湖南兰科植物多样性特征研究

张灿明， 金 彪， 李锡泉

(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.湖南八大公山国家级自然保护区管理局, 湖南 张家界 427100)

湖南兰科植物多样性特征研究

张灿明1， 金 彪2， 李锡泉1

(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.湖南八大公山国家级自然保护区管理局, 湖南 张家界 427100)

在对湖南兰科植物广泛调查的基础上，查明本地产兰科植物61属，167种6变种，并从兰科植物的属种组成、区系成分及地理分布特征等方面，阐述了湖南兰科植物多样性的现状，并结合兰科植物资源开发与利用特点，提出了保护与利用的有效措施与建议。

兰科植物； 多样性； 保护； 湖南省

兰科植物是被子植物中具有极高多样性的一支，是植物多样性保护中的“旗帜”类群，是生物多样性保护链条中的一个重要环节和关键组成部分。近数十年来，由于土地开发、森林砍伐和环境污染，生物生存面临严峻的挑战，许多物种都处于受威胁或濒危之中，而兰科植物的情况则更为严重。一方面是因为它对环境的要求比较苛刻，如大多数需要树木作为依附的寓主，适度的遮荫与光照，良好的通风和排水，湿润而温暖的气候等；另一方面是许多种类有诱人的花朵或很高的药用价值，而成为商业猎取的目标。

兰花资源的过度开发已成为一个世界性的问题，有鉴于此，1973年在美国华盛顿由“自然与自然资源保护国际联盟”(IUCN)建议各国政府联合制定《野生动植物濒危物种国际贸易公约》(Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora)，简称CITES。中国作为签字国，具有履行公约的重要义务。由于兰科植物在生物多样性保护中的重要性和商业贸易与开发带来毁灭性破坏的严峻性，全世界所有野生兰科植物均被列入以上公约的保护范围，占该公约应保护植物种的90%以上，足以说明兰科植物保护的重要性和必要性。

湖南处于亚热带的腹地，其地理位置的关键性和兰科种质资源多样性是亚热带地区极具代表性的。因此，开展对湖南兰科植物的保护显得更为紧迫。

1 研究区概况

湖南省属于中亚热带季风湿润气候区，在海拔300～500m地带，年平均气温为16～18℃，年平均降水1200～1700mm之间，海拔每上升100m，气温下降递减0.43～0.57℃，年降水量递增28.8～183.2mm。海拔高度为600～1000m的山峰，在垂直方向上的气温差异相当于水平方向上5～10个纬度的气温差异。

湖南介于中国自西往东第二与第三两级地势阶梯之间，东西方向地形横剖面呈马鞍状起伏、南北纵剖面呈现长波式递降，在这种凹状复式镶嵌地貌骨架上，形成自高而低具有中山、低山、丘陵、岗地及平原5级地貌面，地貌层次复杂多样[1]。

由于湖南处于我国东南的地形过渡带上，南岭山地系我国华南和华中(东)植物区系的过渡带，一方面它是许多热带科属植物的北缘，另一方面又是许多温带科属的南缘，实际上也反映出湖南为世界南北两大植物区系，即泛北极和古热带区系的交汇和过渡，虽然在中国广大地区均表现一定程度的过渡性，但南岭山地以其典型性和复杂性而著称，应为二者较明显或较为自然的分界线。其次，由于雪峰山和武陵山盘踞湘西，且与黔鄂高原连片，形成与湘中丘陵强烈的地形差异，这种地形上的转折，必然导致植物区系的分异，即湖南西北部半部基本上属华中植物区，其东半部属华东植物区，而其西南部越城岭北坡至都庞岭北坡，则有许多滇黔桂植物区系，可划入该区东北的延伸部分。因此，湖南植物区系表现为多种植物区系成分的汇集，是华中—华东—华南—滇黔桂四个植物区成分的交汇、混杂和过渡的“十字路口”[2]。

2 研究方法

2.1调查方法

调查方法采取路线调查与样方调查相结合的方法，调查地点涉及湖南省境内主要自然保护区和森林公园，其中重点有八大公山、壶瓶山、张家界、武陵源、天门山、莽山、紫云山、舜皇山、莨山、万佛山、桃源洞、八面山、南岳山、云山、大围山、连云山、幕阜山、康龙、小溪、佼母溪等等。为了不造成不必要的破坏，原则上不进行标本采集，而是对发现的兰科植物进行现场拍摄和实地记录的形式，记录因子主要包括产地、海拔、土壤类型、林分类型、小生境、生活特性(地生、腐生、附生)等等。

2.2鉴定与资料参考

主要兰科植物物种的鉴定以调查所摄照片和历年采集的标本为重点，主要有湖南省林业科学院标本室的馆藏标本，同时也查阅了中国科学院北京植物标本馆的湖南标本，根据历年采集的标本，编写了初步的湖南兰科植物名录，在此基础上对国内外已出版或公开发表的重要专著和论文内记录有湖南分布的种也作了收集。

3 结果与分析

3.1属种组成的丰富性

湖南产兰科植物61属，167种及6 变种。其属数占我国总属数的35.5%，种数约占国产总种数的14.45%。我国亚热带是兰花资源比较丰富的地区，估计约有94属290种[3]，湖南分别占其属数的65.09%，种数的59.79%，足见湖南兰科植物的丰富性在亚热带地区中占有重要地位。

3.2地理成分的复杂性

3.2.1 属的分布区类型 我们将湖南产兰科植物按所属的各种地理成分作一统计[4]见表1。

如表1所示，湖南兰科植物的地理成分相当复杂，除我国特有成分外，既有温带成分，又有热带成分，以及其它类型的地理成分。

表1 湖南兰科植物地理成分类型Tab 1 ThegeographiccomponenttypeofHunanOrchidaceaeplant序号类型属数占本省总属数的百分比(%)种数占本省总种数的百分比(%)1世界属23 28169 252泛热带属34 922514 453旧热带属69 84105 784热带亚洲至热带大洋洲属1016 393218 505热带亚洲至热带非洲属46 5642 316热带亚洲属(印-马)1624 593419 657北温带属813 112916 768东亚-北美间断分布属23 2842 319世界温带属11 6431 7310东亚属914 75158 6711中国特有属11 6410 59

热带分布属39属，含105种(含变种)，其中虾脊兰属(Calanthe)和兰属(Cymbidium)及石斛属(Dendrobium)均超过了10个种，3个属在我国可分布至温带，在湖南表现出较明显的丰富性。石豆兰属(Bulbophyllum)、阔蕊兰属(Peristylus)、石仙桃属(Pholidota)、斑叶兰属(Goodyera)等均有4～6种分布于此，前3属在我国可分布至亚热带，后1属则除东北、内蒙、新疆省区以外全国均有分布。除上述7属在湖南产的种数有一定丰富性外，其余属所产的种数都很贫乏，其中22属仅含 1种，9属仅含2～3种，一些主要分布于热带地区，属于典型热带成分的属如：钗子股属(Luisia)、万带兰属 (Vanda)、无叶兰属(Aphyllorchis)、吻兰属(Collabium)、竹叶兰属(Arundina)、盆距兰属(Gastrochilus)、血叶兰属(Ludisia)、孟兰属(Lecanorchis)等热带亚洲分布属；苞叶兰属(Brachycarythis)、叉柱兰属(Cheirostylis)、鸟足兰属(Satyrium)及苞舌兰属(Spathoglottis)等热带亚洲至热带非洲的属；铠兰属(Corybas)、毛兰属(Eria)、蝶兰属(Phalaencpsis)等热带亚洲至热带大洋洲的属；带叶兰属(Taeniophyllum)、线柱兰属(Zeuxine)等旧世界热带分布属等，本地区是它们的分布北缘。

温带分布属(包括东亚分布)20属含52种，其中北温带有杓兰属(Cypripedium)，舌唇兰属(Platanthera)、火烧兰属(Epipactis)、玉凤兰属(Habenaria)等8属；东亚—北美分布的属有朱兰属(Pogonia)和蜻蜒兰属(Tulotis)；旧世界温带分布的属仅有角盘兰属(Herminium)；东亚分布的属有无柱兰属(Amitostigma)、杜鹃兰属(Cremastra)、山兰属(Oreorchis)、白芨属(Bletilla)等8属，其中代表中国—日本植物亚区3个典型分布属[5]，风兰属(Neofinetia)、旗唇兰属(Vexillabium)和萼脊兰属(Sedirea)，湖南均产，显示出湖南在这一植物亚区中的重要地位。我国特有属仅独花兰属(Changnienia)。

世界属仅羊耳蒜属(Liparis)和沼兰属(Malaxis) 2属16种。

从湖南兰科植物地理成分看，热带分布属占63.33%，种类占60.93%；温带分布属占33.33%，种类占29.48%。前者比重占有较大优势，但在热带属中，种类较多的属如虾脊兰属、兰属、石斛属，均为热带属中分布可达温带和亚热带的属，3属共有43种(含变种)。因此从严格意义上说，湖南兰科植物地理成分尽管带有偏热的性质，但并非典型的热带性质，显示了湖南这一地理位置上在植物区系成分中的渗透性和复杂性，不能用简单的热带性质和温带性质来定论，应视为我国亚热带植物区系成分中一种特有的现象，其成因有待进一步研究。

3.2.2 种类分布的多样性 在湖南兰科植物区系中，种级的分布格式具有明显的过渡性和复杂性，其多样性程度也是很高的。有属于广布东亚植物区的种类，如小白芨(B.formosana)、短距虾脊兰(Calanthearauata)、剑叶虾脊兰(C.floribundum)和独蒜兰(Pleionebulbocodioides)等；又有属于仅分布于东亚植物区中中国——日本植物亚区的许多种类，如钩距虾脊兰(Calanthegraciliflora)、广东石斛(Dendrobiumwilsonii)、毛葶玉凤花(Habenariaciliolaris)、带唇兰(Tainiadunii)、独花兰(Changnieniaamoena)、裂唇舌喙兰(Hemipiliahenryi)、黄花白芨(Bletillaochrace)、蕙兰(Cymbidiumfaberi)、春兰(C.goeringii)、寒兰(C.kanran)、绿花杓兰(Cypripediumhenryi)、台湾盆距兰(Gestrochilusformosanus) 等等；另外还有分布在东亚植物区中的中国—喜马拉雅植物亚区的众多种类，如: 镰萼虾脊兰(Calanthepuberula)、流苏虾脊兰(C.fimbriata)、竹叶兰(Arundinagraminifolia)、石斛(Dendrobiumnobile) 、毛叶芋兰(Nerviliaplicata)、少花阔蕊兰(Peristylusaffinis)、阔蕊兰(P.goodyeroides)、鹤顶兰(Phaiustankervilliae)、台湾吻兰(Collabiumformosanum)、长包羊耳蒜(Liparisinaperta)、小羊耳蒜(L.fargesii)、大花对叶兰(Listeragrandiflora)、小舌唇兰(Platantheraminor)、大叶杓兰(Cypripediumfasciolatum)、黄花杓兰(C.flavum)、离萼杓兰(C.plectrochilon)、大叶火烧兰(Epipactismairei)、马齿毛兰(Eriaszetschuanica)、长距玉凤兰(Habeneriadavidii)、云南石仙桃(Pholidotayunanensis)、蝶兰(Phalaenopsiswilsonii) 等等。是我国兰科植物区系较复杂的省份之一。

3.3生态习性的多样性

3.3.1 属的生活型 湖南兰科植物61属中，地生型41属115种，附生型17属54种，腐生型3属4种，分别占总属数和总种数的67.21%和66.47%、27.87%和31.21%、4.92%和2.31%，以地生型属和种占绝对优势，这一特点通常作为兰科植物区系温带性质为主的标志[6]。我们认为这也是亚热带兰科植物区系固有特性，与前面述及的地理成分特征有着共同的地史渊源。

3.3.2 种类的垂直分布 按中国植被区划，湖南地带性植被为常绿阔叶林，从沟谷到山顶，随着海拔的升高有常绿阔叶林、亚热带针阔混交林、常绿与落叶阔叶混交林、落叶阔叶混交林和山顶矮林、灌丛及草甸。在各个垂直带上，兰科植物都有其各自的代表。在沟谷海拔150～600m之间，通常生长着许多附生兰科植物，如红花隔距兰(Cleisostomawilliamsonii)、垂唇石斛(D.bereoglossum)、美花石斛(D.loddigesii)、罗河石斛(D.lohohense)、铁皮石斛(D.officinale)、单叶厚唇兰(Epigeneiumfargesii)、马齿毛兰(Eriaszetschuanica)、瓜子毛兰(E.dasyphylla)、风兰(Neofinetiafaleata)、新型兰(Neogynagardneriana)、钗子股(Luisiamorsei)、细叶石仙桃(Pholidotacantonensis)、石仙桃(P.chinensis)、石南石仙桃(P.yunnanensis)、单叶石仙桃(P.levilleana)及万带兰属和羊耳蒜属(Liparis)的大多种类。本带内的地生兰也有不少典型的代表，如兰属的春兰(C.goeringii)、建兰(C.ensifolium)、多花兰(C.floribundum)，通常生于山坡林缘和疏林地通风处。而兔耳兰(C.laneifolium)仅见于林下溪边阴湿处，另外白芨属则多见于林缘、田边灌草丛中，腐生兰类只有无叶兰。在海拔600～1300m之间，主要以地生兰为多，林下或林缘常见的有反瓣虾脊兰(Calantherefleya)、泽泻虾脊兰(C.alismaefolia)、短距虾脊兰(C.arcuata)、剑叶虾脊兰(C.davielii)、银兰(Cephalantheraerecta)、独花兰(Changnieniaamoeua)、台湾铠兰(Corybastaiwanensis)、杜鹃兰(Cremastraappendiculata)、双花杜鹃兰(C.bifolia)、蕙兰(Cymbidiumfaberi)、寒兰(C.kanran)、旗唇兰(Vexillabiumyakushimense)、斑叶兰属众多种类。其中也有附生兰类，如细茎石斛(Dendrobiummoniliforme)、杯鞘石斛(D.graliosissi-mum)、带叶兰(Taeniophyllumaphyllum)、小叶白点兰(Thrixspermumjaponicum)。位于此带的山坡疏林地、荒坡或路边则可见到毛葶玉凤兰(Habenariaeiliolaris)、长距玉凤兰(H.davidii)、十字兰(H.sagittifera)、小山兰(Oreorchisfoliosa)、长叶山兰(O.fargesii)、红花阔蕊兰(Peristylusgoodyeroides)、小花阔蕊兰(P.affinis)、尾瓣舌唇兰(Platantheramemdorrinorum)、小舌唇兰(P.minor)、美冠兰(Eulophiafaberi)、缓草(Spiranthessinensis)、短茎萼脊兰(Sedireasubarishii)，腐生兰类天麻(Gastrodiaelata)也通常分布于此带中林下或林缘。海拔1300m以上基本以地生兰为主，如细花虾脊兰(C.mannii)、流苏虾脊兰(C.fimbriata)、大叶火烧兰(Epipaclismairei)、小花火烧兰(E.helleborine)、蜻蜒兰(Tulotisasiatica)、小花蜻蜒兰(T.ussuriensis)、广布红门兰(Orchischusua)及杓兰属的绝大多数种类；偶尔可见台湾盆距兰(Gastrochilusformosanus)、独蒜兰(Pleionebulbocodiodes)、毛唇独蒜兰(P.hookeriana)等附生兰类；腐生兰类主要是山珊瑚属(Galeola)的种类。

4 结论与讨论

综上所述，湖南兰科植物多样性表现如下主要特征： ①湖南产兰科植物属种组成丰富，其属数占我国总属数的35.5%，种数约占国产总种数的14.45%，在我国亚热带兰科资源中占有重要地位； ②湖南兰科植物的地理成分复杂，其中热带分布属占63.33%、种类占60.93%；温带分布属占33.33%、种类占29.48%，从种级的分布格式上也表现出明显的过渡性和复杂性； ③湖南兰科植物的生态习性多样性首先表现在属的生活型上，其中地生型、附生型和腐生型三种生活型全有，分别占本省总属数和总种数的67.21%和66.47%、27.87%和31.21%、4.92%和2.31%，以地生型属和种占绝对优势，这一特点通常作为兰科植物区系温带性质为主的标志；同时在湖南地带性垂直植被带中，从沟谷到山顶兰科植物都有其各自的代表，也表现出垂直分布上的生态多样性特征。

湖南兰科植物地理成分主要表现为亚热带和温带性质，与热带兰科植物比较表现出个体生长相对集中、绝大多数种类没有无性克隆繁殖的习性、全生命过程都需要内生真菌与其共生等3个特点，为湖南兰科植物多样性保护带来客观上挑战： ①因个体生长相对集中，在适宜生境中能生长成百上千的个体，这种相对集中的群居方式易使人产生错觉，导致主观上忽视这类物种的保护而使之遭受灭绝。而事实并非如此，以(Cypripediumcalceolus)为例，原本是广布于欧洲的一种杓兰，该植物在20世纪初还普遍生长于英国，当地人常采集将其装饰房间，但到70年代已很难在野外发现这种可爱的兰花了。此外，个体的相对集中为人为采集提供了便利，反而加快了这些种类的灭绝进程。 ②因绝大多数种类不能产生自发的无性克隆繁殖，这种繁殖途径的单一化，阻碍了这些种类个体的数量发展，一旦遭破坏很难恢复，而逐渐走向灭绝。 ③种子萌发和根系生长都需要内生真菌与其共生，或至少共生的内生真菌可以有效地促进亚热带和温带众多兰科植物种子的萌发乃至生长发育的全过程。特殊多样的繁殖生长特性，充分反映了多样性的丰富内涵，但基于这种特性也是导致其在生物多样性保护链条中极为脆弱的一面，一旦受损极难恢复。

针对兰科植物多样性保护的特点和湖南的保护现状特提出以下建议，供参考： ①开展兰科植物全面调查评估，根据现有种质资源数量质量和分布特点，确定省级优先保护类群和优先保护地区或地段，促进湖南兰科植物的就地保护。 ②开展野生兰科植物繁殖生物学研究，尽快解决部分保护关键类群和利用的潜力类群的快速繁殖技术，有效解除濒危种的濒危现状，提供商用类群(观赏、药用)的种苗，推进兰花产业化发展，从根本上缓解对野生兰科植物采挖利用的压力。建议建立省级野生兰科植物迁地保育中心。 ③开展兰科植物多样性保护的国际合作，促进兰科植物研究、保护等信息与技术的交流，广开门路，引进资金，加快野生兰科植物保护与繁育步伐，增大国际影响。

[1] 邬舜.湖南省农业区划[M].长沙:湖南科技出版社,1986.

[2] 祁承经.湖南植被[M].长沙:湖南科技出版社,1990.

[3] 陈心启,吉占和.中国兰花全书[M].北京: 中国林业出版社,1998.

[4] 吴征镒.中国种子植物属的分布区类型[J].云南植物研究(增刊),1991(IV):1-139.

[5] 郎楷永.兰科植物区系中一些有意义属的地理分布格局的研究[J].植物分类学报,1994,32(4): 328-339.

[6] 郎楷永.横断山地区兰科植物区系的研究[J].植物分类学报,1990,28(5):356-357.

(文字编校：张 珉)

TheOrchidaceaeplantdiversityofHunanProvince

ZHANG Canming1, JIN Biao2, LI Xiquan1

(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.Hunan Badagongshan National Nature Reserve Administration, Zhangjiajie 427100, China)

In this paper, based on the extensive investigations of Hunan Orchidaceae plant, there were 61 genera, 167 species and 6 variants. According to the species composition, floristic composition and geographical distribution characteristics, the diversity status of Hunan Orchidaceae plant were expounded. The effective measures and recommendations for the protection and utilization of Hunan Orchidaceae plant were proposed by the development and utilization characteristics of Orchidaceae plant.

Orchidaceae plant; diversity; protection; Hunan province

2013-02-04

2013-03-07

湖南省科技厅项目(2009WK3039)。

S 682.31

A

1003-5710(2013)02-0020-04

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 02. 005