云南省怒江州兰科植物资源多样性与分布特征
2023-11-23吴富勤郑静楠郑进烜杨华何树华
吴富勤,郑静楠,郑进烜,杨华,何树华
(1.云南省林业调查规划院,云南 昆明 650051;2.云南省林业和草原局,云南 昆明 650224;3.泸水市林业和草原局,云南 泸水 673200)
兰科(Orchidaceae)植物全球记录约30 000余种,是被子植物中种类最丰富、最进化的类群之一,广泛分布,尤以热带、亚热带地区分布最多[1]。由于兰科植物生境特殊,呈狭域分布,且自身要依赖传粉昆虫和菌根,极易受到外来因素干扰[2],同时,多数兰科植物具有重要的观赏、药用、食用、文化等价值,野生种质资源遭受非法采挖和交易,致使野生种群数量持续减少[3]。因此,兰科植物是被子植物中受威胁最严重的类群,多为珍稀濒危和特有植物,是植物保护中的“旗舰”类群[4]。我国记录兰科植物有198 属1 725种[5],《国家重点保护野生植物名录》(2021 版)中收录了349 种兰科植物,包含一级重点保护野生植物53种,二级重点保护野生植物296 种[3,6]。而2017 年《中国高等植物受威胁物种名录》[7]共收录了653 种受威胁的兰科植物,包含极危种(CR)94 种、濒危种(EN)268 种、易危种(VU)291 种,约占被子植物受威胁种数的20%,受威胁程度较高。
云南省怒江傈僳族自治州(简称怒江州)地处中国西南边境,是三江并流世界遗产核心区,在云南省生态空间布局中属于青藏高原南缘滇西北高山峡谷生态屏障以及怒江生物多样性保护廊道,有“中国西南生态屏障”之称,特殊的自然环境和高森林覆盖率造就了丰富的生物多样性[7],植被类型、物种丰富度和特有化程度居世界大陆区系首位,被誉为东亚植物区系的摇篮和重要模式标本产地,是世界上生物多样性保护的关键地区,也是云南省兰科植物分布较丰富的州市之一。近年来,国家林业和草原局启动全国野生兰科植物资源专项调查,云南省兰科植物资源野外调查于2021 年基本完成,基本摸清了云南省野生兰科植物资源状况。同时,随着兰科植物野外调查和植物分类学工作的不断推进,越来越多的兰科新种及新记录等相关研究相继发表。然而,对区域性野生兰科植物资源数据进行整理和分析研究较少[8-10],政府等相关管理部门在制定区域性野生兰科植物资源保护策略和针对性管理办法缺乏科学依据。鉴于此,本研究依据云南省兰科植物资源野外调查成果,查阅文献资料,构建怒江州兰科植物名录,对其保护级别、濒危等级、特有性、属的分布区类型、地理和海拔分布状况进行统计分析,提出该区域兰科植物的保护建议,旨在为制定和实施有效保护措施提供科学参考。
1 研究地概况与方法
1.1 研究地概况[11]
怒江州位于中国西南边境,地理坐标为25°33′-28°33′ N,98°39′-99°39′ E。总面积14 703 km2,辖泸水市、福贡县、贡山独龙族怒族自治县、兰坪白族普米族自治县4 个县(市)。州内四山(担当立卡山、碧罗雪山、高黎贡山、云岭山脉)三江(独龙江、怒江和澜沧江)相间排列,地处横断山脉处,地貌为高山峡谷山区,海拔738~5 128 m。全州气候为低纬度高原季风气候,年均气温15.8℃。年均降水量1 301.9 mm,年均日照时数1 576.8 h,年均蒸发量1 420.2 mm。境内有高黎贡山国家级自然保护区、云岭省级自然保护区、云南省兰坪箐花甸国家湿地公园等保护地,全州森林覆盖率78.90%,特殊的地理环境和气候条件孕育了丰富的生物资源。该地是东亚植物区系的摇篮和重要模式标本产地,是世界上生物多样性保护的关键地区,是我国西南生态安全屏障的前沿和载体。
1.2 研究方法
以云南省兰科植物资源野外调查成果为基础,提取怒江州兰科植物资源数据(该数据不包含文献记录中怒江州有分布但野外未调查到分布点的种),对该区域分布的兰科植物资源进行全面系统地整理、归纳,初步获得怒江州野生兰科植物名录。在此基础上,保护级别通过查阅《国家重点保护野生植物名录(2021)》[12]、濒危等级查阅《云南省生物物种红色名录(2017 版)》[13]、植物特有性查阅Flora of China[14]和《云南省生物物种红色名录(2017版)》[13]确定,属的区系类型参考吴征镒[15]的方法进行统计,构建该区域兰科植物种质资源数据库,该数据库包含了野生兰科植物的中文名、拉丁名、保护级别、濒危等级、特有性、分布县(市)、海拔等信息。最后采用Excel对该区域兰科植物资源进行原始数据统计与作图,并进行分析。
2 结果分析
2.1 兰科植物多样性
通过整理怒江州兰科植物资源野外调查成果和查阅文献资料,统计得出:怒江州兰科植物种类相对丰富共有63 属218 种,分别占云南省兰科植物属和种数的43.45%、26.42%[16]。将怒江州兰科植物63 属划分为4 个等级:单种属(含1 种)、小属(2~9 种)、中等属(10~14 种)、大属(15 种以上)。由表1 可知,单种属有31 属,占总属数的49.21%,所占比例最高,种数有31 种;小属有26 属,占总属数的41.27%,含种数93 种;中等属有2 属,含种数24 种;大属有4 属,含种数70种。
表1 怒江州兰科植物属种数量构成Tab.1 The amounts structure of genus of Orchidaceae plants in Nujiang Prefecture
2.2 保护级别、濒危等级和特有性
据统计,在怒江州218种兰科植物中,被《国家重点保护野生植物名录(2021)》收录的有38 种,其中国家一级重点保护野生植物3 种,即暖地杓兰(Cypripedium subtropicum)、杏黄兜兰(Paphiopedilum armenia-cum)、彩云兜兰(P. wardii);国家二级重点保护野生植物35 种,如白及(Bletilla striata)、莎叶兰(Cymbidium cyperifolium)、绿花杓兰(C. henryi)、疏花石斛(Dendrobium henryi)、独蒜兰(Pleione bulbocodioides)等。怒江州被收录的38 种国家重点保护兰科植物,占怒江州兰科植物总数的17.43%,占《国家重点保护野生植物名录(2021)》收录的兰科植物种数的10.89%[3]。
将研究区内兰科植物参照《云南省生物物种红色名录(2017 版)》进行濒危状况的统计分析,区域内受威胁物种共95 种,占怒江州兰科植物总数的43.58%。其中,极危种(CR)6 种,即独龙虾脊兰(Calanthe dulongensis)、贡山贝母兰(Coelogyne gongshanensis)、丽江杓兰(Cypripedium lichiangense)、暖地杓兰、杏黄兜兰、垂头万代兰(Vanda alpina);濒危种(EN)20 种,如蜂腰兰(Bulleyia yunnanensis)、疏茎贝母兰(Coelogyne suaveolens)、齿瓣石斛(Dendrobium devonianum)、云南朱兰(Pogonia yunnanensis)等;易危种(VU)35 种,如禾叶兰(Agrostophyllum callosum)、白花大苞兰(Bulbophyllum candidum)、无叶美冠兰(Eulophia zollingeri)、滇南带唇兰(Tainia minor)等;近危种(NT)34种,如短瓣兰(Bulbophyllum crabro)、细花虾脊兰(Calanthe mannii)、羊耳蒜(Liparis pauciflora)、镰叶鸢尾兰(Oberonia falcata)等。
怒江州218 种兰科植物物种中,共有中国特有种20 种,如怒江石豆兰(Bulbophyllum nujiangense)、云南角盘兰(Herminium yunnanense)、察瓦龙舌唇兰(Platanthera chiloglossa)、云南朱兰(Pogonia yunnanensis)等,占怒江州兰科植物总种数的9.17%;云南省特有种11 种,如独龙虾脊兰(Calanthe dulongensis)、福贡虾脊兰(Calanthe fugongensis)、贡山贝母兰(Coelogyne gongshanensis)、怒江槽舌兰(Holcoglossum nujiangense)等,占怒江州兰科植物总种数的5.05%。
2.3 属的分布区类型
根据中国种子植物区系区划的原则,怒江州兰科植物63属的分布区类型可划分为10种类型和3种变型(表2)。其中世界分布有1 属,占怒江州兰科植物总属数的1.59%;热带成分有38 个属,占怒江州兰科植物总属数的60.32%;温带成分有24个属,占怒江州兰科植物总属数的38.10%。表明怒江州兰科植物属的区系特征以热带成分占优势,这与高黎贡山兰科植物区系特征相吻合[17]。
表2 怒江州兰科植物属的分布区类型Tab.2 Distribution area types of genus of Orchidaceae plants in Nujiang Prefecture
在属分布类型中,以热带成分为主,体现植物属热带起源特征。在各类热带成分中,以热带亚洲和热带大洋洲分布具有优势,共14个属,占怒江州兰科植物总属数的22.22%。在各类温带成分中,以中国-喜马拉雅分布占优势,有8 个属,占怒江州兰科植物总属数的12.70%。
2.4 垂直分布特征
以500 m 为一个梯度将云南省兰科植物分布区域海拔划分为6 个海拔段,即:900~1 399 m、1 400~1 899 m、1 900~2 399 m、2 400~2 899 m、2 900~3 399 m、3 400~3 899 m,从而构建怒江州兰科植物垂直分布格局(图1)。由图1 可看出,怒江州兰科植物随海拔变化呈两端低中间高分布,即兰科植物种数主要集中在海拔1 400 ~2 399 m;而高海拔段2 900~3 899 m,兰科植物物种数较少,仅占各海拔段总体物种数的9.66%。表明,怒江州兰科植物主要分布于中等海拔段,1 400~1 899 m为最佳生长海拔。
图1 怒江州兰科植物垂直分布Fig.1 Vertical distribution of Orchidaceae plants in Nujiang Prefecture
2.5 水平分布特征
根据统计结果,兰科植物在怒江州水平分布较广,种类多,全州1 市3 县均有分布,丰富度最高的为贡山县,有155 种,占怒江州兰科植物总种数的71.10%,其次为泸水市、福贡县,均有78种,丰富度最低为兰坪县,仅有24 种。国家重点保护植物分布情况为贡山县26种、泸水市15种、福贡县13种、兰坪县4 种。珍稀濒危(极危、濒危、易危)兰科植物的分布情况为贡山县40 种、福贡县和泸水市均为20 种、兰坪县仅有2 种。特有兰科植物分布情况为贡山县22种、福贡县12种、泸水市3种、兰坪县2种,详见表3。
表3 怒江州兰科植物水平分布Tab.3 Level distribution of Orchidaceae plants in Nujiang Prefecture
3 结论与建议
怒江州分布有兰科植物63 属218 种,其中被《国家重点保护野生植物名录(2021)》收录的有38 种,被《云南省生物物种红色名录(2017 版)》收录的有95种,中国特有种20 种,云南省特有种11 种。兰科植物属的分布区类型可划分为10 种类型和3 种变型,热带成分有38 个属,温带成分有24 个属,以热带成分为主。兰科植物垂直分布呈两端低中间高分布,主要分布于海拔1 400~2 399 m。在水平分布上,贡山(155 种)>泸水(78 种)=福贡(78 种)>兰坪(24 种)。针对云南省怒江州兰科植物濒危现状与分布特征,遂提出以下建议:
1)加强保护体系建设。目前怒江州共有自然保护区3个,风景名胜区2个,森林公园1个,湿地公园1个,保护面积1 458 576 hm2,但怒江州中部的碧罗雪山区域未建立任何保护地,且怒江州东北部、怒江西岸高黎贡山部分区域仅建立了“三江并流”风景名胜区[18],许多珍稀濒危兰科植物不在保护地内。因此,建议将怒江州保护空缺区域划定为自然保护区。同时,由于城镇开发建设、农业发展和水利基础设施建设,在海拔1 600 m以下怒江河谷区域,仅保留少数破碎化的原生植被,而在这些残存的原生植被中兰科植物多样性非常丰富[19]。本文研究结果同样表明,在海拔900~1 899 m 分布有183 种,然而这些区域不易建立保护地,因此,建议采取建立兰科植物保护小区自然分布点等保护形式开展珍稀濒危野生植物的保护,完善怒江州保护体系[20-21]。
2)加强兰科植物资源调查和科学研究。兰科植物种类丰富、分布广泛、生境多样、调查难度高,兰科植物种群数量、分布面积等数据的获取有巨大的工作量,在一定程度上限制了对兰科植物资源健康状况作出科学的评价[22]。因此,兰科植物资源调查不能盲目的一刀切,应该厘清轻重缓急,建议在加强兰科植物资源基础调查力度时,周期性对易危、濒危和极危等受威胁程度较高的兰科植物进行普查,建立完整的资源基础数据库,从而对兰科植物资源现状及未来变化趋势做出科学评估,为兰科植物资源保护与可持续利用提供科学依据。同时,加强与科研机构的合作,深入开展珍稀濒危兰科植物的科学研究,加大科研投入,进行引种驯化,实现产业化栽培,以满足市场和社会的需要,从而减少对野生兰科资源的依赖,以有效保护并能合理开发利用野生兰科植物资源[23]。
3)尽快制定地方性野生兰科植物保护条例。由于多数兰科植物具有较高的观赏、药用、食用价值,如蝴蝶兰属(Phalaenopsis)、兜兰属、石斛属、天麻属(Gastrodia)等,各地采挖(食)、售卖频繁,造成很多野生兰科植物种群数量急剧减少,全球有超过一半的易危、濒危和极危兰科植物物种正面临着灭绝的危险[24-25]。同时,纳入国家重点保护物种数仅占怒江州兰科植物的17.43%,还有2 种极危种,即贡山贝母兰(Coelogyne gongshanensis)、垂头万代兰(Vanda alpina),12 种濒危种没有纳入国家重点保护野生植物名录中,对于这些珍稀濒危物种,当地林业主管部门执法无依据。因此,建议制定怒江州兰科植物保护条例,针对采挖(食)、售卖野生兰科植物的行为,有法可依。