馬 良,陳永濱,馮麗貞*,陳世品,林文俊,吳妙麗,李明河
(1.福建農(nóng)林大學生命科學學院,福建福州350002;2.福建農(nóng)林大學林學院,福建福州350002)
能源問題是21世紀人類面臨的嚴峻挑戰(zhàn)之一,石化能源不僅不可再生、儲量有限,而且全球的石化能源消耗量在未來20年內還將以每年平均2%的速度增長,能源問題已成了世界各國共同面臨的難題(杜寧,2006)。隨著礦物燃料的日趨枯竭和生態(tài)環(huán)境的日漸惡化,人們對新能源研究和開發(fā)利用的重視程度日益上升,以可再生能源來替代有限的石化資源成為必然。能源植物是一種可再生的生物質新型能源,是解決未來全球能源危機的重要替代資源之一(王濤,2005)。從可持續(xù)發(fā)展的角度來考慮,開發(fā)可再生能源,發(fā)展能源植物是人類未來的理想選擇(郭廷杰,2005;常振明等,2004)。
萬木林自然保護區(qū)的植被為典型的中亞熱帶常綠闊葉林植被。歷經(jīng)600多年封山保護和復雜的地形及豐富的水熱資源造就了其獨特的生態(tài)環(huán)境,為植物資源的繁育提供了優(yōu)越的自然條件。保護區(qū)內的種子植物共132科517屬999種植物(裘曉雯,2010),其中裸子植物6科11屬13種,被子植物126科506屬986種,森林覆蓋率達96.1%(陳遠征等,2010)。朱錦懋等(1997)對福建萬木林自然保護區(qū)常綠闊葉林植物區(qū)系和群落物種多樣性進行了研究;高峻等(1998)對萬木林自然保護區(qū)植被進行了研究;劉茂松等(1998)對萬木林主要森林群落特征及演替動態(tài)進行了研究。目前對萬木林能源植物的研究未見報道,筆者通過調查、查閱標本和相關文獻對萬木林自然保護區(qū)種子能源植物資源多樣性進行分析,為該區(qū)能源植物的開發(fā)利用提供依據(jù)。
萬木林自然保護區(qū)屬省級自然保護區(qū),占地面積1 600畝,地處武夷山脈東南側的低山丘陵地帶,主山脊呈南北走向,最高峰海拔556 m;中亞熱帶季風氣候,年平均氣溫18.8℃,年平均降水量為1 673.3 mm,多集中在春、夏季,全年平均相對濕度達81%;土壤為山地黃紅壤,pH 值 5.0-5.5。
2009-2012年在萬木林自然保護區(qū)內主要沿護林路設置多條線路進行野生植物標本采集和照片拍攝,部分區(qū)域根據(jù)地形、地貌和植被情況設立臨時調查線路,所采標本進行鑒定,并查閱館藏標本,編寫植物名錄。
能源植物的判定根據(jù)國內有關文獻提出的標準(謝光輝,2011;萬泉,2005)。在進行種子能源植物分類時,部分植物具有兩種能源植物特性的就以兩種能源植物分別計算。
植物地理成分分析方法:根據(jù)吳征鎰等的科(吳征鎰等,2003)、屬(吳征鎰,1991)的地理成分劃分方法,對科、屬的地理成分數(shù)量特征進行統(tǒng)計。
萬木林自然保護區(qū)共有種子能源植物50科,98屬,145種,分別占該保護區(qū)種子植物科、屬、種總數(shù)的37.9%、19.0%、14.5%。根據(jù)本地區(qū)能源植物的特征劃分為油脂類植物、纖維植物、淀粉植物、高糖植物、樹脂類植物5類(表1);其中,油脂類植物最多(71種),含種數(shù)最多的科主要是???Moraceae)、榆科(Ulmaceae)、菊科(Compositae)、豆科(Leguminosae)等,樹脂類植物最少(僅4種)。
植物分布區(qū)是植物種的發(fā)生歷史對環(huán)境長期適應及諸多因素對它們影響的結果。植物科的分布與較大尺度的氣候特征相適應,是長期適應的結果。萬木林能源植物共50科分成7個分布區(qū)類型和5個分布區(qū)變型(表2)。在萬木林自然保護區(qū)的能源植物中,泛熱帶分布的地理成分占有較大優(yōu)勢,共有25科,占能源植物科總數(shù)的55.6%。表明萬木林自然保護區(qū)的種子能源植物區(qū)系具有較高的熱帶性質。
表1 能源植物統(tǒng)計Table 1 The statistics of energy plants
同屬植物常具有同一起源、相近的進化趨勢和相似的生存環(huán)境。屬的分類學特征一致,分布區(qū)比較穩(wěn)定,地區(qū)差異較明顯(葉寶鑒等,2013)。萬木林能源植物共98屬分成12個分布區(qū)類型和6個分布區(qū)變型(表2)。在萬木林自然保護區(qū)的能源植物中,熱帶成分占有較大優(yōu)勢,其中又以泛熱帶分布(21屬41種)、熱帶亞洲分布(13屬19種)占優(yōu),北溫帶分布(19屬30種)也具有較高比例。
表2 科、屬分布型統(tǒng)計Table 2 The statistics of the family and genera distribution types
萬木林自然保護區(qū)有600多年的人為保護歷史,其物種保存良好,生態(tài)景觀秀美。在萬木林保護區(qū)內植被的垂直結構上,上層是高大的喬木層(浙江桂Cinnamomum japonicum、沉水樟Cinnamomum micranthum、栲樹Castanopsis fargesii等),中間層由藤本植物(香花崖豆藤Callerya dielsiana、網(wǎng)脈酸藤子Embelia rudis等)和小喬木(桂北木姜子Litsea subcoriacea、山礬Symplocos sumuntia、黃牛奶樹Symplocos cochinchinensis等)、灌木和亞灌木(毛冬青Ilex pubescens、凹葉冬青Ilex championii、狗骨柴Diplospora dubia、草珊瑚Sarcandra glabra等)組成,地被植物為草本植物和蕨類植物(十字苔草Carex cruciata、芒萁Dicranopteris pedata、狗脊蕨Woodwardia japonica等)。
萬木林自然保護區(qū)的能源植物中喬木有31科37屬45種,其中落葉喬木有10科12屬13種,主要是松科(Pinaceae)、殼斗科(Fagaceae)、杉科(Taxodiaceae)、豆科(Leguminosae)、榆科(Ulmaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、???Moraceae)等;小喬木有3科3屬5種,主要是山茶科(Theaceae)、大戟科、安息香科(Styracaceae);灌木有21科27屬38種,主要有紫金???Myrsinaceae)、胡頹子科(Elaeagnaceae)、山茶科、鼠李科(Rhamnaceae)等;草本有12科25屬32種,主要的科有十字花科(Cruciferae)、蓼科(Polygonaceae)、豆科、茄科(Solanaceae)、菊科(Compositae)等;藤本能源植物有11科13屬18種,其中木質藤本有8種,主要是豆科和葡萄科(Vitaceae)。
萬木林自然保護區(qū)共有種子能源植物50科,98屬,145種,其中油脂類植物最多、有71種,隸屬33科56屬;淀粉植物有16種,隸屬7科12屬;高糖植物有14種,隸屬7科9屬;纖維植物共有53種,隸屬23科36屬;樹脂類植物4種,隸屬4科4屬。部分能源植物具有多種用途。
萬木林自然保護區(qū)的種子能源植物以熱帶植物成分為主。
萬木林自然保護區(qū)的植物層次復雜、物種豐富,具有很高的生態(tài)系統(tǒng)多樣性,適宜進行能源植物的開發(fā)利用。
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