀江国家湿地公园中的维管植物没有明显的优势属;只有蓼属(Persicaria)和莎草属(Cyperus)都含9种物种;有76 属含2~4 种物种,包括凤尾蕨属(Pteris)、胡枝子属(Lespedeza)、油桐属(Vernicia)和马唐属(Digitaria)等,其物种数量合计为185种;有221属为单种属。

2.2 维管植物的地理成分

可以将福建长汀汀江国家湿地公园中的114科维管植物划分为12种分布区类型(表2)。其中,有46科属于世界分布科,其中,禾本科、茜草科、唇形科、蔷薇科、桑科、木樨科、金鱼藻科、槐叶蘋科和浮萍科等是世界分布的较大科[24];有45 科属于热带分布科,其中以泛热带分布科所占比例(51.47%)最大,有5科属于热带亚洲和热带美洲间断分布科,有1科属于其他热带分布科;有17科属于温带分布科,其中,松科、杉科、柏科、杨柳科等北温带分布科占绝对优势,占温带分布科的94.12%,占总科数的25%;有3 科东亚和北美洲间断分布科;有1科属于东亚分布科,为三白草科;只有银杏科属于中国特有科。

表2 福建长汀汀江国家湿地公园中维管植物科和属的分布区类型Table 2 Distribution area types of vascular plant families and genera in Fujian Changting Tingjiang National Wetland Park

福建长汀汀江国家湿地公园中维管植物科以泛热带分布科和北温带分布科为主,占77.94%,构成维管植物科的区系主体。维管植物科的热带性质具有显著优势,而且具有一些温带特征。该湿地公园的维管植物区系具有亚热带[25]的特点。

可以将福建长汀汀江国家湿地公园中的299属维管植物划分为14 种分布区类型(见表2)。其中,有铁线蕨属(Adiantum)、酸模属(Rumex)、碎米荠属(Cardamine)、鬼针草属(Bidens)等54 属为世界分布属,绝大多数为草本植物,具有较强的繁殖和适应能力,在该湿地公园内广泛分布,表明该湿地公园中维管植物的属具有广泛性;有166属为热带分布属,占除了世界分布属以外属数的66.67%,构属(Broussonetia)、山茶属(Camellia)和木荷属(Schima)物种等构成常绿阔叶林的主要植物群落,表明该湿地公园中维管植物的属具有明显的热带属性;有80属为温带分布属,占32.27%,表明该湿地公园中维管植物的属有一些温带成分;有3 属为中国特有属,占福建省的中国特有属数量(37属[26])的8.11%。

福建长汀汀江国家湿地公园中维管植物属以泛热带分布属为主,其次是北温带分布属、旧世界热带分布属,表明该湿地公园中维管植物属的区系既有明显的热带属性,又有一些温带成分。

2.3 福建长汀汀江国家湿地公园与周边湿地公园中维管植物的比较

植物种水平上的相似性体现了各区系间的近代自然地理联系[27],也体现了物种的分布与其生存环境的关系密切[28]。为了更好地了解福建长汀汀江国家湿地公园中维管植物的区系特点,将该湿地公园与邻近的福建武平中山河国家湿地公园(24°51′26″N 至25°8′23″N,116°0′5″E 至116°6′38″E)、广东乳源南水湖国家湿地公园(24°39′45″N 至24°58′57″N,113°8′1″E 至113°12′30″E)、江西庐陵赣江国家湿地公园(24°29′N 至29°11′N,113°30′E至113°40′7″E)中维管植物的科、属、种数量、相似和差异程度[13,29-30]进行比较,结果表明,其他3座湿地公园与福建长汀汀江国家湿地公园中维管植物的共有物种数量分别为256 种、245 种、219 种,各湿地公园维管植物群落间的Sorense 相似性系数分别为0.411、0.371和0.365,各湿地公园维管植物区系的种系分化系数分别为0.040、0.043、0.051和0.048(表3)。

表3 4座国家湿地公园中维管植物的科、属、种数量、群落间的相似性系数值和种系分化系数值Table 3 The numbers of families,genera and species of vascular plants,the similarity coefficients between communities and the differentiation coefficients of species in 4 national wetland parks

因各湿地公园中维管植物群落间的Sorense相似性系数都小于0.6,所以4 座湿地公园中维管植物群落的相似性水平很低。

植物区系的种系分化系数是评定物种分化程度和物种丰富度的重要指标[14]。种系分化系数值越大,植物区系的分化程度越高,植物的生长环境越复杂[31]。福建长汀汀江国家湿地公园、福建武平中山河国家湿地公园、江西庐陵赣江国家湿地公园、广东乳源南水湖国家湿地公园中维管植物区系的分化程度依次增大,表明福建长汀汀江国家湿地公园中维管植物的种系分化程度最低,维管植物的生存环境相对简单,维管植物的区系丰富程度相对较低。

3 讨 论

在福建长汀汀江国家湿地公园中,有汀江及其支流28.5 km,还分布着沼泽、荷塘和稻田等湿地。在本研究中,记录的该湿地公园中114科299属424 种维管植物分别占龙岩市维管植物科、属和种数量[32]的49.36%、34.01%和15.47%,分别占福建维管植物科、属和种数量[33]的45.10%、17.86%和8.06%,表明该湿地公园中维管植物的多样性水平较低。该湿地公园中汀江湿地的面积为466.8 hm2,受滥伐林木和坡地开荒等人类活动的影响,水土流失相对严重,部分江段存在无序采砂活动,河道的自然形态遭到破坏,水鸟和水生生物的栖息环境受到严重干扰,影响了汀江湿地的生物多样性。福建长汀汀江国家湿地公园中的维管植物以禾本科和菊科为优势科,少种科和单种科的科、属和种数量分别占92.10%、58.87%和55.89%,少种属和单种属的属和种数量分别占99.33%和95.75%,表明该湿地公园中维管植物的科和属结构简单、组成分散,种分化水平较低。

福建长汀汀江国家湿地公园中维管植物的科、属都具有典型的热带属性,属的分布区类型和地理位置都表现出植物进化和变异的情况,体现出一个地区的植物区系特征[34]。除了中亚分布以外,该湿地公园中维管植物属的分布区类型包括了其他14 种分布区类型,这与闽西常绿阔叶林植物区系[35]和福建种子植物区系[15]一致,表明维管植物属的成分复杂。该湿地公园中维管植物表现出的显著热带属性,以及泛热带分布物种占主导地位的特点,这与纬度相近的3座湿地公园中维管植物的区系特征相似[36],也符合纬度低于30°N 的中国植物区系热带成分占主导地位的结论[37]。该湿地公园中维管植物属的区系表现出从南亚热带向中亚热带过渡的特点,而且有一定的温带成分。

植物群落的相似性系数可以反映不同植物区系之间的亲密程度[14]。福建长汀汀江国家湿地公园与福建武平中山河国家湿地公园中维管植物群落的Sorense相似性系数相对最大,两座湿地公园中维管植物的种系分化系数值相近,这与二者都处于武夷山南端、地理位置相对最近有关。福建长汀汀江国家湿地公园与江西庐陵赣江国家湿地公园中维管植物群落的Sorense 相似性系数相对最小,这与二者所处纬度、环境和地形、地貌差异较大相关。

4 结 论

2022 年6 月至11 月期间,在福建长汀汀江国家湿地公园中,分布着114 科299 属424 种维管植物。该湿地公园中维管植物的科和属的区系都既有明显的热带属性,又有一些温带成分;维管植物的区系丰富程度和种系分化程度都较低,维管植物的生存环境相对简单。

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