張殷波，郭柳琳，王 偉，田 瑜，李俊生，*

(1.山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，太原 030006;2.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012)

隨著全球氣候變化以及人類活動(dòng)干擾，生物多樣性日益喪失已引起了國際社會(huì)的廣泛關(guān)注［1］。由于地球上生物多樣性并不是均勻分布且可投入的保護(hù)力量又十分有限，因此如何有效地降低物種滅絕速率、提高生物多樣性保護(hù)成效成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一［2］。研究物種豐富度空間格局可以直觀地揭示大尺度范圍內(nèi)的不同區(qū)域的生物多樣性豐富程度及其與局部地形、氣候以及生態(tài)等因素之間的關(guān)系。生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)被認(rèn)為在很小的地域內(nèi)包含了極其豐富的物種多樣性［3］，且分布有相當(dāng)比例的重要物種和特有物種，原生境受到嚴(yán)重破壞，是最需要優(yōu)先保護(hù)的區(qū)域。因此，在大尺度上研究物種豐富度空間格局，進(jìn)而鑒別出重要物種分布的熱點(diǎn)地區(qū)，已成為更有效的生物多樣性保護(hù)的重要方法和途徑［4-5］。國內(nèi)外很多學(xué)者針對(duì)不同尺度的不同生物類群開展了一系列豐富度空間格局的相關(guān)研究［6-10］，提出了鑒別生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)的一些理論與方法［11-12］，為資源的合理保護(hù)和有效利用提供科學(xué)依據(jù)。

秦嶺山脈是橫亙于我國中部呈東西走向的巨大山脈，是我國暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候與亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候的分界線。秦嶺作為我國重要的生態(tài)過渡帶，對(duì)于我國植被的劃分和植物區(qū)系演化與分化的研究具有重要意義［13］。秦嶺是我國生物多樣性分布的中心地區(qū)之一，《中國生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃》已將秦嶺列為生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)域之一［14］。因此本研究選取秦嶺地區(qū)作為研究區(qū)域，對(duì)我國生物多樣性的保護(hù)具有重要的研究意義。

秦嶺地區(qū)已有的相關(guān)研究主要集中于秦嶺局部區(qū)域或少數(shù)幾個(gè)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)對(duì)某一特殊種屬進(jìn)行的地理分布、資源現(xiàn)狀和群落特征等研究［15-18］，在大尺度范圍內(nèi)的生物多樣性分布空間格局研究尚顯不足。本文利用物種的縣級(jí)分布、垂直分布以及生境類型等信息獲取物種分布區(qū)范圍，探討秦嶺地區(qū)國家重點(diǎn)保護(hù)植物的豐富度空間格局和熱點(diǎn)地區(qū)，為該區(qū)域保護(hù)優(yōu)先性的綜合評(píng)價(jià)以及實(shí)施科學(xué)的生物多樣性保護(hù)規(guī)劃提供基礎(chǔ)資料。

1 研究區(qū)域

秦嶺山脈是昆侖山系和祁連山系的東延部分，在定義上有廣義秦嶺和狹義秦嶺之分。廣義的秦嶺是指長江和黃河流域的分水嶺，西起小隴山，東至伏牛山，南以漢水，北以渭河為界。廣義秦嶺一直被認(rèn)為是我國南方和北方的地理分界線，但其具體分界線存在較大爭議。本研究首先依據(jù)秦嶺廣義的定義確定了具體的研究區(qū)域(圖1)，即行政區(qū)域涵蓋了甘肅、陜西和河南3個(gè)省的43個(gè)縣(區(qū))，包括甘肅東南部的天水、徽縣和兩當(dāng)3個(gè)縣，陜西中南部的太白、佛坪和寧陜等31個(gè)縣，以及河南省西部的西峽、欒川和魯山等9個(gè)縣(圖2)。境內(nèi)包括甘肅小隴山，陜西太白山、熊耳山、華山以及河南伏牛山等。山脈全長七百多公里，南北寬十公里至二三百公里，區(qū)域面積為 9.8萬 km2，占全國陸地總面積的1.02%。

圖1 研究區(qū)域地理位置示意圖Fig.1 Location of study area

秦嶺山勢西高東低，中部和西部多為高山，海拔2000—3000m，東部山嶺與盆地相間(圖4);秦嶺是我國南北氣候分界線，北坡屬于暖溫帶半濕潤氣候帶，南坡屬于亞熱帶濕潤氣候帶;同時(shí)，秦嶺還是我國重要的生物地理分界線，秦嶺以北廣泛分布著落葉闊葉林，而秦嶺以南分布著落葉闊葉-常綠闊葉混交林［19］。復(fù)雜的地形與氣候條件為植物生長提供了多樣化的生境類型，孕育了復(fù)雜的區(qū)系成分、種類繁多的瀕危植物和特有植物，包括秦嶺區(qū)域特有種獨(dú)葉草(Kingdonia uniflora)、秦嶺紅杉(Larix potaniniivar.chinensis)和秦嶺冷杉(Abies chensiensis)等。

2 研究方法

2.1 物種名錄和數(shù)據(jù)來源

依據(jù)《國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第1批)》［20］和待頒布的第 2 批名錄［21］，本研究從《中國植物志》［22］中提取有關(guān)記錄秦嶺研究區(qū)域內(nèi)分布的國家重點(diǎn)保護(hù)植物，同時(shí)結(jié)合文獻(xiàn)資料和標(biāo)本數(shù)據(jù)的相關(guān)分布記錄，最終確定秦嶺地區(qū)的國家重點(diǎn)保護(hù)植物名錄(附錄Ⅰ)。

在物種名錄建立的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行物種地理分布數(shù)據(jù)的收集和數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。數(shù)據(jù)來源主要有:(1)相關(guān)的植物志書，包括《中國植物志》［22］、《秦嶺植物志》［23］、《河南植物志》［24］、《甘肅植物志》［25］和《黃土高原植物志》［26］等;(2)已出版的有關(guān)專著［27-28］;(3)發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)［29-30］;(4)標(biāo)本記錄(http://www.cvh.org.cn)等。通過收集、提取、整理和校對(duì)，建立秦嶺重點(diǎn)保護(hù)植物的地理分布信息數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫盡可能全面的記錄了每一物種在縣級(jí)行政區(qū)劃上的分布，以及分布的海拔上下限和適宜分布的生境類型。

2.2 物種分布區(qū)確定和熱點(diǎn)地區(qū)分析

在進(jìn)行全國或區(qū)域尺度的生物多樣性地理空間分布研究中，由于受到數(shù)據(jù)來源等限制，目前的物種分布圖通常以行政縣為基本單位生成，進(jìn)而在進(jìn)行空間格局分析以及優(yōu)先保護(hù)研究中帶來一定的數(shù)據(jù)誤差。因此，本研究在重點(diǎn)保護(hù)植物分布的行政縣為基本單元的基礎(chǔ)上，以每一物種的海拔分布范圍和生境類型為主要限制因子，結(jié)合矢量化后的中國行政區(qū)劃圖、90m分辨率的中國數(shù)字高程?hào)鸥駡D以及100m分辨率的土地覆蓋類型圖，在ArcGIS10.0中生成各物種的地理分布圖。

土地覆蓋類型圖的制作過程:針對(duì)研究區(qū)域涉及的43個(gè)縣，以2010年TM/ETM影像為基礎(chǔ)，基于相關(guān)地面調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類，然后基于目視校正的方式，通過專家經(jīng)驗(yàn)對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和修訂，最終得到土地覆蓋類型圖，制圖單元為1hm2(100m×100m)。

確定物種分布區(qū)的具體步驟為:首先依據(jù)物種縣級(jí)分布數(shù)據(jù)，利用行政區(qū)劃圖生成每一物種的縣級(jí)分布矢量圖;依據(jù)物種的海拔分布信息，利用秦嶺數(shù)字高程?hào)鸥駡D提取每一物種所在海拔范圍生成物種地形柵格圖;再依據(jù)物種分布的生境類型，利用秦嶺土地覆蓋類型圖提取每一物種的生境類型生成物種生境柵格圖;最后借助ArcGIS的疊加運(yùn)算功能，將三者疊加后形成每一物種的適宜生境分布區(qū)圖。本研究設(shè)置的柵格精度為2km×2km。

確定物種分布區(qū)并繪制好每一物種的分布區(qū)柵格圖后，累計(jì)統(tǒng)計(jì)各柵格中的保護(hù)物種數(shù)，即得到秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物的豐富度分布圖，按照豐富度從多到少進(jìn)行排序后將物種豐富度劃分為5個(gè)等級(jí)，以此分析秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物豐富度空間格局。在豐富度空間格局的基礎(chǔ)上，依據(jù)保護(hù)物種最多和占地面積最小的原則擬設(shè)定包含物種數(shù)累計(jì)達(dá)到總物種數(shù)的85%作為確定熱點(diǎn)地區(qū)的指標(biāo)［9］，從而篩選得到秦嶺重點(diǎn)保護(hù)植物的熱點(diǎn)地區(qū)。同時(shí)，將這些熱點(diǎn)地區(qū)與研究區(qū)域內(nèi)已建立的有關(guān)生物多樣性保護(hù)的國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行疊加，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)空缺性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 物種組成

本研究確定的秦嶺地區(qū)國家重點(diǎn)保護(hù)植物名錄共包括物種200種，隸屬于32科98屬，包括被子植物192種和裸子植物8種。其中國家一級(jí)保護(hù)植物20種，國家二級(jí)保護(hù)植物180種(表1)。

3.2 秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物豐富度空間格局

3.2.1 行政縣分布

重點(diǎn)保護(hù)植物在秦嶺地區(qū)的各行政縣內(nèi)并不是均勻分布的(圖2)，集中分布在河南省西部、陜西省中南部和甘肅省東南部的部分縣區(qū)。其中，物種豐富度等級(jí)最高、包含物種數(shù)最多(69—116種)的區(qū)域包括河南省西部的西峽縣(116種)、內(nèi)鄉(xiāng)縣(96種)、嵩縣(93種)、欒川縣(89種)、南召縣(85種)和陜西太白縣(86種)等;物種豐富度等級(jí)次之、包含物種數(shù)為47—68種的區(qū)域有河南省魯山縣(68種)和盧氏縣(55種)，陜西省佛坪縣(63種)以及甘肅省天水市(57種)和徽縣(49種)等;物種豐富度為32—46種的區(qū)域有河南靈寶市(34種)，陜西周至縣(36種)、寧陜縣(40種)、山陽縣(33種)、眉縣(46種)和洋縣(33種)等;豐富度為17—31種的區(qū)域有陜西戶縣(31種)、華陰市(30種)、石泉縣(29種)、長安縣(24種)、鳳縣(24種)、柞水縣(24種)和略陽縣(21種)等;而豐富度不足17種的有河南鎮(zhèn)平縣(2種)，陜西藍(lán)田縣(11種)、寶雞市(16種)、安康市(13種)、商洛市(12種)、商南縣(8種)、留壩縣(12種)、寶雞縣(7種)、華縣(5種)、城固縣(10種)、漢陰縣(2種)、渭南市(12種)、洛南縣(1種)、丹鳳縣(8種)、鎮(zhèn)安縣(10種)、勉縣(13種)以及甘肅兩當(dāng)縣(10種);另外，在陜西岐山縣和潼關(guān)縣未有重點(diǎn)保護(hù)植物的分布記錄。

表1 秦嶺地區(qū)國家重點(diǎn)保護(hù)植物統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of plants under state protection in Qinling Mountain

圖2 秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物縣級(jí)尺度分布圖Fig.2 Distribution of plants under state protection at county scale in Qinling Mountain

3.2.2 豐富度空間格局

秦嶺重點(diǎn)保護(hù)植物十分豐富，且分布范圍廣闊，野生植物大多分布于地形起伏變化大，生態(tài)類型復(fù)雜多樣的山區(qū)，尤其是高海拔地區(qū)。結(jié)合研究區(qū)域的地形圖和土地覆蓋類型圖對(duì)物種的適宜生境進(jìn)行篩選和提取生成物種的分布區(qū)圖，進(jìn)一步分析得到秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物所有種、國家一級(jí)和國家二級(jí)保護(hù)植物的豐富度空間格局(圖3)。

整體上，秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物的豐富度空間格局呈現(xiàn)出隨山體呈東西向遞減的條帶狀分布(圖3)，東段隨著山嶺與盆地相間的地形呈掃帚狀展布，海拔高、地形復(fù)雜的山區(qū)豐富度高于平原，南坡物種豐富度明顯高于北坡，且南坡物種豐富度隨海拔降低逐漸遞減，而北坡物種豐富度隨海拔降低驟然減少。

全部重點(diǎn)保護(hù)植物主要分布于區(qū)域內(nèi)局部的山地，其中秦嶺東段的伏牛山是豐富度最高的地區(qū);伏牛山北側(cè)的熊耳山，中西段的太白山、佛坪山地以及西北段的天水東南部山地豐富度次之(圖3)。而秦嶺北坡的渭河平原和南坡的漢水、嘉陵江、丹江河谷以及南陽盆地，這些地區(qū)的物種相對(duì)貧乏。

圖3 秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物的豐富度空間格局Fig.3 Richness patterns of plants under state protection in Qinling Mountain

將其中包括的國家一級(jí)和國家二級(jí)保護(hù)植物再 分別進(jìn)行豐富度空間格局的分析(圖3)，發(fā)現(xiàn)這兩者與全部重點(diǎn)保護(hù)植物的空間格局基本一致，但集中分布區(qū)域有所差別。相比較，國家一級(jí)保護(hù)植物的豐富度高值區(qū)主要分布在秦嶺東段的伏牛山和熊耳山的掃帚狀山區(qū)以及秦嶺西段的天水東南部高海拔山地(圖3)，另外寧陜縣境內(nèi)的一些零星的山區(qū)也擁有較高的豐富度，而在太白山和佛坪山地的豐富度明顯降低，在渭河、嘉陵江、漢江以及丹江河谷的物種分布范圍明顯縮小，表明國家一級(jí)保護(hù)植物的豐富度空間格局進(jìn)一步向海拔更高、地形更復(fù)雜的山區(qū)集中;國家二級(jí)保護(hù)植物分布范圍較廣(圖3)，其豐富度空間格局在伏牛山和熊耳山與一級(jí)保護(hù)植物具有一致的高豐富度值，而在秦嶺西段的天水東南部山地、中西段的太白山和佛坪山地則表現(xiàn)出差異，在太白山區(qū)國家二級(jí)保護(hù)植物豐富度很高，在天水東南部山地分布則不突出。

3.3 秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物的熱點(diǎn)地區(qū)

結(jié)合以上豐富度空間格局的研究結(jié)果，依據(jù)豐富度值選取豐富度最高的區(qū)域作為熱點(diǎn)地區(qū)。當(dāng)所選區(qū)域包含物種數(shù)累計(jì)達(dá)到總物種數(shù)的85%時(shí)，面積占秦嶺總面積13.96%，將這些區(qū)域定義為秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物分布的熱點(diǎn)地區(qū)。這些熱點(diǎn)地區(qū)集中分布在3個(gè)相對(duì)隔離的區(qū)域(圖4)，分別是:Ⅰ伏牛-熊耳山地;Ⅱ太白-佛坪山地;Ⅲ天水市東南部山地。

Ⅰ伏牛-熊耳山地(FNXE)

該區(qū)域位于河南省西南部，包括堯山、老君山、白云山以及寶天曼、老界嶺等，是秦嶺東段的支脈，其地形山嶺與盆地相間，向東呈掃帚狀展開。復(fù)雜的地形與濕潤的氣候條件使這里成為重點(diǎn)保護(hù)植物最為豐富的地區(qū)，分布有國家一級(jí)保護(hù)植物紅豆杉(Taxus wallichiana var.chinensis)、南方紅豆杉(Taxuswallichiana var. mairei)，以 及 蘭 屬(Cymbidium spp.)、杓蘭屬(Cypripedium spp.)和石斛屬 (Dendrobium spp.)的 一 些 種，如 蕙 蘭(Cymbidium faberi)、綠花杓蘭(Cypripedium henryi)、曲莖石斛(Dendrobium flexicaule)等;二級(jí)保護(hù)植物如刺五加(Eleutherococcussenticosus)、黃檗(Phellodendron amurense)、川黃檗(Phellodendron chinense)、明黨參(Changium smyrnioides)、大葉櫸樹(Zelkova schneideriana)、河南卷瓣蘭(Bulbophyllum henanense)等。行政區(qū)域主要涉及河南省西部的西峽、內(nèi)鄉(xiāng)、欒川、嵩縣、南召和魯山6個(gè)縣。

Ⅱ太白-佛坪山地(TBFP)

該區(qū)域位于秦嶺中西段，是秦嶺山系海拔最高的地段，包括陜西省眉縣、太白、周至三縣境內(nèi)的太白山以及佛坪縣境內(nèi)觀音山等山區(qū)。該區(qū)生物種群種類繁多，區(qū)系復(fù)雜，其中國家一級(jí)保護(hù)植物有獨(dú)葉草、毛杓蘭(Cypripedium franchetii)、華西蝴蝶蘭(Phalaenopsiswilsonii)、鐵皮石斛(Dendrobium officinale)等，國家二級(jí)保護(hù)植物有秦嶺紅杉、秦嶺冷杉、三刺草(Aristida triseta)、中華獼猴桃(Actinidia chinensis)、大果青扦(Picea neoveitchii)、太白山紫斑牡丹(Paeonia rockii subsp.taibaishanica)等。

Ⅲ天水市東南部山地(TSSE)

該區(qū)域位于天水市東南部與徽縣東北部接壤地帶，自然植被良好，地形以高原山地為主，包括麥積山、石門、仙人崖、火炎山、天爺梁等。該區(qū)國家一級(jí)保護(hù)植物分布較多，如獨(dú)葉草、紅豆杉、南方紅豆杉、蕙蘭、毛杓蘭、西藏杓蘭(Cypripedium tibeticum)、珙桐(Davidia involucrata)、光葉珙桐(Davidia involucrata var.vilmoriniana)、細(xì)葉石斛(Dendrobium hancockii)等;國家二級(jí)保護(hù)植物有大果青扦、巴山榧樹(Torreya fargesii var.fargesii)、甘肅桃(Amygdalus kansuensis)、花南星(Arisaema lobatum)、紫斑牡丹(Paeonia rockii)等。

目前，研究區(qū)域內(nèi)已建立有關(guān)生物多樣性保護(hù)的國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)13個(gè)(圖4)，包括4個(gè)森林生態(tài)類型(小秦嶺、伏牛山、寶天曼和太白山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū))、8個(gè)野生動(dòng)物類型(牛背梁、周至、漢中朱鹮、長青、桑園、佛坪、天華山和小隴山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū))和1個(gè)黃河濕地國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。將本研究鑒別的熱點(diǎn)地區(qū)與國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行空間疊加后進(jìn)行保護(hù)空缺性分析。從圖4可以看出，秦嶺重點(diǎn)保護(hù)植物存在明顯的保護(hù)空缺地，具體分析后可得:東部熱點(diǎn)地區(qū)伏牛-熊耳山地目前已有國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)建立，即河南伏牛山和寶天曼自然保護(hù)區(qū)群，但是仍存在保護(hù)空缺;中西部熱點(diǎn)地區(qū)太白-佛坪山地附近目前已建立多個(gè)國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，包括太白山、周至、佛坪、天華山、長青等，但保護(hù)區(qū)之間缺乏連通性;而西部熱點(diǎn)地區(qū)天水市東南部山地及周邊目前尚無國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。

圖4 秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物的熱點(diǎn)地區(qū)和保護(hù)空缺地區(qū)Fig.4 Hotspots and gap areas of plants under state protection in Qinling MountainFNXE，TBFP，TSSE分別為伏牛-熊耳山地，太白-佛坪山地和天水市東南部山地;0—12分別為佛坪、漢中朱鹮、伏牛山、牛背梁、周至、太白山、長青、黃河濕地、小隴山、天華山、小秦嶺、桑園和寶天曼國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)

4 討論

秦嶺獨(dú)特的地理位置、復(fù)雜的地形和氣候條件，為生物的生長繁衍提供了多樣化的生境。該區(qū)域重點(diǎn)保護(hù)植物資源豐富，且總體的豐富度空間格局呈現(xiàn)出隨山體呈東西向遞減的條帶狀分布特點(diǎn)。受海拔和水熱條件等環(huán)境因素的重要影響，山區(qū)豐富度明顯高于平原，南坡豐富度明顯高于北坡。秦嶺重點(diǎn)保護(hù)植物豐富度的高值區(qū)均位于高海拔的山地，如秦嶺主峰太白山、伏牛山、熊耳山等眾多高大山脈。因此，地形錯(cuò)綜復(fù)雜，氣候梯度顯著的伏牛-熊耳山地、太白-佛坪山地和天水市東南部山地成為秦嶺重點(diǎn)保護(hù)植物的熱點(diǎn)地區(qū)。該區(qū)域還分布著一些重要的物種，如獨(dú)葉草為秦嶺特有種，僅分布在太白山海拔2600—3100m的局部山區(qū)。而海拔低的地區(qū)，地勢平坦，生境相對(duì)單一、不穩(wěn)定，且多為交通要道，長期遭到強(qiáng)烈的人類干擾，因此重點(diǎn)保護(hù)植物豐富度較低。秦嶺地區(qū)重點(diǎn)保護(hù)植物分布的幾個(gè)低值區(qū)主要位于渭河平原，漢水、嘉陵江、丹江河谷以及南陽盆地等地勢地平區(qū)域。同時(shí)，地形通過影響水熱、光照等條件，對(duì)不同坡向的物種豐富度產(chǎn)生重要影響。來自海洋的暖濕氣流沿河谷易入秦嶺南坡，而來自北方的冷干氣流可直達(dá)北坡，導(dǎo)致秦嶺南北坡水熱條件形成明顯差異，南坡物種豐富度顯著高于北坡。

本研究在分析秦嶺重點(diǎn)保護(hù)植物豐富度空間格局的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了其熱點(diǎn)地區(qū)和保護(hù)現(xiàn)狀及保護(hù)空缺。將可以涵蓋85%的秦嶺重點(diǎn)保護(hù)植物物種的熱點(diǎn)地區(qū)與區(qū)域內(nèi)已有的國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)分布圖進(jìn)行空間疊加后鑒別出保護(hù)空缺地，進(jìn)而可以在空間上直觀地提出科學(xué)可靠的建議:(1)河南伏牛山、寶天曼自然保護(hù)區(qū)群覆蓋了東部熱點(diǎn)地區(qū)的部分區(qū)域，但面積仍不夠大，可考慮擴(kuò)展已有自然保護(hù)區(qū)界線［31］，或?qū)⒁恍┦〖?jí)自然保護(hù)區(qū)升級(jí)為國家級(jí)保護(hù)區(qū);(2)太白山、周至、佛坪、天華山、長青等自然保護(hù)區(qū)基本涵蓋了中西部的熱點(diǎn)地區(qū)，但是這些保護(hù)區(qū)之間缺乏有效的連通性，成為了保護(hù)區(qū)“孤島”，可考慮向西擴(kuò)大現(xiàn)有太白山自然保護(hù)區(qū)的范圍，并加強(qiáng)生境廊道的建設(shè);(3)而天水市東南部山地目前尚無國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，甚至尚未建立省級(jí)或縣級(jí)自然保護(hù)區(qū)，而該區(qū)域是重點(diǎn)保護(hù)植物分布的熱點(diǎn)地區(qū)之一，尤其是國家一級(jí)保護(hù)植物的豐富度較高，建議給予重視;(4)同時(shí)，在一些重點(diǎn)保護(hù)植物豐富度零星分布的區(qū)域，建議建立一些規(guī)模較小的保護(hù)區(qū)，或者采取相關(guān)措施，給予適當(dāng)保護(hù)。

在大尺度空間上分析物種豐富度格局和熱點(diǎn)地區(qū)，能夠?yàn)樘岣呶锓N的保護(hù)效率提供科學(xué)依據(jù)［32］。然而目前絕大多數(shù)物種的分布記錄以行政縣為單位，缺乏精確的物種分布點(diǎn)記錄或地理坐標(biāo)標(biāo)記［33］，數(shù)據(jù)的局限性直接影響了該領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。尤其在我國開展全國和較大區(qū)域的生物多樣性評(píng)估和保護(hù)工作時(shí)，往往受到物種分布數(shù)據(jù)的精確性和準(zhǔn)確性的影響和限制。在研究過程中，參考的權(quán)威文獻(xiàn)中在記錄物種的縣級(jí)分布之外，還記錄了物種的海拔分布范圍和生境類型?？紤]到大尺度范圍內(nèi)地形和生境條件對(duì)物種的空間分布有著最直接和顯著的影響，本文在充分利用縣級(jí)分布數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以物種的海拔分布范圍和生境條件為主要限制因子，對(duì)物種的適宜分布區(qū)進(jìn)行了提取，從而提高了物種分布的精度。通過在垂直空間和水平空間分布的細(xì)化分析，剔除了縣域中的物種不適宜生境，確定了重點(diǎn)保護(hù)植物較精確的豐富度分布格局。該研究方法較為簡便直接，依據(jù)的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，初步的結(jié)果可以在空間上直觀地為生物多樣性保護(hù)提供重要參考。在進(jìn)行分析的時(shí)候，考慮對(duì)于重點(diǎn)保護(hù)植物這一研究對(duì)象而言，受威脅的原因更多的是由于人類干擾和物種本身的生理特征導(dǎo)致，且物種實(shí)際的分布點(diǎn)也較少，如果采用物種分布預(yù)測模型進(jìn)行物種分布區(qū)預(yù)測時(shí)有分布數(shù)據(jù)小樣本問題、如何選擇合適的環(huán)境要素以及人為干擾等諸多不確定因素存在。因此，本研究首先嘗試了這種在大尺度上普遍采用的簡便物種適宜分布區(qū)預(yù)測辦法。但通過該方法得到的結(jié)果中還存在一些明顯的不足，通過提取物種適宜分布區(qū)得到的豐富度空間格局仍表現(xiàn)出相鄰縣域的物種豐富度值突變的特點(diǎn)，進(jìn)而得到了熱點(diǎn)地區(qū)盡管集中在局部山地，但是面積仍較大，該結(jié)果在保護(hù)空缺性分析以及指導(dǎo)保護(hù)區(qū)規(guī)劃中只能提出粗略的建議。因此，在針對(duì)珍稀瀕危物種的分布和保護(hù)研究中，探討一種較大空間尺度上進(jìn)行物種豐富度空間分布預(yù)測的方法，仍是未來該領(lǐng)域一個(gè)非常重要的研究議題。在下一步的研究工作中，可采用多種方法進(jìn)行大尺度物種豐富度的估算與比較，避免由單一研究方法而產(chǎn)生的誤差［34］，這些尚需展開深入的研究。

［1］ Rands M R W，Adams W M，Bennun L，Butchart S H M，Clements A，Coomes D，Entwistle A，Hodge L，Kapos V，Scharlemann J P W，Sutherland W J，Vira B.Biodiversity conservation:challenges beyond 2010. Science，2010，329(5997):1298-1303.

［2］ Wilson K A，Underwood E C，Morrison S A，Klausmeyer K R，Murdoch W W，Reyers B，Wardell-Johnson G，Marquet P A，Rundel P W，McBride M F，Pressey R L，Bode M，Hoekstra J M，Andelman S，Looker M，Rondinini C，Kareiva P，Shaw M R，Possingham H P.Conserving biodiversity efficiently:What to do，where，and when.Plos Biology，2007，5(9):1850-1861.

［3］ Myers N，Mittermeier R A，Mittermeier C G，da Fonseca G A B，Kent J.Biodiversity hotspots for conservation priorities.Nature，2000，403(6772):853-858.

［4］ Possingham H P，Wilson K A.Biodiversity:Turning up the heat on hotspots.Nature，2005，436(7053):919-920.

［5］ Brooks T M，Mittermeier R A，da Fonseca G A B，Gerlach J，Hoffmann M，Lamoreux J F，Mittermeier C G，Pilgrim J D，Rodrigues A S L.Global biodiversity conservation priorities.Science，2006，313(5783):58-61.

［6］ Dobson A P，Rodriguez J P，Roberts W M，Wilcove D S.Geographic distribution of endangered species in the United States.Science，1997，275(5299):550-553.

［7］ Grenyer R，Orme C D L，Jackson S F，Thomas G H，Davies R G，Davies T J，Jones K E，Olson V A，Ridgely R S，Rasmussen P C，Ding T S，Bennett P M，Blackburn T M，Gaston K J，Gittleman J L，Owens I P E.Global distribution and conservation of rare and threatened vertebrates.Nature，2006，444(7115):93-96.

［8］ Kreft H，Jetz W.Global patterns and determinants of vascular plant diversity.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2007，104(14):5925-5930.

［9］ Li G，Shen Z H，Ying J S，F(xiàn)ang J Y.The spatial pattern of species richness and diversity centers of gymnosperm in China.Biodiversity Science，2009，17(3):272-279.

［10］ Lin X，Wang Z H，Tang Z Y，Zhao S Q，F(xiàn)ang J Y.Geographic patterns and environmental correlates of terrestrial mammal species richness in China.Biodiversity Science，2009，17(6):652-663.

［11］ Luan X F，Huang W N，Wang X L，Liu M C，Liu S R，Wu B，Li D Q.Identification of hotspots and gaps for biodiversity conservation in Northeast China based on a systematic conservation planning methodology.Acta Ecologica Sinica，2009，29(1):144-150.

［12］ Xu W H，Ouyang Z Y，Zhang L，Li Z Q，XiaoY，Zhu C Q.Spatial Distribution and Priority Areas Analysis for Key Protection Species inYangtze Basin.Research of Environmental Sciences，2010，23(3):312-319.

［13］ Ying J S，Chen M L.Botanical geography of China.Shanghai:Shanghai Scientific and Technical Publishers，2011.

［14］ Ministry of Environmental Protection of the People's Republic of China.National Biodiversity Strategy and Action Plan(2011—2030).Beijing:China Science and Technology Press，2010.

［15］ Tang Z Y，F(xiàn)ang J Y，Zhang L.Patterns of woody plant species diversity along environmental gradients on Mt.Taibai，Qinling Mountains.Biodiversity Science，2004，12(1):115-122.

［16］ Zhang W H，Xu X B，Zhou J Y，Sun Y L，Xie Z Q.Distribution and bio-ecological characteristics of Abies chensiensis，an endangered plant.Biodiversity Science，2004，12(4):419-426.

［17］ Lu X L，Hu N，Ding S Y，F(xiàn)an Y L，Liao B H，Zhai Y J，Liu J.The pattern of plant species diversity of Funiu Mountain Nature Reserve.Acta Ecologica Sinica，2010，30(21):5790-5798.

［18］ Chi X L，Tang Z Y.Effects of area，temperature and geometric constraints on elevational patterns of species richness:a case study in the Mountain Taibai， Qinling Mountains， China.Chinese Journal of Plant Ecology，2011，35(4):362-370.

［19］ Sun H，Bai H Y，Zhang Q Y，Luo X P，Zhang S H.Responses of vegetation coverage to regional environmental change in the northern and southern Qinling Mountains.Acta Scientiae Circumstantiae，2009，29(12):2635-2641.

［20］ Yu Y F.The national key protected wild plants in China.Plants，1999，151(5):3-11.

［21］ Zhang Y B，Ma K P.Geographic distribution characteristics of the national key protected wild plants in China.Chinese Journal of Applied Ecology，2008，19(8):1670-1675.

［22］ Editorial Committee of Flora of China.Flora of China.Beijing:Science Press，2003-2007.

［23］ Northwest Institute of Botany，Chinese Academy of Sciences.Flora of Tsinling.Beijing:Science Press，1976.

［24］ Ding B Z，Wang S Y.Flora of Hanan(1-4 volumes).Zhengzhou:Henan Science and Technology Publishing House，1988.

［25］ Editorial Committee of Flora of Gansu.Flora of Gansu(volume two).Lanzhou:GansuScience andTechnology Publishing Press，2005.

［26］ Fu K J.Flora of Loess Plateau.Beijing:Science Press，2000.

［27］ Institute of Botany，Chinese Academy of Sciences.Rare and endangered plants of China.Shanghai:Shanghai Education Press，1987.

［28］ Di W Z，Yu Z Y.Rare and endangered plants of Shaanxi(Group one).Xi'an:Northwestern University Press，1989.

［29］ Chai F X，Zou T F，Chen X N.Protection and utilization of nationally preserved emphasis wild plants in Gansu Province.Chinese Journal of Ecology，2003，22(5):94-97.

［30］ Li J X，Zhang W H，Li H.A Study on Geological Distribution and Ecological Characteristics of Kingdonia uniflora.Journal of Northwest Forestry University，2001，16(2):1-4.

［31］ Zhang L，Ouyang Z Y，Xiao Y，Xu W H，Zheng H，Jiang B.Priority areas for biodiversity conservation in Hainan Island:Evaluation and systematic conservation planning.Chinese Journal of Applied Ecology，2011，22(8):2105-2112.

［32］ Guo Z L，Li X Y，Cui G F.Construction methods of nature reserve system:Research progress.Chinese Journal of Ecology，2013，32(8):2220-2228.

［33］ Wang J，Tang Y，Xia Y F，Zhang L Y.Geographical Pattern of Species Richness of Pedicularis(Scrophulariaceae)in Sichuan and Chongqing and Its Relationship with Main Environmental Factors.Acta Botanica Yunnanica，2007，29(1):51-57.

［34］ Grytnes J A，Vetaas O R.Species richness and altitude:a comparison between null model and interpolated plant species richness along the Himalayan altitudinal gradient，Nepal.The American Naturalist，2002，159(3):294-304.

參考文獻(xiàn):

［9］ 李果，沈澤昊，應(yīng)俊生，方精云.中國裸子植物物種豐富度空間格局與多樣性中心.生物多樣性，2009，17(3):272-279.

［10］ 林鑫，王志恒，唐志堯，趙淑清，方精云.中國陸棲哺乳動(dòng)物物種豐富度的地理格局及其與環(huán)境因子的關(guān)系.生物多樣性，2009，17(6):652-663.

［11］ 欒曉峰，黃維妮，王秀磊，劉敏超，劉世榮，吳波，李迪強(qiáng).基于系統(tǒng)保護(hù)規(guī)劃方法東北生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)和保護(hù)空缺分析.生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29(1):144-150.

［12］ 徐衛(wèi)華，歐陽志云，張路，李智琦，肖燚，朱春全.長江流域重要保護(hù)物種分布格局與優(yōu)先區(qū)評(píng)價(jià).環(huán)境科學(xué)研究，2010，23(3):312-319.

［13］ 應(yīng)俊生，陳夢(mèng)玲.中國植物地理.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2011.

［14］ 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.《中國生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃》(2011-2030).北京:中國科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

［15］ 唐志堯，方精云，張玲.秦嶺太白山木本植物物種多樣性的梯度格局及環(huán)境解釋.生物多樣性，2004，12(1):115-122.

［16］ 張文輝，許曉波，周建云，孫玉玲，謝宗強(qiáng).瀕危植物秦嶺冷杉地理分布和生物生態(tài)學(xué)特性研究.生物多樣性，2004，12(4):419-426.

［17］ 盧訓(xùn)令，胡楠，丁圣彥，范玉龍，廖秉華，翟元杰，柳靜.伏牛山自然保護(hù)區(qū)物種多樣性分布格局.生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，30(21):5790-5798.

［18］ 池秀蓮，唐志堯.面積、溫度及分布區(qū)限制對(duì)物種豐富度海拔格局的影響:以秦嶺太白山為例.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，35(4):362-370.

［19］ 孫華，白紅英，張清雨，雒新萍，張善紅.秦嶺南北地區(qū)植被覆蓋對(duì)區(qū)域環(huán)境變化的響應(yīng).環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29(12):2635-2641.

［20］ 于永福.國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄.植物雜志，1999，151(5):3-11.

［21］ 張殷波，馬克平.中國國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物的地理分布特征.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，19(8):1670-1675.

［22］ 中國植物志編輯委員會(huì).中國植物志.北京:科學(xué)出版社，2003-2007.

［23］ 中國科學(xué)院西北植物硏究所.秦嶺植物志.北京:科學(xué)出版社，1976.

［24］ 丁寶章，王遂義.河南植物志(第1-4卷).鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社，1988.

［25］ 甘肅植物志編輯委員會(huì).甘肅植物志(第二卷).蘭州:甘肅科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

［26］ 傅坤俊.黃土高原植物志.北京:科學(xué)出版社，2000.

［27］ 中國科學(xué)院植物研究所.中國珍稀瀕危植物.上海:上海教育出版社，1987.

［28］ 狄維忠，于兆英.陜西省第一批國家珍稀瀕危保護(hù)植物.西安:西北大學(xué)出版社，1989.

［29］ 柴發(fā)熹，鄒天福，陳曉妮.甘肅國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物資源保護(hù)利用研究.生態(tài)學(xué)雜志，2003，22(5):94-97.

［30］ 李景俠，張文輝，李紅.獨(dú)葉草地理分布及生態(tài)學(xué)特性的研究.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，16(2):1-4.

［31］ 張路，歐陽志云，肖燚，徐衛(wèi)華，鄭華，江波.海南島生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)評(píng)價(jià)與系統(tǒng)保護(hù)規(guī)劃.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，22(8):2105-2112.

［32］ 郭子良，李霄宇，崔國發(fā).自然保護(hù)區(qū)體系構(gòu)建方法研究進(jìn)展.生態(tài)學(xué)雜志，2013，32(8):2220-2228.

［33］ 王靜，唐亞，夏怡凡，張立蕓.川渝地區(qū)馬先蒿屬物種豐富度空間分布格局及其影響因素.云南植物研究，2007，29(1):51-57.