海南番加省级自然保护区维管植物区系特征分析
作者: 李茂金 陈玉凯 陈冬洋 吴庭天
摘 要:为了解海南番加省级自然保护区维管植物资源现状,于2021年10—12月采用路线调查和样方调查相结合的方法,对海南番加省级自然保护区维管植物的区系组成进行统计与分析。结果表明:海南番加省级自然保护区共有维管植物148科498属806种,其中蕨类植物15科16属22种,裸子植物3科3属4种,被子植物130科479属780种;在科级水平上,热带性质的科占61.49%,世界分布科占27.03%,温带性质的科占6.75%,热带成分明显占优,但也呈现出向亚热带植物区系过渡的趋势;在属级水平上,泛热带分布属及其变型和热带亚洲(印度-马来西亚)分布属及其变型分别占总属数的31.53%和20.07%,旧世界热带分布属及其变型和热带亚洲至热带大洋洲分布属分别占总属数的14.06%和9.64%,表明海南番加省级自然保护区维管植物区系热带性质明显。
关键词:植物区系;维管植物;海南番加省级自然保护区
中图分类号:Q948 文献标志码:A 文章编号:1674-7909-(2023)11-133-4
0 引言
植物区系是一个地区所有植物种类的总和,是植物界在一定自然历史与地理条件下长期发展和演化的结果[1]。植物区系的构成蕴含着大量历史、地理、生态和系统进化信息,是研究植物多样性的基础[2]。研究植物区系的组成和分布区类型,能够深入了解当地植物的起源、分布与环境变迁的关系,对保护植物多样性具有重要意义[3]。近年来,国家逐渐意识到生态环境保护的重要性,特别是对于已经建立的各种类型的保护地,不断提升其保护和管理能力,使保护地生物多样性进一步提高。海南番加省级自然保护区建立于1981年。随着近些年的不断发展,海南番加省级自然保护区内生物资源及其多样性已经发生了较大变化,原有的资源调查数据已经不能满足其管理的需要。因此,笔者运用生态学、植物群落学[4]的方法,并参照近几年的一些新的植物群落学研究方法,在海南番加省级自然保护区全面调查和典型群落调查的基础上,分析保护区维管植物的区系特征,为将来海南番加省级自然保护区实施科学管护和生物多样性研究提供依据。
1 海南番加省级自然保护区概况
海南番加省级自然保护区位于海南省西北部,地理坐标为北纬19°14′00″~19°20′47″,东经109°38′00″~109°41′11″,距离儋州市那大镇约25 km,与海南省最大的水库——松涛水库连为一体。海南番加省级自然保护区北接南丰镇的东南部,东、南、西面均与兰洋镇接壤,总面积3 100 hm2。海南番加省级自然保护区地处热带海洋季风气候带北缘,同时受海南岛中部隆起的五指山脉阻隔和松涛水库小气候的影响,气候温和,雨量充沛,动植物资源丰富,具有较高的研究价值。
2 调查与分析方法
笔者于2021年10—12月采用野外实地调查与文献资料相结合的方法,对海南番加省级自然保护区维管植物实施全面调查。野外实地调查采用路线调查和样方调查相结合的方法。
2.1 路线调查
依据相关文献资料和海南番加省级自然保护区实际情况,选择不同海拔和坡向的植被开展全程路线调查记录,主要包括自然森林、灌木林(灌丛)和人工植被类型,尽可能记录海南番加省级自然保护区内及边缘的植被类型与植物种类。
2.2 样方调查
根据不同的林相、不同的群落优势种和特征种,设置不同的植物典型群落样方。其中,涉及不同典型群落优势种和特征种的乔木林样方设置为20 m×20 m,涉及典型特征种的灌丛样方设置为5 m×5 m,草本样方设置为2 m×2 m。
调查过程中,记录植物群落地理坐标、分布范围、生境条件、植物种类。调查期间,可以直接识别到种的植物未采集标本,只拍照做记录;对无法现场识别的植物采集标本,并拍照记录,将野外采集的标本带回室内进行物种鉴定,鉴定依据主要有《中国植物志》[5]《海南植物志》[6]及《海南植物图志》[7]。根据上述基础工作所收集的调查数据编撰海南番加省级自然保护区植物名录,并作为此次维管植物区系统计分析的基础,再依据种子植物和蕨类植物科、属的分布区类型划分方法[8-9],完成海南番加省级自然保护区内维管植物区系的统计分析。
3 结果与分析
3.1 海南番加省级自然保护区维管植物物种组成
海南番加省级自然保护区共有维管植物148科498属806种。其中,蕨类植物15科16属22种,种子植物133科482属784种(含变种亚种及变型)。在种子植物中,裸子植物3科3属4种,被子植物130科479属780种。
3.2 海南番加省级自然保护区维管植物科的数量结构
根据各科含有的种数,将其分为单种科(仅1种)、寡种科(2~5种)、中等科(6~9种)、较大科(10~14)、大科(≥15种)。由表1可知,单种科和寡种科共有107科,占总科数的72.29%;中等科有21科,占总科数的14.19%;较大科和大科共有20科,占总科数的13.52%。较大科和大科是海南番加省级自然保护区维管植物的优势科,且优势种趋于集中和明显。
3.3 海南番加省级自然保护区维管植物科的分布区类型
参考陆树刚[8]和吴征镒等[9]的划分方法,海南番加省级自然保护区维管植物148科可划分为10个分布区类型和6个变型(见表2)。由表2可知,热带分布科有91科,占总科数的61.49%(其中泛热带分布科最多,有61科,占总科数的41.22%,如樟科、番荔枝科、大戟科、芸香科、含羞草科、夹竹桃科等);世界分布科有40科,占总科数的27.03%,如禾本科、茜草科、菊科、茄科、莎草科等;温带分布科有10科,占总科数的6.75%,如金丝桃科、忍冬科、百合科等;其他分布类型共7科,占总科数的4.73%。总体上,海南番加省级自然保护区维管植物以热带分布科占优势,但世界分布科也占较大比例,温带分布科、东亚及北美间断分布科占比较低,呈现出向亚热带植物区系过渡的趋势。
3.4 海南番加省级自然保护区维管植物属的数量结构
根据各属含有的种数,将其分为单种属(仅1种)、寡种属(2~5种)、中等属(6~9种)、较大属(10~14种)、大属(≥15种)。由表3可知,海南番加省级自然保护区维管植物以寡种属、中等属和大属为主。寡种属有165属,占总属数的33.13%;大属有134属,占总属数的26.91%;中等属有119属,占总属数的23.89%;单种属有69属,占总属数的13.86%;较大属有11属,占总属数的2.21%。蕨类植物有16个属,表现出一定的次生性;裸子植物有3个属,全部为单种属;被子植物有52个单种属、163个寡种属、119个中等属、11个较大属、134个大属。
3.5 海南番加省级自然保护区维管植物属的分布区类型
参考陆树刚[8]和吴征镒等[9]的划分方法,可将海南番加省级自然保护区维管植物498属划分为13个分布区类型和9个变型(见表4)。由表4可知,海南番加省级自然保护区维管植物属的分布区类型中,除去23个世界分布属之外,以泛热带分布属及其变型和热带亚洲(印度-马来西亚)分布属及其变型稍占优势,分别有157和100属,各占总属数的31.53%和20.07%;其次是旧世界热带分布属及其变型(70属)和热带亚洲至热带大洋洲分布属(48属),分别占总属数的14.06%和9.64%。这说明海南番加省级自然保护区维管植物区系热带性质明显。
由表4可知,海南番加省级自然保护区维管植物世界分布属有23属,主要是一些世界广布的大科,如禾本科、菊科、兰科等,分布广且常见,绝大部分为草本;泛热带分布属及其变型有157属,如厚壳桂属、冬青属、卫矛属、牛膝属等;东亚(热带、亚热带)及热带南美间断分布属有19属,如木姜子属、山芝麻属、泡花树属等,是海南番加省级自然保护区维管植物区系的重要组成成分;旧世界热带分布属及其变型有70属,如暗罗属、紫玉盘属、蒲桃属、谷木属、省藤属等,其中省藤属为热带至南亚热带的表征属之一;热带亚洲至热带大洋洲分布属有48属,如樟属、假鹰爪属、荛花属、山龙眼属、水翁属、桃金娘属、野牡丹属等;热带亚洲至热带非洲分布属及其变型有40属,如鹰爪属、刺篱属、金莲木属、藤黄属、土蜜树属等;热带亚洲(印度-马来西亚)分布属及其变型有100属,如青冈属、皂帽花属、黄肉楠属、新木姜属、润楠属、青梅属等;北温带分布属及其变型有12属,如葡萄属、盐麸木属等;东亚和北美洲间断分布属有15属,这一类型的属大多较为古老,在第三纪或第四纪以前一般都有较庞大的家族,由于地质和气候的变化使得现在孤立分布在一定的范围,如柯属、八角属等;旧世界温带分布属仅有1属,为天名精属;地中海区、西亚至中亚分布属及其变型有2属,为坡垒属和木樨榄属;东亚(东喜马拉雅-日本)分布属有8属,如猕猴桃属、石斑木属、黄鹌菜属等;中国特有分布属有3属,分别是大血藤属、虎掌藤属、悬竹属等,反映了海南番加省级自然保护区植物区系的特色不明显。
4 结论与讨论
第一,海南番加省级自然保护区共有维管植物148科498属806种。其中,蕨类植物15科16属22种,种子植物133科482属784种(裸子植物3科3属4种,被子植物130科479属780种)。
第二,分析海南番加省级自然保护区维管植物科和属的地理成分发现:在科级水平上,维管植物148科可划分为10个分布区类型及6个变型;在属级水平上,维管植物498属可划分为13个分布区类型和9个变型。这说明海南番加省级自然保护区维管植物区系地理成分复杂。海南番加省级自然保护区维管植物区系以热带性质的科和属占优势,但世界分布的科和属也占较大比例,温带分布和东亚及北美间断分布的科和属占比较低,呈现出向亚热带植物区系过渡的趋势。
第三,裸子植物是种子植物中较为原始的一类植物,海南番加省级自然保护区有裸子植物3科3属4种。被子植物中比较原始的科有木兰科、五味子科、壳斗科、桑科等,在海南番加省级自然保护区都有典型代表,说明海南番加省级自然保护区维管植物物种起源古老。
参考文献:
[1]杨燕燕,周晓雷,刘晓娟,等.屈吴山省级自然保护区维管植物区系特征[J].生物资源,2023(1):69-76.
[2]邢韶华,林大影,袁秀,等.北京山区野生维管束植物区系[J].生态学杂志,2006(6):671-676.
[3]史生晶,高军,王春霞,等.甘肃多儿国家级自然保护区维管植物区系分析[J].草业学报,2021(4):140-149.
[4]王伯荪.植物群落学实验手册[M].广州:广东高等教育出版社,1996.
[5]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,2004.
[6]中国科学院华南植物研究所.海南植物志[M].北京:科学出版社,1964.
[7]杨小波.海南植物图志[M].北京:科学出版社,2015.
[8]陆树刚.中国蕨类植物区系概论[C]//李承森.植物科学进展:第6卷.北京:高等教育出版社,2004.
[9]吴征镒,周浙昆,孙航,等.种子植物分布区类型及其起源和分化[M].昆明:云南科技出版社,2006.
基金项目:2022年海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院)基础性科研工作“海南岛植被格局、演变与空间优化研究”(SQKY2022-0003)。
作者简介:李茂金(1985—),男,硕士,林业工程师,研究方向:生态资源调查规划。
通信作者:陈玉凯(1984—),男,博士,副教授,研究方向:植物资源及植物生态学。