泗水县湿地种子植物区系分析

乔元宝，张建峰，孔祥波

（1．泗水县林业局，山东 济宁 273200；2.泗水县苗馆镇林业站）

湿地是介于陆地和水生环境之间的过渡带，并兼有两种系统的某些特征[1]。在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、控制土壤侵蚀、促淤造陆、净化环境、维持生物多样性和生态平衡等方面均具有十分重要的作用，有“地球之肾”之称[2]。植物区系是某一地区、或者是某一时期、某一类群或某类植被等所有植物种类的总称，一个地区的植物物种组成，是植物在一定的自然地理环境、特别是一定的自然历史条件综合作用下长期发展演化的结果[3]。研究一个地区的植物区系有助于对该地区自然环境尤其古地理环境的深入研究，对生物多样性和生物资源保护等具有重要理论意义和实践意义。本文通过野外实地调查和系统分析，对泗水县湿地种子植物的种类组成和科属分布区类型进行研究，旨在探明泗水湿地种子植物的区系地理特征，从而为泗水湿地植被恢复、资源保护及合理利用等提供科学依据。

1 研究区自然地理概况

泗水县 (35°28′N-35°48′N，117°5′E-117°35′E)位于山东省中南部，大地貌属泰山群沂蒙边缘，中地貌属鲁中南丘陵山区。地势南北高、中部低，由东向西倾斜；南北是低山丘陵，占总面积的67.6%；中部河谷平地占总面积的32.4%。

该县地处暖温带大陆性季风气候区，年平均降水量693mm，降水多集中于6-8月，约占全年降水量62.8%。年平均气温13.4℃，极端最高气温40.3℃，极端最低气温-22.1℃。月平均气温6月和7月最高31.4℃。年平均相对湿度68%，相对湿度7-8月最大，达到80%，3月份最小，为61%。

县内河流属淮河流域沂沭泗河水系，主要由泗河及其31条支流组成。泗河是泗水县境内唯一大型河流，由东向西横贯县境，境内全长约61.76km，流域面积1015.54km2；其31条支流主要发源于南北山区，多南北走向，为山洪河流，源短流急，峰高量小，季节性变化较大。

泗水植物区系隶属泛北极植物区，中国-日本森林植物亚区，华北植物地区，辽东、山东半岛植物亚地区，鲁中南山地丘陵植物小区[4,5]。根据全国第二次湿地资源调查结果，该县湿地总面积3946.5hm2，其中河流湿地 1722.5hm2，湖泊湿地139.82hm2，人工湿地 2084.18hm2。

2 种子植物种类组成分析

通过泗水县湿地植被野外实地调查(表1)，共记录种子植物92科276属440种，其中裸子植物5科6属8种，双子叶植物70科202属316种，单子叶植物17科68属116种。

表1 种子植物科、属、种的群系组成

在所有的92科种子植物中(表2)，有41科为含2-4种的寡种科，占总科数的44.57%，该类型所含属、种数占总属、种数的比例为30.07%和25.45%；有31科为单种科，占总科数的33.70%，属、种比例分别为11.23%和7.05%；含20种以上的大型科虽然仅有4科，占总科数的4.35%，所含属、种比例却达到30.80%和32.95%。

含种数位于前十位的科(大型科4、中型科6)依次为禾本科(Gramineae,52种/34属)、菊科(Compositae,45种/29属)、莎草科(Cyperaceae,28种/10属)、蔷薇科(Rosaceae,20种/12属)、蓼科(Polygonaceae,19 种/3 属)、蝶形花科(Papilionaceae,18 种/12 属)、十字花科(Cruciferae,16种/9属)、苋科(Amaranthaceae,12种/4属)、旋花科(Convolvulaceae,10种/6属)、唇形科 (Labiatae,10种/6属)。属、种比例分别达到45.29%和52.27%，所含种数均达到10种及以上；除禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae)为单子叶植物外，其余8科均为双子叶植物。

表2 种子植物科、属、种的统计分析

3 种子植物分布区类型分析

3.1 种子植物科的分布区类型

根据吴征镒[6,7]种子植物科的分布区类型系统，泗水县湿地种子植物在科一级划分为8个分布区类型 (表3)，其中，世界分布30科，占总科数的32.61%；热带成分35科，占总科数的38.04%，包括泛热带分布32科、热带亚洲和热带美洲间断分布2科以及旧世界热带分布1科；温带成分26科，占总科数的28.26%，包括北温带分布21科、东亚和北美洲间断分布2科以及旧世界温带分布3科；东亚成分仅中国特有分布1科，占总科数的1.09%。

所有大型科(4科)，包括禾本科(Gramineae)、菊科 (Compositae)、莎草科 (Cyperaceae)和蔷薇科(Rosaceae)均为世界分布，该类植物常成为泗水湿地植被群落的优势种或建群种。

中型科(6科)除蝶形花科(Papilionaceae)为泛热带分布，蓼科(Polygonaceae)和十字花科(Cruciferae)为北温带分布外，其余3科均为世界分布，即苋科(Amaranthaceae)、旋花科(Convolvulaceae)和 唇形科(Labiatae)，其中多数种类是草丛植被中的优势种或常见种。

小型科(10科)包含世界分布型6科，即玄参科(Scrophulariaceae)、 藜科 (Chenopodiaceae)、 石竹科(Caryophyllaceae)、千屈菜科(Lythraceae)、茜草科(Rubiaceae)和眼子菜科(Potamogetonaceae)；泛热带分布型 3科，即茄科(Solanaceae)、木犀科(Oleaceae)和大戟科 (Euphorbiaceae)；以及北温带分型1科杨柳科(Salicaceae)。

寡种科(41科)包含世界分布16科，泛热带分布12科，热带亚洲和热带美洲间断分布3科，以及北温带分布11科，包括多数常见水生植物如睡莲科(Nymphaeaceae)、香蒲科(Typhaceae)、泽泻科(Alismataceae)、灯心草科(Juncaceae)、金鱼藻科(Ceratophyllaceae)、茨藻科 (Najadaceae)、浮萍科(Lemnaceae)、水鳖科(Hydrocharitaceae)和雨久花科(Pontederiaceae)等，以及常见木本植物如木兰科(Magnoliaceae)、松科(Pinaceae)、柏科(Cupressaceae)、悬铃木科(Platanaceae)以及胡桃科(Juglandaceae)等。

单种科(31科)包含热带分布1科，泛热带分布16科，旧世界热带分布1科，北温带分布7科，东亚和北美间断分布2科，旧世界温带分布3科以及中国特有分布1科。许多重要的木本植物如水杉(Metasequoia glyptostroboides)、银 杏(Ginkgo biloba)、臭 椿 (Ailanthus altissima)、 榆 (Ulmus pumila)、 梧 桐(Firmiana platanifolia)、栾树(Koelreuteria paniculata)、合欢(Albizia julibrissin)、柽柳(Tamarix chinensis)、金银 花 (Lonicerajaponica)、 花 椒(Zanthoxylum bungeanum)等均属于该类群。

由此可见，与大型科、中型科相比，寡种科和单种科热带成分比重显著增加，温带成分则分化更加明显，区系组成更加多样化。

3.2 种子植物属的分布区类型

根据吴征镒[8]中国种子植物属的分布区类型的划分，泗水县湿地种子植物在属一级分成15个分布区类型(表3)，其中，世界分布54属，占总属数的19.57%；热带成分 (2-7型)84属，占总属数的30.43%；温带成分 (8-11型)108属，占总属数的39.13%；古地中海成分(12,13型)9属，占总属数的3.26%；东亚成分 (14,15型)21属，占总属数的7.60%。

世界分布属大多数为草本，许多常见湿地植物群落的优势种或建群种，如香蒲属(Typha)、莕菜属(Nymphoides)、藨草属(Scirpus)、灯心草属(Juncus)、狐尾藻属 (Myriophyllum)、浮萍属 (Lemna)、紫萍属(Spirodela)、芜萍属(Wolffia)等均为世界分布。

热带分布型中泛热带分布(56属)占绝对优势，占热带分布属的66.67%，总属数的20.29%。常见的有枣属(Ziziphus)、牡荆属(Vitex)、马齿苋属(Portulaca)、鸭跖草属(Commelina)、大戟属(Euphorbia)、狗尾草属(Setaria)、狗牙根属(Cynodon)等。

温带成分以北温带分布 (63属)所占比例最高58.33%，其次为旧世界温带分布(26属)24.07%、以及东亚和北美洲间断分布(15属)13.89%，三者占总属数的比例分别为22.83%、9.42%、5.43%。其中，北温带分布属主要有杨属(Populus)、柳属(Salix)、松属(Pinus)和榆属(Ulmus)等乔木树种，葡萄属(Vitis)和忍冬属(Lonicera)等木质藤本，茜草属(Rubia)、葎草属(Humulus)、婆婆纳属(Veronica)和蓟属(Cirsium)等一到多年生草本，以及泽泻属(Alisma)、慈姑属(Sagittaria)和黑三棱属(Sparganium)等水生植物。旧世界温带分布属包括菊属(Dendranthemaindicum)、飞廉属(Carduus)、旋覆花属(Inula)、鹅观草属(Roegneria)、菱属(Trapa)以及柽柳属(Tamarix)等。 木兰属(Magnolia)、鹅掌楸属 (Liriodendron)、刺槐属 (Robinia)、紫穗槐属(Amorpha)、蛇葡萄属(Ampelopsis)、莲属(Nelumbo)、菖蒲属(Acorus)和菰属(Zizania)等则为东亚及北美间断分布的代表属。

古地中海成分包括地中海区、西亚至中亚分布7 属，如甘草属(Glycyrrhiza)、糖芥属(Erysimum)、牻牛儿苗属 (Erodium)等，以及中亚分布2属：大麻属(Cannabis)和角蒿属(Incarvillea)。

东亚成分(21属)中包括东亚分布及其变型19属，如侧柏属(Platycladus)、泡桐属(Paulownia)、栾树属(Koelreuteria)、枫杨属(Pterocarya)、芡属(Euryale)、斑种草属(Bothriospermum)、地黄属(Rehmannia)、萝藦属(Metaplexis)等，以及中国特有分布2属，水杉属(Metasequoia)和银杏属(Ginkgo)。

统计结果显示，与多种属相比，寡种属尤其单种属的区系地理成分分化程度更高，分布区类型更加细致化、多样化；同时，世界分布比重有所减小，热带成分和温带成分比重增加，温带成分逐渐占据优势。所含种数超5种(含5种)的有5属，除委陵菜属(Potentilla,6种)为北温带分布外，其余4属分布区类型均为世界分布，即蓼属(Polygonum,14种)、苋属(Amaranthus,8种)、莎草属(Cyperus,6种)和眼子菜属(Potamogeton,5种)。

4 结论

4.1 种子植物种类丰富，双子叶植物优势明显

泗水县湿地种子植物共92科276属440种，其中裸子植物5科6属8种，双子叶植物70科202属316种，单子叶植物17科68属116种。被子植物尤其双子叶植物优势明显。双子叶植物以菊科(45种)、蔷薇科(20 种)、蓼科(19 种)、蝶形花科(18 种)、十字花科(16种)、苋科(12种)、旋花科(10种)种类居多，单子叶植物以禾本科(52)、莎草科(28)种类较多。

4.2 区系地理成分复杂，具有明显的温带属性，表现出热带向温带过渡的性质。

根据吴征镒种子植物科属分布区类型划分系统，泗水县湿地种子植物在科一级可划分为8个分布区类型，热带成分所占比例最高38.04%，世界分布32.61%，温带成分28.26%，中国特有分布1.09%。 泛热带分布(34.78%)、世界分布(32.61%)、北温带分布(22.83%)，三种分布类型共同构成了该地湿地种子植物的主体，表现出热带向温带过渡的性质。在属一级划分为15个分布区类型，世界分布19.57%、热带成分30.43%、温带成分39.13%、古地中海成分3.26%以及东亚成分7.60%，所有温带分布类型总比例达到49.99%，表现出明显的温带属性，热带成分与世界分布比例仍然较大。

表3 种子植物科、属的分布区类型