摘要:經野外調查及資料統(tǒng)計,已知牡丹峰國家級自然保護區(qū)有野生種子植物91科328屬662種,其中裸子植物3科6屬11種,被子植物88科322屬651種。該區(qū)具有多種地理成分,以溫帶成分占絕對優(yōu)勢,溫帶分布屬237屬,占總屬數(shù)的85.56%(世界分布不計,下同);溫帶分布種525種,占總種數(shù)的81.65%,其中中國—日本分布和東北分布共有248種,占總種數(shù)的38.57%,是該區(qū)溫帶地理成分的核心。
關鍵詞:牡丹峰;自然保護區(qū);種子植物區(qū)系;地理成分
中圖分類號:Q948.5 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)16-3815-05
牡丹峰國家級自然保護區(qū)位于黑龍江省牡丹江市東南郊,距離市區(qū)僅15 km,地理坐標為東經129°40′30″—129°53′50″,北緯44°20′00″—44°30′30″,總面積19 468 hm2。保護區(qū)始建于1981年,1994年4月晉升為國家級自然保護區(qū),保護對象是以山地云冷杉林和紅松闊葉混交林為主體的森林生態(tài)系統(tǒng)。該保護區(qū)地處老爺嶺余脈的西北端,地形屬于中低山丘陵地帶,海拔高度由1 000 m以上逐漸下降至260 m,相對高差近800 m。最高峰為大架子山(牡丹峰),海拔1 115 m,是該區(qū)的制高點,也是老爺嶺的最高峰。區(qū)內有正溝、大煙筒溝、小煙筒溝和石峰溝4條主要山溪。
該保護區(qū)屬溫和半濕潤地區(qū),為中緯度溫帶大陸性季風氣候,年平均氣溫3.6 ℃,最冷月(1月)平均氣溫-18.3 ℃,最熱月(7月)平均氣溫21.9 ℃,極端最低溫度-45.2 ℃,極端最高氣溫36.6 ℃。年平均降水量542 mm,主要集中在夏季。年無霜期平均131 d。該區(qū)位于溫帶針闊葉混交林暗棕壤地帶,主要土壤有山地暗棕壤、棕色針葉林土、白漿土和沼澤土。土壤種類的垂直分布清楚。該區(qū)不僅具有水平地帶性植被——紅松闊葉混交林,而且由于海拔較高,還具有垂直地帶性植被,由上而下可分為山地云冷杉林、紅松闊葉混交林、闊葉混交林、蒙古櫟林、人工林、農田與沼澤地[1]。
科技工作者對該區(qū)的研究多集中于旅游資源評價、開發(fā)對策及經營管理等[2-4],對生物多樣性的研究也多為動物種群研究[5-7],對植物區(qū)系的研究尚未見報道。
1 牡丹峰自然保護區(qū)種子植物區(qū)系的基本組成
根據(jù)多年的野外調查及相關資料[1],牡丹峰自然保護區(qū)有野生種子植物91科328屬662種,其中裸子植物3科6屬11種,被子植物88科322屬651種(雙子葉植物72科257屬530種,單子葉植物16科65屬121種)。
1.1 科的組成分析
在該區(qū)91科植物中,含50種以上的科有3個:菊科(Compositae)(71種)、薔薇科(Rosaceae)(50種)和毛茛科(Ranunculaceae)(50種),含20~49種的科有7個:百合科(Liliaceae)(37種)、禾本科(Gramineae)(28種)、石竹科(Caryophyllaceae)(27種)、蓼科(Polygonaceae)(26種)、豆科(Leguminosae)(25種)、唇形科(Labiatae)(22種)和莎草科(Cyperaceae)(22種),含10~19種的科有5個:虎耳草科(Saxifragaceae)(17種)、堇菜科(Violaceae)(16種)、傘形科(Umbelliferae)(13種)、楊柳科(Salicaceae)(13種)和桔??疲–ampanulaceae)(10種),上述15科含有187屬427種,其科數(shù)僅占該區(qū)植物總科數(shù)的16.48%,但所含屬、種數(shù)卻分別占該區(qū)植物總屬、種數(shù)的57.01%和64.50%,顯然它們是該區(qū)種子植物的優(yōu)勢科。其余76科含141屬235種,其科數(shù)占總科數(shù)的83.52%,而屬、種數(shù)僅分別占該區(qū)植物總屬、種數(shù)的42.99%和35.50%,在區(qū)系組成中處于次要地位(表1)。
1.2 屬的組成分析
由表2可見,該區(qū)含10種以上的屬有6屬,含6~9種的屬有8屬,這14屬占總屬數(shù)的4.27%,所含種數(shù)占總種數(shù)的20.54%。含2~5種的屬有119屬,含1種的屬有195屬,二者合計占總屬數(shù)的95.73%,其種數(shù)占總種數(shù)的79.46%。由此可見,雖然大屬和中屬在該區(qū)植物區(qū)系中占有較大比例,但總體上還是單、少種屬占絕對優(yōu)勢。
2 牡丹峰自然保護區(qū)種子植物區(qū)系分析
2.1 科的地理成分分析
根據(jù)文獻[8,9]的劃分標準,該區(qū)科的分布區(qū)可劃分為8個類型:世界分布44科,北溫帶分布22科,泛熱帶分布18科,東亞—北美分布、舊世界溫帶分布各2科,熱帶亞洲—熱帶美洲、熱帶亞洲—熱帶非洲分布、東亞分布各1科,計有世界分布科44科,溫帶分布科(類型8~11,14)27科,占本區(qū)總科數(shù)的57.45%(世界分布科不計,下同),熱帶分布科(類型2~7)20科,占本區(qū)總科數(shù)的42.55%。并且熱帶分布科含35屬50種,溫帶分布科含58屬125種(表3)。因此,從科的地理成分看,該區(qū)植物區(qū)系表現(xiàn)出較強的溫帶性質。
2.2 屬的地理成分分析
根據(jù)吳征鎰[10]對中國種子植物屬分布區(qū)的劃分方法,牡丹峰自然保護區(qū)種子植物屬可劃分為13個類型(表3)。
2.2.1 世界分布 該類型有51屬。木本植物有懸鉤子屬(Rubus)等3屬,可見于林緣下木中;草本植物48屬,如蓼屬(Polygonum)、藜屬(Chenopodium)、鬼針草屬(Bidens)等常見于雜草群落中,銀蓮花屬(Anemone)、毛茛屬(Ranunculus)、苔草屬(Carex)、堇菜屬(Viola)等常見于林下或林緣。水生及沼生植物較多,如眼子菜屬(Potamogeton)、千屈菜屬(Lythrum)、香蒲屬(Typha)和蘆葦屬(Phragmites)等。
2.2.2 熱帶分布 該類型(類型2~7)共35屬,占該區(qū)總屬數(shù)的12.64%(世界分布屬不計,下同)。泛熱帶分布有23屬,是熱帶分布中最多的一類,木本中衛(wèi)矛屬(Euonymus) 、南蛇藤屬(Celastrus)較常見于灌叢或林下,草本常見的如冷水花屬(Pilea)、金粟蘭屬(Chloranthus)、薯蕷屬(Dioscorea)、鳳仙花屬(Impatiens)、狗尾草屬(Setaria)、鴨跖草屬(Commelina)等,多是林下、林緣的伴生植物或田間雜草。
其余熱帶分布(類型3~7)共有12屬,多為草本,其中舊世界熱帶分布、熱帶亞洲至熱帶非洲分布各有5屬,前者較常見的如香茶菜屬(Plectranthus)、雨久花屬(Monochoria),后者如藎草屬(Arthraxon)、蝎子草屬(Girardinia)等。熱帶亞洲分布、熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布各有1屬,后者的苦荬菜屬(Ixeris)為常見雜草。
2.2.3 溫帶分布 該類型(類型8~11,14)共有237屬,占該區(qū)總屬數(shù)的85.56%,是牡丹峰自然保護區(qū)的主體地理成分。
北溫帶分布有141屬,居溫帶分布之首,其中包括4個變型:北溫帶和南溫帶間斷分布28屬,歐亞和南美洲間斷分布3屬,環(huán)北極分布2屬,北極—高山分布1屬。該類型中冷杉屬(Abies)、云杉屬(Picea)的種是山地云冷杉林的建群種類或針闊混交林常見種類;松屬(Pinus)、白蠟樹屬(Fraxinus)、櫟屬(Quercus)、楊屬(Populus)、樺木屬(Betula)、榆屬(Ulmus)、椴屬(Tilia)等屬的種是該區(qū)針闊混交林或闊葉次生林的主要建群種及優(yōu)勢種;榛屬(Corylus)、山梅花屬(Philadelphus)、繡線菊屬(Spiraea)、莢蒾屬(Viburnum)、杜鵑花屬(Rhododendron)等屬的種是森林灌木層或灌叢的重要成分。草本植物常見的如烏頭屬(Aconitum)、假升麻屬(Aruncus)、委陵菜屬(Potentilla)、唐松草屬(Thalictrum)、蒿屬(Artemisia)、葎草屬(Humulus)、舞鶴草屬(Maianthemum)等一些種類。
其次舊世界溫帶分布有41屬,其中包括2個變型:地中海、西亞和東亞間斷分布2屬,歐亞和南部非洲間斷分布4屬。該區(qū)丁香屬(Syringa)植物常見于森林下木中。羊角芹屬(Aegopodium)、野芝麻屬(Lamium)、福王草屬(Prenanthes)等多為林下常見草本。白屈菜屬(Chelidonium)、水棘針屬(Amethystea)等屬植物為常見雜草。
東亞和北美洲間斷分布有25屬,其中胡枝子屬(Lespedeza)、珍珠梅屬(Sorbaria)和楤木屬(Aralia)植物為灌叢或林下的優(yōu)勢灌木;五味子屬(Schisandra)植物為林內常見藤本;草本植物常見的為鹿藥屬(Smilacina)和蟹甲草屬(Cacalia)等屬的一些植物,為林下伴生種類。
東亞分布有19屬,包括2個變型:中國—喜馬拉雅分布3屬,中國—日本分布6屬。黃檗屬(Phellodendron)為針闊混交林優(yōu)勢屬,馬鞍樹屬(Maackia)、溲疏屬(Deutzia)、五加屬(Acanthopanax)和獼猴桃屬(Actinidia)等屬植物為林內常見下木和藤本,敗醬屬(Patrinia)、蒼術屬(Atractylodes)等屬草本植物常見于林下及林緣。
溫帶亞洲分布有11屬,全為草本,如山茄子屬(Brachybotrys)、山牛蒡屬(Synurus)等屬的一些種類,為林下或林緣常見種類。
2.2.4 其他分布 該類型(類型12、13)有5屬,均為草本。地中海、西亞至中亞分布3屬,包括2個變型:地中海至中亞和墨西哥至美國南部間斷分布、地中海至溫帶—熱帶亞洲、大洋洲和南美洲間斷分布各1屬,以絲石竹屬(Gypsophila)植物較常見;中亞分布2屬,較常見的為花旗竿屬(Dontostemon)植物。它們均為灌叢或林緣的伴生種。
2.3 種的地理成分分析
根據(jù)傅沛云等[11]的劃分標準,該區(qū)種子植物可劃分為21 種類型(表4)。
2.3.1 世界分布 有19種,全為草本,且多為水生、沼生植物及雜草,如蘆葦(Phragmites australis)、浮萍(Lemna minor)、千屈菜(Lythrum salicaria)、藜(Chenopodium album)、狗尾草(Sataria viridis)等。
2.3.2 亞寒帶—寒帶性質分布型 有85種(類型2~3),占全區(qū)總種數(shù)(世界分布種不計,下同)的13.24%。
西伯利亞分布有55種,其中含1個變型:東部西伯利亞分布10種。木本6種,常見種如興安杜鵑(Rhododendron dauricum)、山刺玫(Rosa davurica)、水冬瓜赤楊(Alnus sibirica)、珍珠梅(Sorbaria sorbifolia)等,大活(Angelica dahurica)、翼果唐松草(Thalictrum aquilegifolium var. sibiricum)、小葉芹(Aegopodium alpestre)、興安鹿藥(Smilacina dahurica)、蚊子草(Filipendula palmata)等草本為林下或灌叢常見種類。
北溫帶—北極分布有30種,其中含3個變型:舊世界溫帶—北極分布10種,亞洲—北美—北極分布1種,亞洲溫帶—北極分布3種。木本5種,如繡線菊(Spiraea salicifolia)、北懸鉤子(Rubus saxatilis)。草本如山尖子(Cacalia hastate)、廣布野豌豆(Vicia cracca)、野芝麻(Lamium album)、莫石竹(Moehringia leterifrora)等,常見于林下及林緣。
2.3.3 溫帶性質分布型 共有525種(類型4~17),占該區(qū)總種數(shù)的81.65%,是該區(qū)種子植物區(qū)系的主體。
中國—日本分布147種,其中包括2個變型:中國—日本中北部分布24種,中國—日本—蒙古草原分布3種。本分布型中木本32種,有很多是群落的建群種及優(yōu)勢種,如紅松(Pinus koraiensis)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、黃檗(Phellodendron amurense)、裂葉榆(Ulmus laciniata)、香楊(Populus koreana)等喬木是該區(qū)針闊混交林中的主要建群種或優(yōu)勢種,胡枝子(Lespedeza bicolor)、榛(Corylus heterophylla)、毛榛(Corylus mandshurica)、雞樹條莢蒾(Viburnum sargentii)、衛(wèi)矛(Euonymus alatus)是林下、林緣或灌叢常見灌木,狗棗獼猴桃(Actinidia kolomikta)、軟棗獼猴桃(Actinidia arguta )及五味子(Schisandra chinensis)等木質藤本是該區(qū)地帶性植被的顯著標志。草本植物中很多為林下或灌叢常見成分,如狼尾花(Lysimachia barystachys)、寬葉山蒿(Artemisia stolonifera)、東風菜(Doellingeria scaber)、寬葉苔草(Carex siderosticta)等。
東北分布101種,其中包括4個變型:東北—俄羅斯遠東分布19種,東北—達烏里分布18種,東北—大興安嶺分布和東北—蒙古草原分布各2種。本分布型木本28種,很多是群落的建群種及優(yōu)勢種,如紅皮云杉(Picea koraiensis)、魚鱗云杉(Picea jezoensis var. microsperma)是山地云冷杉林和針闊混交林的建群種,東北槭(Acer mandshuricum)、青楷槭(Acer tegmentosum)、花楷槭(Acer ukurunduense)、簇毛槭(Acer barbinerve)、擰筋槭(Acer triflorum)、大青楊(Populus ussuriensis)等喬木是針闊混交林、闊葉混交林中的常見成分。東北山梅花(Philadelphus schrenkii)、東北溲疏(Deutzia amurensis)、黑櫻桃(Prunus maximowiczii)、瘤枝衛(wèi)矛(Euonymus pauciflorus)等是林中的常見下木。興安升麻(Cimicifuga dahurica)、山茄子(Brachybotrys paridiformis)、耳葉蟹甲草(Cacalia auriculata)等草本常見于林下、林緣及灌叢。
上述兩種成分合計為248種,占該區(qū)溫帶分布種的47.24%,占總種數(shù)的38.57%,在區(qū)系組成中起核心作用。
溫帶亞洲分布有57種。該類型中木本植物有8種,山楊(Populus davidiana)、白樺(Betula platyphylla)、黑樺(Betula davurica)等喬木為次生林的主要建群種或優(yōu)勢種。黃花忍冬(Lonicera chrysantha)、東北接骨木(Sambucus manshurica)等是林下或林緣常見灌木。草本如假升麻(Aruncus sylvester)、凸脈苔草(Carex lanceolata)、莓葉委陵菜(Potentilla fragarioides)、歪頭菜(Vicia unijuga)、水棘針(Amethystea caerulea)等常見于林下或灌叢。
舊世界溫帶分布有56種,木本植物有10種,常見的如桑(Morus alba)、稠李(Prunus padus)、石蠶葉繡線菊(Spiraea chamaedryfolia)等。草本常見的如聚花風鈴草(Campanula glomerata)、玉竹(Polygonatum odoratum)、蓬子菜(Galium verum)、毛緣苔草(Carex pilosa)等。
北溫帶分布有48種,包括北溫帶—南溫帶分布變型2種。木本僅刺薔薇(Rosa acicularis)1種,草本常見的如水楊梅(Geum aleppicum)、柳蘭(Chamaenerion angustifolium)及地榆(Sanguisorba officinalis)等。
東北—華北分布有36種,包括1個變型:東北—華北—蒙古草原分布3種。木本植物有18種,其中不少是該區(qū)各類森林的建群種或優(yōu)勢種,如臭冷杉(Abies nephrolepis)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、紫椴(Tilia amurensis)、大果榆(Ulmus macrocarpa)、楓樺(Betula costata)等,常見小喬木及灌木有花楸(Sorbus pohuashanensis)、無毛溲疏(Deutzia glabrata)、短梗五加(Acanthopanax sessiliflorus)等。草本較常見的有蝎子草(Girardiania cuspidata)、東北鳳仙花(Impatiens furcillata)和黃花烏頭(Aconitum coreanum)等,多為林下或灌叢的伴生種。
東亞分布有41種。木本植物6種,蒙古櫟(Quercus mongolica)為當?shù)卮紊值闹饕ㄈ悍N,刺五加(Acanthopanax senticosus)、暴馬丁香(Syringa reticulata var. mandshurica)等為林內常見下木,草本如腺梗菜(Adenocaulon himalaicum)、大葉柴胡(Bupleurum longiradiatum)、地瓜苗(Lycopus lucidus)等也常見于林下及林緣。
中國東部分布14種,其中包括中國東部—西部分布變型1種。金銀忍冬(Lonicera maackii)、球果唐松草(Thalictrum baicalense)、兔兒傘(Syneilesis aconitifolia)、福王草(Prenatthes tatarinowii)等較常見于林下、林緣及灌叢。
達烏里—蒙古分布11種,全為草本植物,常見的如蒙古山蘿卜(Scabiosa comosa)、狼毒大戟(Euphorbia pallasii)等。
亞洲—北美分布有6種,均為草本植物。較常見的有藿香(Agastache rugosa)、澤芹(Sium suave)、透骨草(Phryma leptostachya var. asiatica)等。
華北分布2種,內含華北—蒙古草原分布變型1種,以總裂葉堇菜(Viola fissifolia)常見于山坡灌叢;蒙古草原分布僅有其變型俄羅斯遠東區(qū)—蒙古草原分布1種:箭報春(Primula fistulosa)。此外還有:大興安嶺分布2種,含大興安嶺—蒙古草原分布變型1種;阿爾泰—蒙古—達烏里分布3種。
2.3.4 熱帶性質分布型 共有33種(分布型18~21),占該區(qū)植物總種數(shù)的5.14%。北溫帶—熱帶分布30種,其中含3個變型:亞洲溫帶—熱帶分布20種,亞洲北美溫帶—熱帶分布3種,舊世界溫帶—熱帶分布3種。 均為草本植物,水生植物較多,如睡蓮(Nymphaea tetragona)、菖蒲(Acorus calamus)、竹葉眼子菜(Potamogeton malaianus)等,此外常見的還有車前(Plantago asiatica)、鴨跖草(Commelina communis)、穿葉蓼(Polygonum perfoliatum)、牡蒿(Artemisia japonica)等。其余熱帶分布還有舊世界熱帶分布型、熱帶亞洲—熱帶大洋洲分布、熱帶亞洲—熱帶非洲分布型,共3種。
3 結論
牡丹峰國家級自然保護區(qū)種子植物比較豐富,共有種子植物91科328屬662種,其中裸子植物3科6屬11種,被子植物88科322屬651種。
菊科、毛茛科、薔薇科、百合科、禾本科、石竹科、蓼科、豆科、唇形科、莎草科、虎耳草科、堇菜科、傘形科、楊柳科和桔梗科等15個科,僅占該區(qū)總科數(shù)的16.48%,屬、種數(shù)卻分別占該區(qū)總屬、種數(shù)的57.01%和64.50%,是該區(qū)的優(yōu)勢科。
該區(qū)植物區(qū)系地理成分復雜,屬、種分別具有14個和21個分布區(qū)類型,以溫帶成分占絕對優(yōu)勢:溫帶分布有237屬,占全區(qū)總屬數(shù)的85.56%,其中北溫帶分布有141屬,占溫帶屬數(shù)59.49%,是該區(qū)溫帶屬的主體。熱帶分布共35屬,占該區(qū)總屬數(shù)的12.64%。在種的區(qū)系成分上,溫帶性質分布共有525種,占該區(qū)總種數(shù)的81.65%,其中,中國—日本分布和東北分布兩種成分合計為248種,占該區(qū)溫帶分布種的47.24%,占總種數(shù)的38.57%,在區(qū)系組成中起核心作用。亞寒帶—寒帶性質分布有85種,占全區(qū)總種數(shù)的13.24%。而熱帶性質分布型共有33種,占該區(qū)植物總種數(shù)的5.14%。
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