杭州市临安区珍稀野生维管植物区系研究
2019-09-17刘佳虞钦岚饶盈代英超杨淑贞徐卫南夏国华
刘佳 虞钦岚 饶盈 代英超 杨淑贞 徐卫南 夏国华
杭州市临安区珍稀野生维管植物区系研究
刘佳1虞钦岚2饶盈3代英超4杨淑贞5徐卫南1夏国华2
(浙江省杭州市临安区林业局 311300;2 浙江农林大学林业与生物技术学院 浙江杭州 311300;3 浙江省杭州市临安区天目山林场 311311;4 浙江清凉峰国家级自然保护区管理局 浙江杭州 311321;5 浙江天目山国家级自然保护区管理局 浙江杭州 311311)
在对杭州市临安区珍稀野生维管植物野外调查的基础上,对珍稀野生植物组成与植物区系特征进行了分析,结果表明:临安共有珍稀野生维管植物45科,99属,132种(包括种下等级,下同),种、属比为1.33;该区珍稀野生植物中科属大小均以单种科、属为主,其中单种科、属分别为27个和81个,寡种科、属分别为14个和18个;珍稀野生植物区系地理成分复杂,分布区类型多样,古老植物丰富,有典型古老和孑遗类群,特有现象不明显;分布区类型组成差异大,科、属的热/温比分别为0.53和0.38,温带特征明显,兼具热带亲缘性,说明该区处于热带向温带的过渡地带。
临安区;珍稀野生维管植物;区系
生物多样性丧失和物种灭绝是全球最严重的生态问题之一,直接威胁着人类社会的可持续发展[1]。生物多样性保护已经成为国际社会最为瞩目的重大问题之一。中国是生物多样性最丰富的国家之一,居世界第三位[2],我国珍稀濒危物种众多,超过50%的种为我国所特有[3]。珍稀野生植物是生态系统中最为脆弱的物种,也是生物多样性最重要的组成成分之一。但长期以来,我国经济社会快速发展与资源过度利用的矛盾突出,人为活动频繁,加剧了珍稀野生植物栖息地破坏、生境片段化,加上物种自身的生理生态学特性,珍稀野生植物种群更新受到严重干扰,居群规模和数量锐减,珍稀野生植物拯救保护的形势尤其严峻。
浙江省拥有珍稀濒危野生植物160余种,其中中国特有属49个,占全国总数的15.0%[5]。杭州市临安区拥有天目山、清凉峰2个国家级自然保护区,被《中国生物多样性国情研究报告》列为中国陆地11个生物多样性保护的关键地区之一[6],也是全国35个生物多样性保护优先区域之一[7]。
随着杭州市临安区社会经济的快速发展,野生植物原生境丧失、片段化加剧,许多物种处于濒危状况,如羊角槭原生大树枯死,象鼻兰分布区范围快速缩小、种群数量锐减,玉兰叶石楠至今未见成功自然更新小苗,因此,对该地区珍稀濒危植物的保护迫在眉睫。为更好地保护珍稀野生植物,本文以杭州市临安区境内天然分布的珍稀野生维管植物为研究对象,根据1999年由国务院批复的《国家重点保护野生植物(第一批)》[8]、2016年中华人民共和国海关总署编印的《濒危野生动植物种国际贸易公约 附录Ⅰ、附录Ⅱ和附录Ⅲ》[9]和2012年浙江省人民政府颁布《浙江省重点保护野生植物》[10]公布的珍稀野生植物名录,对杭州市临安区珍稀野生维管植物种类作统计分析,并对其区系分布特征进行研究,为当地主管部门珍稀濒危野生植物保护、实现资源可持续利用提供参考。
1 自然概况
杭州市临安区地处浙江省西北部,天目山系南麓,东邻余杭区,南连富阳区、桐庐县和淳安县,西接安徽省歙县,北接安吉县及安徽省绩溪县和宁国市,地理坐标N29°56’-30°23’,E118°51’-119°52’。临安属江南地层区,江山—临安地层分区,区域构造属扬子准地台钱塘台褶带,在漫长的地质年代中,主要受印支运动和燕山运动的作用,形成了境内地形地貌的多样性和奇特性。地势总体呈西北高东南低,西、北、南三面环山,向东呈马蹄形开口。境内山脉分南、北两支,南支为昱岭山脉,北支为天目山脉,另有大片低山丘陵分布。最高点为清凉峰,海拔1787 m。境内有南苕溪、中苕溪、天目溪和昌化溪四条主要溪流,分属长江、钱塘江两大水系。该区属中亚热带季风气候,温暖湿润,光照充足,雨量充沛,四季分明。年平均气温16.1℃,年均降水量1463.5 mm,年平均无霜期为246 d,受台风、寒潮和冰雹等灾害性天气影响较大。临安森林植被在全国植被区划中属亚热带常绿阔叶林东部亚区,中亚热带常绿阔叶林北部亚地带,植被具明显垂直分布的层次性[11]。
2 研究方法
参考《浙江植物志》《浙江珍稀濒危植物》《天目山植物志》《清凉峰植物名录》(未发布)等书籍资料以及近年发表的临安境内发现的珍稀濒危野生植物新分布文献[5,12-16],初步拟定杭州市临安区珍稀濒危野生植物名录。2016年至2018年,采用线路调查和生物多样性富集区重点调查相结合的方法,先后对临安区境内天目山、清凉峰2个国家级自然保护区、青山湖国家森林公园以及太湖源镇、昌化镇、龙岗镇、湍口镇、岛石镇等10余个镇进行实地调查,共采集标本1000余号,经鉴定和核实分布信息,在此基础上根据《国家重点保护野生植物(第一批)》《濒危野生动植物种国际贸易公约 附录Ⅰ、附录Ⅱ和附录Ⅲ》和《浙江省重点保护野生植物》公布的珍稀野生植物名录确定临安区珍稀野生维管植物名录,并对名录收录的珍稀野生维管植物物种组成、科属大小、地理成分进行分析。
3 临安珍稀野生维管植物物种组成与分析
根据该名录,临安境内共有珍稀野生植物45科99属132种(含种下等级,下同),种、属比1.33。按类群分,蕨类植物2科2属2种,裸子植物3科5属6种,被子植物40科92属124种,其中双子叶植物36科54属65种,单子叶植物4科38属59种(表1)。按保护级别分,国家Ⅰ级重点保护野生植物5种,国家Ⅱ级重点保护野生植物20种,《濒危野生动植物种国际贸易公约(2016年)》附录Ⅱ收录51种,浙江省重点保护野生植物57种(表2)。按生活型分,木本植物49种,占总数的37.12%;草本植物83种,占总数的62.88%。
表1 杭州市临安区珍稀野生维管植物组成
表2 杭州市临安区与浙江省、全国珍稀野生维管 植物种类数量比较
注:象鼻兰同时被列入浙江省重点保护野生植物和CITES附录Ⅱ,不重复统计,只计入CITES附录Ⅱ。
根据各科包含的种数多少来划分,该区含50种以上的大科仅1个,为兰科Orchidaceae(32属51种),该科是全球广布的大科,分别占全区珍稀植物科、属和种总数2.22%、32.22%和38.64%。5-9种的小科有3个,为百合科Liliaceae、小檗科Berberidaceae和木兰科Magnoliaceae,均为温带地理成分,共包含10属16种,分别占全区珍稀植物科、属和种总数6.67%、10.10%和12.12%。寡种科和单种科共41科57属65种,分别占科、属和种总数91.11%、57.57%和49.24%,其中大多为古老、特有种(表3)。
表3 杭州市临安区珍稀野生维管植物科属种统计
4 珍稀野生维管植物区系分析
4.1 科的地理成分分析
科是植物分类学中的一个自然类群,也是分类学中的一个中等分类阶元,在植物地理学中具有重要意义。植物科是在长期适应地理环境变迁过程中形成与分布的,对区域气候条件的耐受性受遗传性控制,因此植物科的分布区具有一定的稳定性[22]。
对临安分布的45科珍稀植物,按照陆树刚对中国蕨类植物科的地理分析[23、24]和吴征镒对世界种子植物科的分布区类型的划分[25-27],将临安珍稀野生植物45科分为6个分布型和4个变型(表4)。
其中世界分布共有16个,占该区域总科数的35.56%,分别为石杉科Huperziaceae、水韭科Isoetaceae、毛茛科Ranunculaceae、榆科Ulmaceae、石竹科Caryophyllaceae、蓼科Polygonaceae、虎耳草科Saxifragaceae、蔷薇科Rosaceae、豆科Leguminosae、瑞香科Thymelaeaceae、鼠李科Rhamnaceae、伞形科Umbelliferae、龙胆科Gentianaceae、茜草科Rubiaceae、禾本科Gramineae和兰科,这些科有一些以水生或湿生草本为主,如禾本科、毛茛科等,另有一些科以灌木为主,如鼠李科、蔷薇科等。
表4 杭州市临安区珍稀野生维管植物科的分布区类型
注:比例的计算不包含世界分布型。
泛热带分布共有5科,占该区域总科数的17.24%(除去世界分布科统计,下同),分别为樟科Lauraceae、山茶科Theaceae、秋海棠科Begoniaceae、葡萄科Vitaceae和芸香科Rutaceae。东亚(热带、亚热带)及热带南美间断分布,共有4科,占该区域总科数的13.79%,有木通科Lardizabalaceae、安息香科Styracaceae、省沽油科Staphyleaceae和五加科Araliaceae。热带亚洲分布有1个变型,即全分布区东达新几内亚分布,仅有1科,占该区域总科数的3.45%,为清风藤科Sabiaceae。
北温带分布,共有14科,包括1个正型和2个变型,是临安珍稀植物的第二大分布区类型,占该区域总科数的48.28%。北温带分布这一正型有5科,分别为松科pinaceae、芍药科Paeonioideae、槭树科Aceraceae、忍冬科Caprifoliaceae和百合科;变型北温带及南温带间断分布有8科,分别为红豆杉科Taxaceae、罂粟科Papaveraceae、金缕梅科Hamamelidaceae、胡桃科Jugla8daceae、壳斗科Fagaceae、桦木科Betulaceae、黄杨科Buxaceae、黑三棱科Sparganiaceae;变型欧亚和南美洲温带间断分布有1科,为小檗科。东亚及北美间断分布,共有2科,占该区域总科数的6.90%,分别为木兰科和蜡梅科Calycanthaecae。东亚分布仅有1个变型,即中国-日本分布,仅有1科,占该区域总科数的3.45%,为连香树科Cercidiphyllaceae。中国特有分布,共有2科,占该区域总科数的6.90%,分别为银杏科Ginkgoaceae和杜仲科Eucommiaceae。
4.2 属的地理成分分析
属的分类学特征比较稳定,同一属所包含的种一般具有同一起源和相似的进化趋势,因此属这一分类单位具有比较明显的地区性差异,能较好的划分界限,且植物属比科更能具体反映植物的系统发育与进化情况以及地理演化。因此,对属的区系统计分析更利于阐明一个地区的植物区系特征[22]。
根据陆树刚对中国蕨类植物属[23-24]和吴征镒对中国种子植物属的分布区类型的划分[27-28],将临安珍稀野生植物99属分为13个分布型和9个变型(表5)。
该区珍稀野生植物中世界分布共有5属,分别为石杉属、水韭属、金钱松属、沼兰属和羊耳蒜属。
热带分布的属共26个,占属总数(不包括世界分布的属,下同)26.26%,说明该区的热带亲缘性。其中,泛热带分布8属,包括1个正型和1个变型,分别为朴属、秋海棠属、红豆属、豇豆属、黄杨属、花椒属、虾脊兰属和羽叶参属。
表5 临安珍稀植物属的区系地理成分统计表
注:*除去世界分布属;**包括世界分布属。
热带亚洲和热带美洲间断分布3属,分别为木姜子属、楠属和泡花树属。旧世界热带分布有1个变型,即热带亚洲、非洲(或东非、马达加斯加)和大洋洲间断分布,为肉果兰属。热带亚洲至热带大洋洲分布6属,分别为樟属、崖爬藤属、天麻属、阔蕊兰属、兰属和毛兰属。热带亚洲至热带非洲分布2属,包括1个正型和1个变型,分别为大豆属和杨桐属。热带亚洲(印度—马来西亚)分布6属,包括1个正型和1个变型,分别为薏苡属、斑叶兰属、带唇兰属、石斛属、盆距兰属和独蒜兰属。热带分布属中多为灌木、草本植物属,乔木属较少。
温带分布的属共68个,占属总数68.69%。其中,北温带分布是该区最主要的分布区类型,共24属,包括1个正型和1个变型,分别为红豆杉属、黄连属、紫堇属、银缕梅属、榆属、水青冈属、榛属、铁木属、芍药属、栒子属、蔷薇属、省沽油属、藁本属、睡菜属、贝母属、杓兰属、绶草属、兜被兰属、舌唇兰属、玉凤花属Habenaria、头蕊兰属、火烧兰属、槭属Acer和黑三棱属。东亚和北美洲间断分布10属,分别为黄杉属、榧树属、木兰属、鹅掌楸属、夏蜡梅属、红毛七属Caulophyllum、石楠属、人参属、延龄草属和朱兰属。旧世界温带分布6属,包括1个正型和1个变型,正型分别为淫羊藿属、牡丹草属、荞麦属、瑞香属、重楼属和榉属。温带亚洲分布1属,为孩儿参属。中亚分布1属,为石豆兰属。东亚分布15属,包括1个正型和2个变型,分别为鬼臼属、猫儿屎属、连香树属、枫杨属、黄山梅属、鸡麻属、小勾儿茶属、黄檗属、无柱兰属、白及属、杜鹃兰属、山兰属、萼脊兰属、旗唇兰属和叠鞘兰属。中国特有分布11属,占本区总属数的11.70%,分别为银杏属、蜡梅属、杜仲属、青檀属、秤锤树属、香果树属、七子花属、白穗花属、独花兰属、隔距兰属和象鼻兰属。
5 临安珍稀野生植物区系特征
临安珍稀野生植物种类丰富。拥有珍稀野生植物45科99属132种,其中蕨类植物2科2属2种,裸子植物3科5属6种,被子植物40科92属124种。各类群物种数差异较大,蕨类植物和裸子植物较少,被子植物占优势。被子植物中双子叶植物占优势,其科、属、种数分别占整个区系的80.00%、54.55%和49.24%。虽然临安珍稀野生植物受旅游开发、人为活动影响较大,植被遭受过较为严重的人为破坏,但该区珍稀野生维管植物占国家重点保护植物的20.61%,占浙江省重点保护野生植物总数的85.71%,说明临安珍稀野生维管植物种类仍很丰富。
临安珍稀野生植物区系地理成分复杂,古老植物丰富。该区珍稀野生植物区系中含有许多古老、原始的科和属,如蕨类植物中的水韭属起源于三叠系[29],裸子植物中的银杏属起源于二叠系[30],松杉纲始见于三叠系至侏罗系[31、32]。被子植物也保存了较多的原始类群,如柔荑花序类的榆科、壳斗科起源于侏罗系至白垩系[33、34],鹅掌楸属起源于白垩纪晚期至始新统[35],毛茛科、木通科、桦木科、青檀属、樟属、木姜子属等起源于第四纪冰期[36]。
温带特征明显,兼具热带亲缘性,过渡性明显。该区45科99属珍稀野生植物中,温带性质的分布类型共19科68属,分别占总科、属数的42.22%和68.69%,分别比热带成分高出20.00%和42.43%。其中北温带分布14科24属,分别占温带科、属数的73.68%和35.29%,占总科、属数的31.11%和24.24%。北温带分布类型属中寡种属比例较大,典型的北温带分布属在该区均有分布,如榆属、水青冈属、蔷薇属等。热带性质分布类型共10科26属,泛热带分布、东亚及热带南美间断分布占绝大部分,但缺乏旧世界热带分布这样的典型热带分布型,其热带成分大多为向北延伸至亚热带甚至温带的衍生种类,热带性质科、属与温带性质科、属的比值(R/T值)分别为0.53和0.38,表明该区具有温带性质较强的由亚热带向温带的过渡区系性质。该区域处于东亚植物区系中国-日本森林植物区系的核心部位,具有东亚分布15属;此外,榧树、鹅掌楸chinensis、夏蜡梅、天目木兰等是该区常见的珍稀野生植物,表明临安植物区系与北美植物区系有着比较密切的亲缘关系。
特有现象不明显。该区单、寡型属众多,其中有部分属植物为起源古老的中国特有成分。经统计,该区珍稀植物中单型属81个,寡型属8个,两者共占该区属总数89.90%。中国特有属有11个,分别为银杏属、蜡梅属、杜仲属、青檀属、秤锤树属、香果树属、七子花属、白穗花属、独花兰属、隔距兰属和象鼻兰属,占本区总属数的11.11%,占全国特有属(257个)的4.28%,表明临安不处于现代维管束植物的分布中心和分化中心。
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[10]浙江省人民政府办公室. 关于公布省重点保护野生植物名录(第一批)的通知: 浙政发〔2012〕30号[A/OL].(2015-05-15)[2018-10-15]. http:// www.jly.gov.cn/art/2015/5/15/art_1275958_4794513.html.
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Study on flora of the rare and wild vascular plants in Lin’an district of Hangzhou city
LiuJia1, Yu Qinlan2, Rao Yin3, Dai Yingchao4, Yang Shuzhen5, Xu Weinan1, Xia Guohua2
The rare wild vascular plants of Lin’an District in Zhejiang province was analyzed systematically by field investigation and the composition and floristic characteristics of the rare wild vascular plants were determined. The results showed that:There were 45 families, 99 genera, 132 species (including subspecies, varieties and forma) of rare vascular plants in Lin’an Distinct, the ratio of species to genera was 1.33.The size of the families and genera of rare wild plants in this area were dominated by one-species families and one-species genera, there were 27 one-species families, 81 one-species genera, 14 few-species families and 18 few-species genera, respectively. The flora of rare wild plants was complex, with various distribution patterns, abundant ancient plants, typical ancient and relic groups, and 11 endemic families. The number of floristic composition were variation, the ratio of tropical and temperature elements of families and genera were 0.53 and 0.38, respectively. Which indicated that the flora was in the transition of tropical to temperate.
Rare wild plants; vascular plants; flora
S718.54+5
A
1004-7743(2019)03-0001-07
2019-04-22
浙江省自然科学基金(LY16C030004),杭州市临安区林业局(LZC-DY-2016-60001)。
刘佳,工程师,从事森林资源管理、林业技术推广工作;E-mail:383696045@qq.com。
夏国华,高级实验师,从事野生植物资源保护与利用研究;E-mail:zjfc_ghxia@126.com。