天山东部木本植物区系分析

王志芳，尹林克，陈艳锋，蒋 靖

(1.新疆农业大学，新疆乌鲁木齐 830052；2.中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐 830011；3.中国科学院大学，北京 100049)



天山东部木本植物区系分析

王志芳1，尹林克2*，陈艳锋2，3，蒋 靖1

(1.新疆农业大学，新疆乌鲁木齐 830052；2.中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆乌鲁木齐 830011；3.中国科学院大学，北京 100049)

摘要[目的]明确天山东部木本植物区系成分。[方法]通过实地调查和查阅参考文献分析天山东部木本植物区系科、属的组成和地理成分。[结果]天山东部共有木本植物31科57属145种。天山东部木本植物区系成分以世界分布科为主，共13科，占总科数41.94%，所占比例较高，说明该区域在地理成分组成方面具有强烈的过渡性。属的分布类型以北温带分布为主，占总属数29.82%。单属科21科，寡种科7科，这种现象与天山独特的生态地理有关，表明该研究区木本植物区系具有复杂性。[结论]研究结果为天山东部木本植物分布区类型和资源的保护提供了理论依据。

关键词天山东部；木本植物；植物区系；分布区类型

植物区系是某一地区，或者某一时期，某一分类群，某类植被等所有植物种类的总称[1]。植物区系是自然形成物，它是植物界在一定自然地理环境，特别是自然历史条件综合作用下长期发展演化的结果。天山山脉是亚洲内陆中部的著名山系，世界干旱区域的多雨山地之一[2]。在我国境内，纬向横亘于新疆维吾尔自治区中部，天山的自然地理在历史上几经变迁，不同的植物区系互相交融，致使天山的植物区系变得复杂、多样。天山是森林、草原资源的集中地，在地球科学、生物与生态学和景观美学方面具有独特价值。

天山东部区域是新疆天山北弧的东延部分，山系狭隘，受地质构造控制，地势东南高西北低，形成了水气入侵的天然缺口，造就了典型的温带大陆性干旱气候[3]。已有学者对新疆植物区系[4-8]和天山局部地区的植物区系[9-14]进行了研究，但关于该地区木本植物区系的研究鲜见报道。为此，笔者通过实地调查和查阅参考文献对该地区的植物区系进行了初步研究，分析了该地区木本植物科属种的区系类型，以期为该区域木本植物分布区类型和资源的保护提供理论依据。

1研究区概况与方法

1.1研究区概况研究区位于新疆天山东部，行政单元包括哈密市(天山东段南麓)、巴里坤哈萨克自治县(天山东段与东准噶尔断块山系之间)、伊吾县(天山东段北麓)，地理坐标96°23′～ 91°06′ E，40°52′～45°05′ N。区域总面积约13万km2，其中高山占总面积的4.50%，沙漠占1.50%，平原戈壁占27.90%，未被利用的戈壁、沙漠、高山约占总面积的70.65%。天山南北坡植被类型差异明显，南坡干燥少雨，昼夜温差大，日照时间长，主要是荒漠、干旱山地草原植被。北坡降水多、较温凉，主要是山地草甸草原、针叶林；年平均气温-2.5～5.0 ℃，年平均降水仅有202 mm[15]，属典型的温带大陆性干旱气候；土壤具有山地垂直地带性，南坡以干旱的草甸草原土和草原土为主，北坡以黑钙土、棕钙土为主。

1.2研究方法

1.2.1调查方法。①采用知情人访谈、踏查、样地调查、线路调查等方法，于2015年5～8月进行3次野外实地调查和标本采集。依据群落大小将标准地面积设在50～400 m2，记录包括植物的种植类型、生境、经纬度、海拔、坡向、土壤类型等，采集植物标本请专家鉴定。②查阅《新疆植物志》[16]、《新疆高等植物检索表》[17]、《新疆树木志》[18]等，结合实地调查数据，建立木本植物名录。

1.2.2布区类型统计。结合木本植物名录，查阅吴征镒等的《中国被子植物科属综述》[19]、《中国种子植物区系地理》[20]和《中国种子植物属的分布区类型》[21]，王荷生的《植物区系地理》[1]等文献统计天山东部木本植物科、属、种的分布区类型。

2结果与分析

2.1天山东部木本植物的组成由表1可知，该区域共有野生木本植物31科57属145种(变种)，其中裸子植物3科4属11种；被子植物28科53属134种(变种)。研究区内植物科、属、种分别占新疆木本植物科、属、种[22]的83.78%、54.29%、33.33%。

含5属及以上的科有3科，分别是藜科(8属)、豆科(7属)和蔷薇科(5属)，共计20属，占研究区域植物总属数的35.08%。2～4属的科有7科，分别是菊科(3属)、柽柳科(3属)、杨柳科(2属)、虎耳草科(2属)、蓼科(2属)、唇形科(2属)和松科(2属)，占总属数的28.07%。有1属的科共计21科，占总属数的36.84%。

种数大于10种的科有藜科(17种)、豆科(22种)、蔷薇科(14种)、柽柳科(11种)和杨柳科(12种)，共计5科76种，占研究区域植物总种数的52.41%。种数在6～10的有蓼科(7种)、毛茛科(6种)和麻黄科(6种)，共计3科19种，占总种数的13.10%。种数在2～5的共计16科45种，占总种数的31.03%。含1种的科共计7科7种，占总种数的4.83%。

2.2分布区类型

2.2.1科的分布区类型。在植物区系分类中科是最大的自然单元，各科之间有区别他科的十分明显的结构特征，且一定的气候条件使植物科分布有受遗传控制对不同气候的忍耐力，这表明它们可能有共同的起源，所以具有比较稳定的分布区[1]。

根据吴征镒等[19]对世界种子植物科的综述，统计天山东部木本植物31科划分为6个分布区类型(表2)。

(1)世界分布科：松科、柏科、蓼科、藜科、十字花科、蔷薇科、豆科、菊科、 唇形科、旋花科、茄科、杜鹃花科、毛茛科。指在世界各大洲几乎都有分布的科。

(2)泛热带分布科：萝摩科。指广泛分布于美洲、非洲至马达加斯加、亚洲至澳大利亚等热带地区的科。

(3)热带至亚热带分布科：夹竹挑科、马鞭草科。指分布在热带至亚热带范围内的科。

(4)热带亚洲至温带分布科：麻黄科、榆科、裸果木科、旋花科、茄科。指分布于印度—马来西亚(旧大陆热带)至欧洲、亚洲温带的科。

(5)亚热带至温带分布科：杨柳科。指分布于亚热带至欧洲、亚洲和北美洲温带地区的科。

(6)温带分布科：胡桃科、桦木科、毛茛科、小檗科、虎耳草科、蒺藜科、柽柳科、胡颓子科、忍冬科。指广泛分布于欧洲、亚洲、北美洲中高纬度的温带地区的科。

2.2.2属的分布区类型。王荷生认为属是最重要且最能说明问题的，因为属的大小在分类学和地理学上不如科大，属的分布区是其组成种的分布区的总和，以“属”作为划分植物区系地区的标志或依据[1]。

表2研究区木本植物科的分布区类型

Table 2The areal-types of the woody plants families in the study area

根据吴征镒对中国种子植物属的分布区类型[21]，统计天山东部木本植物的53属分划为8个分布类型和4个变型(表3)。其中，北温带分布有17属，占总属数的29.82%，地中海、西亚、至中亚分布有14属，占24.56%。

(1)世界分布：黄耆属(Astragalus)、猪毛菜属(Salsola)、铁线莲属(Clematis)、旋花属(Convolvulus)等。

(2)泛热带分布：麻黄属(Ephedra)、山柑属(Capparis)、蒺藜属(Tribulus)等。

(3)北温带分布及其变型：杨属(Populus)、柳属(Salix)、桦木属(Betula)、小檗属(Berberis)、栒子属(Cotoneaster)、蔷薇属(Rosa)、岩黄芪属(Hedysarum)、棘豆属(Oxytropis)、忍冬属(Lonicera)等。

(4)旧世界温带分布：木蓼属(Atraphaxis)、柽柳属(Tamarix)、水柏枝属(Myricaria)等。

(5)温带亚洲分布：锦鸡儿属(Caragana)、亚菊属(Ajaia)。

(6)地中海、西亚、至中亚分布及其变型：沙拐枣属(Calligonum)、假木贼属(Anabasis)、驼绒藜属(Certoides)、盐节木属(Halocnemum)、梭梭属(Haloxylon)、盐爪爪属(Kalidium)、骆驼刺属(Alhagi)、霸王属(Zygophyllum)、琵琶柴属(Reaumuria)、白刺属(Nitraria)等。

(7)中亚分布：戈壁藜属(Iljinia)、紫苑木属(Asterothamnus)。

(8)东亚分布：莸属(Caryopteris)。

2.3特有成分研究区域内无中国特有属[23]，特有属贫乏的重要原因是由于中国特有属均以云南或西南诸省为分布中心，向东北、东、西北方向辐射并逐渐减少，且主要分布于秦岭—山东以南的亚热带和热带地区[24]。

我国特有植物7种，分别是灌木紫菀木(Asterothamnusfruticosus)、木本猪毛菜(Salsolaarbuscula)、天山猪毛菜(Salsolajounatovii)、小沙拐枣(Calligonumpumilum)、甘肃柽柳(Calligonumchinense)、唐古特白刺(Nitrariatangutorum)、哈密锦鸡儿(Caraganahamiensi)。

3讨论

独特的自然地理环境造就了区域内特殊的植物区系特征，天山东部是东西走向的活动带，结构类型属于西北干旱型垂直带结构类型。在上新世期间，由于亚洲中部的造山运动，改变了天山植被的进一步演化和植被地带的分化[2]。研究区内共有木本植物31科57属145种(变种)，其中裸子植物3科4属11种；被子植物28科53属134种(变种)。科的分布类型中世界分布有13科，占总科数的41.94%，温带分布有9科，占总科数的29.03%，热带成分占有比例较低，与研究区域的气候带分布相一致。

属的分布类型中北温带分布有17属，占总属数的29.82%，地中海、西亚、至中亚分布有14属，占24.56%，温带成分占优势，该区域的生态环境干旱。与新疆中天山野生植物区系[12]相比，该研究区植物种类相对贫乏，这与该区的干旱型垂直带结构类型和温带大陆性干旱气候有很大关系。

张海燕等[11]分析了东天山喀尔力克山北坡—淖毛湖植物区系，他们认为区域内多年生草本在全部植物中占多数，物种形成是年轻的进化类型。然而他们把草本和木本植物结合在一起分析，并未着重分析木本植物的区系特征。该研究分析了天山东部木本植物区系，结合崔大方等[22]对新疆木本植物区系的研究，为天山东部木本植物的研究提供了理论依据。

4结论

(1)天山东部区域共有木本植物31科57属145种(变种)，其中藜科、豆科、蔷薇科和杨柳科，共计76种，占研究区域植物总种数的52.41%，优势科非常明显。藜科、豆科和蔷薇科都是世界分布科，只有生态幅度大的植物才能在严酷的环境下长久生存，世界分布科在该区占优势，说明该区严酷的环境因素。

(2)属的分布类型以北温带分布为主，有17属，占总属数29.82%，这与该地区温带大陆性干旱气候相符合，说明该区域植物的旱生性质。旱生植物区系年龄较山地的中生区系和高山区系为古老，反映了该植物区系的性质是既古老又年轻。

(3)研究区内有1属的科共计21科21属，占总属数的36.84%。含1种的科总计7科7种，分别占总科数的22.58%、总种数的4.83%，单属科和单属或寡种属的比例较高，该现象在我国其他地区植物区系中很少见，这与天山东部的纬度和水热条件有关。

(4)研究区植物区系中缺乏中国特有属，中国特有种7种，占研究区域内总种数的4.83%，特有成分在该研究区域占有比例较低。

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Analysis on the Woody Flora in Eastern Tianshan Mountains

WANG Zhi-fang1, YIN Lin-ke2*, CHEN Yan-feng2,3et al

(1. Xinjiang Agricultural University, Urumqi, Xinjiang 830052; 2. Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi, Xinjiang 830011; 3.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049)

Key wordsEastern Tianshan Mountains; Woody plants; Flora; Areal-types

Abstract[Objective] The aim was to determine woody plants flora in Eastern Tianshan Mountains. [Method] Through field investigation and literature reviewing, families, genera and geographical elements of woody plants in Eastern Tianshan Mountain was analyzed. [Result] The results showed that there were 145 species belonging to 31 families and 57 genera of woody plants in Eastern Tianshan Mountain, 13 families in the world distribution, accounting for 41.94% of the total, which reflected a high ratio and had a strong transition in the areal-types composition. The main geographical composition of these genera was the north temperate, and they accounted for 29.82% of the total. Among the composition, there was 21 families of one-seeded genera and 7 families of depauperate genera, this phenomenon was related to the unique ecological geography of the Tianshan Mountains and indicated a complexity of flora in the study area. [Conclusion] The results provide theoretical basis for areal-types of woody plants and resource protection in Eastern Tianshan Mountains.

基金项目新疆维吾尔自治区林业厅项目(新林计字[2015]208号)。

作者简介王志芳(1989- )，女，河南商丘人，硕士研究生，研究方向：园林植物和观赏园艺。*通讯作者，研究员，从事荒漠植物种质资源多样性保护研究。

收稿日期2016-02-07

中图分类号S 184

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)07-011-03