湖南省木兰科植物资源及地理分布研究

李瑞雪，金晓玲，宁　阳，陈　洁，蔡梦颖

(1.中南林业科技大学，长沙 410004； 2.湖南科技大学，湘潭411201)



湖南省木兰科植物资源及地理分布研究

李瑞雪1,2，金晓玲1，宁阳1，陈洁1，蔡梦颖1

(1.中南林业科技大学，长沙 410004； 2.湖南科技大学，湘潭411201)

通过野外调查、资源采集、标本鉴定和资料分析，研究了湖南省木兰科植物的资源状况及地理分布.结果表明：湖南省木兰科植物有6属39种(含1亚种，3变种)，分别占国产属、种数54.5%、24.38%，全省47个县有分布，集中分布在湘南、湘西南、湘西北地区；垂直分布集中在海拔500～1500m范围内，水平分布中心在北纬28°～26°和东经108°47′～111°之间；湖南省与广东、广西的木兰科物种相似性系数分别为58.46%和55.42%，其次为贵州、江西和四川，与云南的相似性系数最低.

木兰科； 物种丰富度； 垂直分布； 水平分布； 相似性系数

木兰科(Magnoliaceae)在植物分类学上占有十分重要的地位，APG系统认为其与基部被子植物、单子叶植物以及核心双子叶植物并列[1-2]，多数木兰科植物具有花大艳丽，芬芳馥郁、树姿优美、材质优良的特点，是珍贵的园林绿化树种和药用芳香植物，极具科研和应用价值[3].对当代木兰科植物研究有重要影响的有NOOTEBOON系统[4-5]、FIGLAR系统[6]、刘玉壶系统[7]、FloraofChina(FOC)系统[8]，但各学者对木兰科内属的划分持不同观点，至今没有统一的看法，目前普遍被大家接受且应用最多的是刘玉壶系统[9-11].根据刘玉壶的木兰科植物分类系统，全世界木兰科有16属，约300种，我国产11属，160种，是木兰科植物的现代分布中心[7].湖南省有丰富的木兰科植物资源，目前多数学者认为湖南省木兰科植物有6属，但种类上存在一定差异，从17种到36种(含亚、变种)均有报道.《中国树木志》[12]和《中国植物志》[13]记载湖南省木兰科植物有17种；《湖南植物名录》记载有22种[14]，彭春良认为有33种1亚种[15]，林祁、曾庆文报道有34种2变种[16]，刘克旺则认为有29种1亚种1变种[17]，朱雅安调查认为有33种[18]，闫双喜的调查有34种[19].本文在查阅文献资料及木兰科植物标本(中南林业科技大学标本馆等)的基础上，对湖南省的48个县进行实地调查、标本采集和鉴定，在采用刘玉壶系统的基础上, 参考FOC系统，研究湖南省木兰科植物资源及地理分布,补充完善了前人研究中遗漏的原生种及亚、变种，对存在争议的种进行核实，旨在揭示该科植物在湖南省的资源状况和自然分布规律及其与邻近省区该种的关系，为湖南省木兰科植物资源保护、开发利用研究提供参考依据.

1　研究区域概况

湖南省位于我国长江中游洞庭湖以南，南岭山以北，北纬24°39′～30°38′，东经108°47′～114°15′，其东、南、西三面环山、中部和北部地势低平.东部为湘赣交界的罗霄山脉，南部为五岭山脉(即南岭山脉)，西南有雪峰山脉，西北有武陵山脉.湖南中部地区大多为丘陵、盆地和河谷冲积平原，除衡山高达千米以外其他均在海拔500m以下.炎陵县境内的酃峰为最高峰，海拔2122m.湘北为洞庭湖、与湘、资、沅、澧四水尾闾的河湖冲积平原，地势很低，一般海拔50m以下，湖南省毗邻湖北、江西、贵州、广西、四川和广东，全省总面积2.11829×105km2，山地和丘陵为木兰科植物在湖南省的主要分布区，分别占总面积的51.2%和13.9%，气候为大陆性中亚热带季风湿润气候，雨量适中，年均气温16～18℃，年日照时数1300～1800h，无霜期250～280d，年平均降雨量1200～1700mm且多集中在春夏季节，夏秋多旱，冬天湿冷，严寒期短，四季分明[20].湖南省复杂独特的气候、地理条件，对木兰科植物的生长和地理分布产生了一定的影响.

2　研究方法

2.1实地调查

课题组于2013年6月至2015年1月期间，对湖南省内长沙，株州，湘潭，衡阳，益阳，常德，张家界，湘西自治州(吉首)，怀化，岳阳，永州，郴州，娄底，邵阳的各个县进行实地调查.调查前先向当地村民、县林业局了解本地木兰科植物资源分布和生长情况，深入野外进行实地调查取样，结合已有资料确定湖南省各县木兰科植物资源及地理分布情况.

2.2资料查阅

本研究的数据还来源于《中国植物志》、《中国木兰》、《湖南树木志》、《中国高等植物》、《中国植物红皮书》(第二册)、《广东植物志》、《FloraofChina(vol.17)》等记录有木兰科植物的相关文献及湖南科技大学、中南林业科技大学植物标本馆馆藏木兰科标本信息[7-33].

2.3数据处理

根据实地走访调查结合已有文献资料，从物种丰富度、相似性系数、垂直分布、经度分布和纬度分布等方面研究湖南木兰科植物资源状况和地理分布. 物种丰富度即为出现在调查区域木兰科植物种类数.采用相似性系数计算公式：K = 2c/(a+b)，对湖南省区木兰科植物相似性系数(K)进行了统计，式中，c为两调查区域共有的木兰科植物种数； a，b分别为两调查区域各有的木兰科植物种数.由公式可知，K值越大，两调查区域的木兰科植物种类组成越相似[34].

3　结果与分析

3.1湖南省木兰科植物种类

本研究调查发现湖南省野生木兰科植物共6属39种(含1亚、3变种)，其中含笑属(MicheliaL.)19种，木莲属(ManglietiaBI)6种，木兰属(MagnoliaL.)10种，拟单性木兰属(ParakmeriaHuetCheng)2种，鹅掌楸属(LiriodendronL.)1种，观光木属(TsoongiodendronChun)1种；分布于47个县，多生长在海拔500～1500m的山地阔叶林中，分别占国产属、种数54.5%、24.38%，位居云南、贵州、广西之后，排名第四位.受国家保护的木兰科植物有8种，其中巴东木莲(Manglietia patungensisHu)、鹅掌楸(Liriodendron chinense(Hemsl.)Sargent)和观光木(Tsoongiodendron odorumChun)为国家二级保护植物；红花木莲(Mangliet insigns(Wall.)BI)、厚朴(Magnolia officinalis.Rehd.etWils.)、凹叶厚朴(Magnolia officinalis subsp.Bioba(Rehd.etWils.)Law)、天女木兰(Magnolia.sieboldiiK.Koch)、乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensis (ChunetC.Tsoong)Law)为国家三级保护植物；凹叶拟单性木兰(Parakmeria.lotungensis(Chunetc.Tsoong)Lawvar.xiangxiensisCL.PengetH.Yan)为湖南特有种(表1).

(续表)

(续表)

3.2湖南省各县区木兰科植物的属间物种丰富度

物种丰富度在一定程度上与该地区的生物地理多样性有关.对湖南省木兰科植物各属的物种丰富度进行了统计分析，从表2可以看出全省木兰科植物物种丰富度在13种以上县(市)有通道、新宁、宜章；9～12种的县有城步、桑植、保靖、绥宁；5～8种的县有张家界、石门、江华、炎陵、慈利、道县、资兴、武陵源、衡阳.在全省木兰科植物的6个属中分布木莲属植物最多的县是通道、宜章，有4种；木兰属植物分布最多的县为石门，有6种；通道的含笑属植物分布最多，有9种；通道、新宁、宜章、江华分布有观光木属植物；新宁、武陵源和宜章分布有2种拟单性木兰属植物；鹅掌楸属植物在新宁、城步、桑植、绥宁、张家界、石门、慈利、武陵源、芷江、龙山、浏阳、安化均有分布.

表2　湖南省各县木兰科植物属间物种丰富度

注：A～木莲属，B～木兰属，C～含笑属，D～拟单性木兰属，E～观光木属，F～鹅掌楸属.

3.3湖南省木兰科植物的地理分布规律

3.3.1湖南省木兰科植物的经度分布情况

湖南地处东经108°47′～114°15′，以东经108°47′～111°、111°～113°、113°～114°15′将湖南分为西部、中部和东部三部分，各区域分布的木兰科植物情况统计(表3).

注：A～木莲属，B～木兰属，C～含笑属，D～拟单性木兰属，E～观光木属，F～鹅掌楸属.

西部是全省木兰科植物分布最多的地区，有木兰科植物31种，占全省木兰科植物的79.48%，其中木莲属5种、木兰属7种、含笑属15种、拟单性木兰属2种、观光木属1种、鹅掌楸属1种，湘西南(通道、城步、新宁、绥宁洞口)和湘西北(桑植、保靖、张家界、永顺)为木兰科植物的集中分布区，西部特有种10种，分别是巴东木莲、红花木莲、光叶木兰、天女木兰、四川含笑、绒毛含笑、新宁含笑、醉香含笑、平伐含笑和多花含笑.湘中部和湘东部区域各分布有木兰科植物20种，均占全省木兰科植物的51.28%，中部地区有木莲属2种、木兰属8种、含笑属7种、拟单性木兰属2种、鹅掌楸属1种，长柄含笑、多瓣紫玉兰为该区域特产种，石门、慈利、道县为木兰科植物在中部分布相对比较集中的地方.湘东部区域有木莲属4种、木兰属3种、含笑属9种、拟单性木兰属2种、观光木属有1种，鹅掌楸属1种，含笑、野含笑和铜色含笑是湖南该区域的特有种，湘东南区域的宜章是木兰科植物集中分布区，其次是资兴，该区的其他县木兰科植物仅有零星分布.

3.3.2湖南省木兰科植物的纬度分布情况

在湖南省境内由北至南以北纬28°～30°38′、26°～28°、24°39′～26°将湖南分为三段，各纬度范围内的木兰科植物分布(表4).

表4　湖南省木兰科植物的纬度水平分布

注：A～木莲属，B～木兰属，C～含笑属，D～拟单性木兰属，E～观光木属，F～鹅掌楸属.

湖南北段产木兰科植物19种，占全省木兰科植物的48.72%，其中木莲属2种、木兰属6种、含笑属8种、拟单性木兰属2种、鹅掌楸属1种，巴东木莲、厚朴、光叶木兰、望春玉兰、华中木兰、黄心夜合、四川含笑、绒毛含笑、多瓣紫玉兰为北段的特有种，桑植、石门、保靖、慈利为北段地区木兰科植物的集中分布区；中段产木兰科植物24种，占全省木兰植物总数的61.54%，其中木莲属4种、木兰属4种、含笑属12种、拟单性木兰属2种、观光木属1种、鹅掌楸属1种，红花木莲、新宁含笑、平伐含笑、醉香含笑、天女木兰为中段区域的特产种，中段区域木兰科植物集中分布在新宁、通道、城步；南段区域木兰科植物集中分布在宜章，其次是绥宁、道县和资兴，本纬度区域产木莲属4种、木兰属1种、含笑属10种、拟单性木兰属2种、观光木属1种、鹅掌楸属1种，毛桃木莲、灰毛含笑、铜色含笑、亮叶含笑、含笑为南段区域的特有种.

3.3.3湖南省木兰科植物的垂直分布情况

根据收集的木兰科植物各物种的垂直分布数据, 分析了木兰科植物在湖南的垂直分布状况(表5).

表5　湖南省木兰科植物的垂直分布

注：A～木莲属，B～木兰属，C～含笑属，D～拟单性木兰属，E～观光木属，F～鹅掌楸属；若某一物种的垂直分布海拔高度是400～700m, 则在0～500m中记为一种, 在500～1000m中再记为一种.

湖南省木兰科植物分布在海拔0～2110m范围之内，有34种垂直分布分集中在海拔501～1500m的范围内，其中木莲属有6种，木兰属有10种，含笑属有19种，拟单性木兰属2种，鹅掌楸属1种，观光木属1种，占全省总木兰科植物种数的87.18%，分布在海拔501～1000m的有30种，比海拔1001～1500m范围的木兰科植物多8种.在海拔0～500m范围内的木兰科植物有12种，占30.77%；海拔1501～2000m的有7种，占17.95%；海拔2000m以上的只有天女木兰1种.

3.3.4湖南省与邻近主要省的木兰科植物比较

将湖南木兰科植物与国内主要省(区)(少于15种的省区略)进行比较(表6).湖南木兰科植物占国产种总数的24.38%，在全国各省(区)中仅次于云南、贵州、广西而居第四位，说明湖南木兰科植物种质资源十分丰富，是现在木兰科植物的分布中心之一.湖南与广东、广西的木兰科种类相似性系数最高，分别为58.46%和55.42%，其次为贵州、江西和四川，与云南的相似性系数最低，仅为25.24%.

表6　湖南省与邻近省区木兰科植物丰富度

注：A～木莲属，B～木兰属，C～含笑属，D～拟单性木兰属，E～观光木属，F～鹅掌楸属，G～合果木属，H～长蕊木兰属，I～华盖木属，J～焕镛木属.

4　结论与讨论

(1) 本研究明确了湖南省木兰科植物有6属39种(含1亚、3变种)，其中含笑属(MicheliaL.)19种，木莲属(ManglietiaBI)6种，木兰属(MagnoliaL.)10种，拟单性木兰属(ParakmeriaHuetCheng)2种，鹅掌楸属(LiriodendronL.)1种，观光木属(TsoongiodendronChun)1种；这些植物分布于47个县，多生长在海拔500～1500m的山地阔叶林中，分别占国产属、种数54.5%、24.38%.本研究对存在争议的种、亚种、变种重新进行了梳理定位，与前人的研究相比更加科学、完善.彭玉良，林祁的研究中将荷花玉兰、紫玉兰列为湖南省的野生种[15-16]，而刘玉壶在《中国木兰》中指出荷花玉兰原产于美洲东南部，紫玉兰产于福建、湖北、四川、云南西北部，本研究调查结果也表明荷花玉兰、紫玉兰应为湖南省的栽培种，不能将其列为湖南野生种；湘南含笑在FOC中列为不合格发表[8]，三者均不能列为湖南野生木兰科植物资源，补充完善了1亚种(凹叶厚朴)，3变种(凹叶拟单性木兰、灰毛含笑和多瓣紫玉兰).

(2) 彭春良[15]，刘克旺[17]指出湘南、湘西南是湖南省木兰科植物的集中分布区，林祁[16]则认为湘西北至湘西南地区是湖南木兰科植物的现代分布中心与现代分化中心.本研究表明木兰科植物在湖南省47个县均有分布，但分布不均匀.宜章、南岭山、雪峰山和武陵山地区即湘南、湘西南的城步、通道、新宁、绥宁、洞口，湘西北的保靖、桑植、石门、永顺、张家界和慈利是全省木兰科植物的集中分布区，西部和东部木兰科植物的分布相对贫乏，中部和东北的木兰科植物仅零星分布.这一方面可能因为湘南、湘西南、湘西北地区为我国现代木兰科植物分布中心的边缘，很多原始类型集中分布在这一地区，使其成为湖南省木兰科植物种类最多、分布最为集中的区域，另一方面由于木兰科植物喜温暖湿润、土壤肥沃、排水良好的山谷和山坡，而湖南省东、西、南三面环山的马蹄形的地理地貌和特殊的气候条件为木兰科植物的生存繁衍提供了优越的自然条件，影响了木兰科植物在湘南、湘西南、湘西北水平地带的集中分布.

(3) 湖南省木兰科植物的垂直分布中心在500～1500m的山地阔叶林中，水平分布中心在北纬 28°～26°和东经108°47′～111°之间.分布低于海拔500m的有毛桃木莲、望春玉兰、多瓣紫玉兰、玉兰、紫花含笑、野含笑、含笑、黄心夜合、乐昌含笑、醉香含笑、阔瓣含笑、观光木12种木兰科植物；分布在1500～2000m的有桂南木莲、木莲、红花木莲、凹叶厚朴、天女木兰、华中木兰、金叶含笑、鹅掌楸8种木兰科植物；2000m以上仅有天女木兰1种.木兰科植物在湖南省纬度和经度的各区域范围内都有分布，但是种类上发生了很大变化，各区域都有特有种分布.

(4) 湖南省为我国木兰科植物的现代分布中心之一，有丰富的木兰科植物资源.彭春良[15]认为湖南省的木兰科植物资源在全国居云南、广西、广东、贵州之后排名第五，林祁[16]、刘克旺[17]认为其位于云南、广西之后，排名第二，本研究结果表明湖南省的木兰科植物位居云南、贵州、广西之后，在全国排名第四位，这与闫双喜[19]的研究结果一致.湖南省的木兰科植物与邻近省的关系密切，相似性系数高的都在地理上相近或环境异质性比较小的邻近省区内，湖南与广东、广西的木兰科种类相似性系数最高，分别为58.46%和55.42%，其次为贵州、江西和四川，这说明湖南省与地理位置相近或环境条件差异较小的省区的物种分布组成相似，故导致相似性系数较大；与云南的相似性系数最低，仅为25.24%，这是由于湖南地理位置与云南隔离较远，地理环境条件差异较大导致两省区的物种分布组成有较大差异.

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Studies on the Resources and Geographical Distribution oftheMagnoliaceaeinHunanProvince

LI Ruixue1,2, JIN Xiaoling1, NING Yang1, CHEN Jie1, CAI Mengying1

(1. College of Landscape Architecture,Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410014， China;2. Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China)

StudieswerecarriedoutontheresourcesandgeographicaldistributionoftheMagnoliaceaeplantsinHunanProvincebythefieldinvestigation,collection,specimenidentificationanddataanalysis.TheresultsshowthatHunanisoneofthemoderndistributioncenterofMagnliaceaeplantsinourcountry.Thereare6generaand43species,includingvarieties,ofthefamilyMagnoliaceaeinHunanProvinces.Theseplantsaredistributedin47countiesandthedistributioncentersareinthesouth,southwestandnorthwestofHunanprovince.Theirverticaldistributioncenteroccursbetween500—1500mabovesealevel,anditshorizontalcenterlimitsabout28°—26°Nand108°47′—111°E.ThesimilaritycoefficientofMagnoliaceaespeciesinHunancomparedwithGuangdongandGuangxiare58.46%and55.42%,respectively,followedbyGuizhou，SichuanandJiangxi，thelowestwithYunnan.

Magnoliaceae;Speciesrichness;Similaritycoefficient;Verticaldistribution;Horizontaldistribution

0427-7104(2016)02-0267-08

2015-05-29

林业公益性行业科研专项经费(201404710)；湖南省“十二五”重点学科建设(湘教发[2011]76号)

李瑞雪(1981—)，女，博士研究生；金晓玲，女，教授，通讯联系人，E-mail：jxl0716@hotmail.com.

Q948.2

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