福建长汀典型水土流失区木本植物区系分析

王益和

(福建省龙岩市林业科学研究所，福建 龙岩 364000)

水土流失是一种对生态影响严重且分布面积广、成因复杂的环境问题，由于人类活动、气候和土壤特征等原因，福建长汀县成为我国南方红壤地区的典型水土流失区[1]，而河田镇曾是水土流失最严重的乡镇，在20世纪40年代初被列为全国3个重点水土保持试验区之一[2]，严重的水土流失也在一定程度上威胁并制约了当地的生态和经济发展。

当前，有关水土流失区的植物区系的研究主要以黄土高原的水土流失区[3]、草原水土流失区为对象[4]，而针对南方红壤的水土流失区研究较少。本研究基于野外调查的基础上，以长汀县河田镇水土流失严重的地区作为典型水土流失区，分析其植物区系组成与地理成分分布，以期探明典型水土流失区木本种子植物的组成及地理分布，为该地区生态恢复与植物资源合理开发利用及水土流失区的整治与改善提供参考。

1 研究区概况

典型水土流失区位于福建省龙岩市长汀县河田镇，116°16′—116°30′E、25°35′—25°46′N，全镇面积275 km2，海拔300～500 m，属于中亚热带季风气候[5]。河田镇年均降水量1700 mm，年均气温19 ℃，年均无霜期274 d[6]。典型水土流失区集中于中部低丘区，土壤侵蚀面积高达158.4 km2，土壤以红壤为主，地表土层薄[7]。河田典型水土流失区乔木层主要以马尾松(Pinusmassoniana)、杉木(Cunninghamialanceolata)、木荷(Schimasuperba)为主；灌木层主要以岗松(Baeckeafrutescens)、金樱子(Rosalaevigata)、短尾越橘(Vacciniumcarlesii)为主；草本层主要以芒萁(Dicranopterispedata)、牛筋草(Eleusineindica)为主。

2 研究方法

于2019年5—7月、2020年9—11月采用取样方法和样线法相结合的方法，对长汀县河田镇明光村、马坑村、罗地村、潘屋村、余地村等水土流失较严重的自然村与河田镇其余地区的木本种子植物展开全面踏查，记录样方与样线内的植物种类和植被概况。调查中无法确定的植物，采集标本带回实验室，参考《中国植物志》[8]《福建植物志》[9]进行鉴定分类并整理出该地区的木本种子植物名录。

依据《中国植物志》[8]统计典型水土流失区科、属、种的数量和比例，参考吴征镒[10]对种子植物科、属的地理成分的划分标准对典型水土流失区木本种子植物的分布区类型进行划分，地理成分分析中热带成分(科/属)总数与温带成分(科/属)总数的比值为R/T值[11]。

3 结果与分析

3.1 物种组成概况

由表1可知，典型水土流失区木本种子植物共67科163属316种(含种下分类单元)，其中裸子植物5科6属7种，被子植物62科157属309种。被子植物中，单子叶植物2科6属14种，双子叶植物60科151属295种。典型水土流失区木本种子植物以被子植物为主，占总科、属、种数的92.54%、96.16%、97.78%。

表1 典型水土流失区木本植物物种分类群统计

3.2 优势科和优势属的组成

根据科含种数进行级别划分(表2)，典型水土流失区木本种子植物67科划分为4个等级，大科(≥20种)仅蔷薇科(Rosaceae)1科，占总物种数的9.49%；中等科(10～19种)共9科，占总物种数的38.61%，主要为樟科(Lauraceae)、豆科(Leguminosae)、壳斗科(Fagaceae)、茜草科(Rubiaceae)等；小科(2～9种)共32科，主要为忍冬科(Caprifoliaceae)、芸香科(Rutaceae)、葡萄科(Vitaceae)等，占总物种数的43.99%；单种科共25科，占总物种数的7.91%，如杉科(Taxodiaceae)、柏科(Cupressaceae)、松科(Pinaceae)、山龙眼科(Proteaceae)等。

表2 典型水土流失区木本植物科的组成

依据属含种数进行级别划分(表3)，典型水土流失区木本植物163属可划分为3个级别，中等属(10～19种)仅悬钩子属(Rubus)、榕属(Ficus)2属，占总物种数的6.65%；小属(2～9种)主要为锥属(Castanopsis)、山矾属(Symplocos)、冬青属(Ilex)和菝葜属(Smilax)等64属，占总物种数的62.66%；单种属占总物种数的30.69%，主要为赤杨叶属(Alniphyllum)、草珊瑚属(Sarcandra)、木犀属(Osmanthus)、木荷属(Schima)、狗骨柴属(Diplospora)、五加属(Acanthopanax)等。

表3 典型水土流失区木本植物属的组成

3.3 典型水土流失区木本种子植物的分布区类型

3.3.1 科的分布区类型 典型水土流失区木本种子植物67科可划分为10个分布区类型(表4)，其中世界广布科17个，占总科数的25.37%，主要为蔷薇科、榆科(Ulmaceae)、鼠李科(Rhamnaceae)、旋花科(Convolvulaceae)、木犀科(Oleaceae)等。热带成分占总科数的52.24%，其中以泛热带分布(含变型，下同)为主，占总科数的34.33%，主要为冬青科(Aquifoliaceae)、桑科(Moraceae)、山矾科(Symplocaceae)等23个科。温带分布中以北温带分布为主，共15科，占总科数的22.39%，主要为蔷薇科、杜鹃花科(Ericaceae)、壳斗科、忍冬科、槭树科(Aceraceae)等。典型水土流失区木本种子植物67科除旧世界温带分布、温带亚洲分布、地中海区、西亚至中亚分布、中亚分布、中国特有分布外，其余分布区类型均有分布，表明其木本种子植物科的地理成分复杂，联系广泛。典型水土流失区R/T值为2.33，热带成分占优势。

3.3.2 属的分布区类型 典型水土流失区木本种子植物163属除地中海区、西亚至中亚分布类型外，其它14个类型均有分布(表4)，其中热带分布(分布区类型2-7)以泛热带成分为主，共43属，占总属数的26.39%。代表属有榕属、冬青属、山矾属、柿属(Diospyros)、菝葜属、紫珠属(Callicarpa)、安息香属(Styrax)、大青属(Clerodendrum)、杜英属(Elaeocarpus)、黄檀属(Dalbergia)、南蛇藤属(Celastrus)、山黄麻属(Trema)等。其中榕属、杜英属、柃木属、冬青属等许多属所含的种类是常绿阔叶林的主要组成树种。热带亚洲成分仅次于泛热带成分，共22属，主要为润楠属(Machilus)、山茶属、含笑属(Michelia)、虎皮楠属(Daphniphyllum)、清风藤属(Sabia)、箬竹属(Indocalamus)、草珊瑚属、木荷属(Schima)、青冈属(Cyclobalanopsis)等。其中润楠属、虎皮楠属、木荷属、青冈属所含的种类是群落中上层林木的主要组成部分，而山茶属、清风藤属、箬竹属、草珊瑚属则是下层林木的主要组成部分。

温带成分(分布区类型8-14)以东亚和北美洲间断分布为主，共21种，占总属数的12.89%。代表属为锥属、蛇葡萄属(Ampelopsis)、勾儿茶属(Berchemia)、柯属(Lithocarpus)、石楠属(Photinia)、楤木属(Aralia)、胡枝子属(Lespedeza)、鼠刺属(Itea)等。北温带分布共17属，占总属数的10.43%，主要为越桔属(Vaccinium)、蔷薇属、荚蒾属(Viburnum)、忍冬属(Lonicera)、桑属(Morus)、绣线菊属(Spiraea)、樱属(Cerasus)、胡颓子属(Elaeagnus)，裸子植物主要为柏木属(Cupressus)、红豆杉属(Taxus)、圆柏属(Sabina)。东亚分布共18属，占总属数的11.04%，如猕猴桃属(Actinidia)、油桐属(Vernicia)、檵木属(Loropetalum)、四照花属(Dendrobenthamia)、五加属等；其中中国-喜马拉雅分布仅南酸枣属(Choerospondias)1属，中国-日本分布有7属，如白马骨属(Serissa)、泡桐属(Paulownia)、山桐子属(Idesia)、野鸦椿属(Euscaphis)、枳椇属(Hovenia)等，说明典型水土流失区木本种子植物属的区系与喜马拉雅植物区系较远，而与日本植物区系关系更近。

典型水土流失区木本种子植物中国特有分布属较少，仅有杉木属(Cunninghamia)1属，占总属数的0.61%。典型水土流失区木本种子植物热带成分有96属，占总属数的58.91%，温带成分有62属，占总属数的38.03%，二者R/T值为1.55。由此可见，典型水土流失区木本种子属的植物区系热带性质明显。

3.3.3 种的分布区类型 在种水平上，典型水土流失区木本种子植物316种可划分为12个分布区(表4)，世界广布种7种，占总物种数的2.21%。该地区物种热带性质显著，热带成分共159种，占比50.32%，其中热带亚洲分布占比大，占总种数的45.57%，主要有变叶榕(Ficusvariolosa)、山矾(Symplocossumuntia)、盐肤木(Rhuschinensis)、南烛(Vacciniumbracteatum)等144种。温带成分共74种，占比23.43%，其中东亚分布为主要成分，占总种数的19.62%，主要有红淡比(Cleyerajaponica)、紫弹树(Celtisbiondii)、青冈(Cyclobalanopsisglauca)、樟(Cinnamomumcamphora)等62种。此外，中国特有分布的物种有76种，占总种数的24.05%，主要为中华杜英(Elaeocarpuschinensis)、广东冬青(Ilexkwangtungensis)、长刺楤木(AraliaspinifoliaMerr)、南方红豆杉(Taxuswallichianavar.mairei)等。

表4 典型水土流失区木本植物的分布区类型

依据《国家重点保护野生植物名录》[21]，典型水土流失区分布有国家一级保护植物南方红豆杉、国家二级保护植物罗汉松(Podocarpusmacrophyllus)、花榈木(Ormosiahenryi)，福建省重点保护珍贵树木红锥(Castanopsishystrix)、黄樟(Cinnamomumparthenoxylon)。

4 结论与讨论

4.1 水土流失区物种丰富度较低，优势科现象明显

长汀典型水土流失区共分布木本种子植物67科163属361种，仅占福建省种子植物(245 科1152属3339种)的27.34%、14.15%、10.81%[9]，不同地区的植物生境条件影响其植物的生长分布。河田典型水土流失区由于水土流失导致土壤受到侵蚀而贫瘠，地表含沙量大，植物生长受到极大限制，原有地带性植被常绿阔叶林被次生马尾松林替代[12]，因此该地区物种丰富度较低。较少的科含有较多的种，蔷薇科在典型水土流失区分布有30种植物，优势科现象明显。有些科在种数上虽不占优势，但却是构成森林上、中层乔木的主要科或代表科，如樟科、壳斗科、杜英科、冬青科等植物是该地区森林群落的建群种和优势种。还有一些科种数虽不多，但却为群落的特征科，如茶茱萸科、梧桐科等(中国南部热带植物区系)。

4.2 水土流失区物种热带成分为主，区系起源古老

R/T值是研究植物区系热带性与温带性的重要比值，其动态变化可以反映出植物区系发生随气候、地理条件的历史变迁，R/T数值越大，表明该区域植物区系热带性质越突出[13]，其科、属、种的R/T值分别为2.33、1.55、2.15，热带性质明显，但该地区并未出现如山榄科(Sapotaceae)、龙脑香科(Dipterocarpaceae)等热带植物区系的表征科，表明典型水土流失区木本种子植物以热带成分为主，同时也具有相当数量的温带地区成分。生物地理上将24°—25°N作为划分界线的热带分界线[14]，虽然典型水土流失区地处25°N，但属于中国南部的热带北界，其地理成分具有南亚热带向中亚热带过渡的特点。在典型水土流失区木本种子植物属中，悬钩子属、榕属、杜鹃属、山矾属、山茶属、菝葜属、木姜子属均为中国热带植物区系的主要组成属，其主产热带、分布区延伸到亚热带和温带(中国南部热带植物区系)，同样表明典型水土流失区植物区系的热带北缘特点。

典型水土流失区分布有中生代白垩纪植物区系的直接后裔，如被子植物中的樟科、木兰科(Magnoliaceae)、蔷薇科、冬青科等[15]，裸子植物中杉木则是古老残遗特有属植物。新生代第三纪以后的植物也有一定分布[16]，如卫矛科(Celastraceae)、葡萄科、山茶科(Theaceae)等，这些植物在典型水土流失区广泛分布表明其区系起源古老。

4.3 水土流失区木本植物区系对水土保持的启示

近年来，通过封山育林、人工种草植树[17]等有效的水土流失治理措施，目前长汀县典型水土流失区植被恢复程度较高，但典型水土流失地区与正常的生态系统相比，还存在一定的差距，河田典型水土流失区的水土治理仍需加强，需要有效地恢复生态系统的结构和功能。植物的地理成分与气候特征相适应，是长期适应当地环境的结果[18]，因此可将典型水土流失区划分为不同级别的水土保护地，同时依据该地区的地理成分组成，选择泛热带成分和北温带成分为主的适生植物，在水土流失地区种植具有保持水土功能的原生植物和适当引进适宜当地生境的植物，如木荷、马尾松、杨梅(Myricarubra)、山杜英(Elaeocarpussylvestris)、黑壳楠(Linderamegaphylla)等乔木；胡枝子(Lespedezabicolor)、地桃花(Urenalobata)、胡颓子(Elaeagnuspungens)、檵木(Loropetalumchinense)等灌木；葛(Puerarialobata)、香根草(Chrysopogonzizanioides)等草本，构建形成完善的乔、灌、草一体化，多层次结构的水土保持植被带。同时，对于保护较完整的地区，应该避免种植过多人工纯林及防止外来物种入侵，从而影响原有植物群落，挤占原生植物生态位，并有可能导致生物入侵等更为严重的生态后果[19]。通过加强水土流失治理措施，引种驯化适生的水土保持植物，恢复100多年前河田典型水土流失区丰茂的森林植被[20]，形成生态绿色和谐的人居环境。此外，典型水土流失区分布有国家一级保护植物南方红豆杉和国家二级保护植物罗汉松、花榈木，以及分布有福建省重点保护珍贵树木红锥、黄樟，应加强典型水土流失区植物资源保护力度。