劉 彬, 尹林克, 塔西甫拉提·特依拜, 黃彬彬

(1.中國科學(xué)院 新疆生態(tài)與地理研究所， 烏魯木齊 830011； 2.新疆大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 烏魯木齊 830046；3.新疆師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 烏魯木齊 830054; 4.中國科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049)

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新疆和靜野生種子植物物種多樣性及區(qū)系分析

劉 彬1，2，3,4, 尹林克1*, 塔西甫拉提·特依拜2, 黃彬彬3

(1.中國科學(xué)院 新疆生態(tài)與地理研究所， 烏魯木齊 830011； 2.新疆大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 烏魯木齊 830046；3.新疆師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 烏魯木齊 830054; 4.中國科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049)

運(yùn)用植物區(qū)系地理學(xué)基本原理，以和靜地區(qū)所分布的野生種子植物作為研究對象，對其種子植物的物種多樣性與區(qū)系地理成分進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析.結(jié)果表明：該區(qū)共有種子植物80科369屬994種，分別占新疆總科、屬、種總數(shù)的69.57%、50.34%、28.42%； 科的組成中，大型科(≥50 種)、中型科(11～50種)共有 18 科，占本區(qū)科總數(shù)的 22.50%，其所包含的屬、種數(shù)量卻分別占本區(qū)植物區(qū)系的相應(yīng)比例為 68.83%、77.77%，區(qū)系的優(yōu)勢科特征明顯；在屬的組成中，單種屬和寡種屬(2～5種)的比例比較高，有 338 屬，631 種，占到總屬數(shù)的91.60%、總種數(shù)的63.48%；該區(qū)有新疆特有種植物32種，隸屬15 科25 屬，占新疆特有種總數(shù)的12.55%；區(qū)系地理成分中，科分布類型有22科，可劃分為6個類型7個變型，以北溫帶地理成分為主，占該區(qū)非世界分布科總數(shù)的56.41%；屬有203屬，可劃分為12個類型17個變型，以溫帶地理成分為主，占非世界分布屬64.86%.

植物區(qū)系； 種子植物； 物種多樣性； 地理成分； 新疆和靜

植物區(qū)系是植物界在一定自然地理環(huán)境，特別是自然歷史條件綜合作用下，長期發(fā)展演化的結(jié)果，是自然地理環(huán)境的反映及環(huán)境變遷的鑒證或依據(jù)(王荷生，1992).了解植物區(qū)系的基本特點(diǎn)及其分布，對于認(rèn)識當(dāng)?shù)刂参锏钠鹪?、分布與環(huán)境變遷的關(guān)系及和生物多樣性的地理格局等方面具有重要的意義，可為區(qū)域植物資源的開發(fā)利用和保護(hù)提供理論借鑒.

本文基于野外調(diào)查、植物標(biāo)本采集和鑒定以及收集整理相關(guān)文獻(xiàn)資料，構(gòu)建和靜地區(qū)植物名錄，在此基礎(chǔ)上對該區(qū)進(jìn)行植物區(qū)系多樣性分析，揭示該地區(qū)植物物種多樣性及區(qū)系組成特征，為該地區(qū)物種多樣保護(hù)及區(qū)域資源可持續(xù)開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù).

1研究區(qū)與研究方法

1.1研究區(qū)自然概況

和靜地區(qū)位于新疆中部，天山中段南麓，巴音郭楞蒙古自治州西北地區(qū)，焉耆盆地西北部，地處82°28″～87°52″E、42°06″～43°33″N之間，周邊與烏魯木齊市、庫爾勒市等17個縣市毗鄰.和靜是新疆的地理中心，縣境地域遼闊，東西長435 km，南北寬150 km，總面積39 686 km2.和靜縣境內(nèi)有高山、平原、盆地和峽谷，地理垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地形呈東西長，南北寬，西北高，東南低，境內(nèi)海拔最高5 289 m，山前平原區(qū)海拔1 056～1 320 m.氣候類型屬于中溫帶大陸性干燥氣候，其特點(diǎn)是：四季分明，干燥少雨，光熱條件充足，無霜期長.年平均氣溫8.8℃；年降雨量68 mm；年蒸發(fā)量2 100 mm；年日照時數(shù)2 942 h；全年無霜期為183 d，日照1 716 h；水資源豐富，境內(nèi)有開都河、黃水溝、烏拉斯臺河3大水系，地表水年徑流量47.6×109m3，地下水總儲量42.08×109m3，水量極為豐富[1].

1.2研究方法

2012年4月～10月因項(xiàng)目需要對研究區(qū)所涵蓋的所有自然地理區(qū)域進(jìn)行了野外實(shí)地調(diào)查及植物標(biāo)本采集，共采集到植物520多種近6000份植物標(biāo)本，后結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)資料[4-5]及新疆植物志[2-3]獲取研究區(qū)所有野生種子植物物種信息名錄.在此基礎(chǔ)上，結(jié)合植物地理學(xué)，植物區(qū)系學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，從植物種類組成、植物區(qū)系地理成分分布、植物特有種組成等方面對研究區(qū)野生種子植物進(jìn)行了系統(tǒng)地研究.

2結(jié)果與分析

2.1和靜地區(qū)種子植物物種多樣性分析

2.1.1種子植物種類組成多樣性分析 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析[2-5]，和靜地區(qū)共有野生種子植物80科369屬994種.其中裸子植物3科、3屬、11種，分別占該區(qū)野生種子植物科、屬、種的3.75%、0.81%、1.11%；被子植物77科、366屬、983種，分別占本區(qū)野生種子植物科、屬、種的96.25%、99.19%、98.89%(見表1).可見，被子植物構(gòu)成了本區(qū)野生種子植物區(qū)系的主體.

表1 新疆和靜野生種子植物統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics on wild seed plants in Hejing of Xinjiang

從表2可看出，和靜地區(qū)分布的80科369屬994種分別占新疆種子植物總科、屬、種數(shù)[8-9]的69.57%、50.34%、28.42%；占中國種子植物總科、屬、種數(shù)[6-8]的23.32%、11.53%、3.23%.

表2 新疆和靜野生種子植物種類組成與新疆、中國種類的比較Tab.2 Composition of the species composition on wild seed plants in Hejing and their compared with those in Xinjiang and China

2.1.2種子植物科的多樣性分析 科是植物分類學(xué)中的一個自然類群，也是分類學(xué)中的一個中等分類階元.分析某一個區(qū)域植物區(qū)系的科是揭示該地區(qū)區(qū)系特征的重要途徑[6-7].

和靜地區(qū)共有野生種子植物80科.就科所含種數(shù)的多少而言， 含50 種以上(≥50種)的大科有4個，分別是禾本科(Graminae)(149種)、菊科(Composifae)(129種)、豆科(Leguminosae)(93種)和藜科(Chenopodiaceae)(52種)；含11～50種的科有14個，其中30～50種的科有6個，有莎草科(Cyperaceae)(44種)、薔薇科(Rosaceae)(36種)、十字花科(Cruciferae)(35種)、唇形科(Labiatae)(31種)和百合科(Liliaceae)(30種)、石竹科(Caryophyllaceae)(30種)；11～29種的科有8個，有毛茛科(Ranunculaceae)(27種)、蓼科(Polygonaceae)(25種)、傘形科(Umbelliferae)(21種)、紫草科(Boraginaceae)(21種)等， 上述18個科共含有種子植物254屬773種，分別占全區(qū)屬、種數(shù)的68.83% 和77.77% ， 而科數(shù)則僅占該區(qū)總科數(shù)的22.50% ， 是該區(qū)野生種子植物的優(yōu)勢科， 在該地植物種類構(gòu)成中的地位和作用十分明顯.而在整個植物種類組成中， 單種科和含2～10種的小科也占有相當(dāng)大的比例，兩者合計(jì)62科，占該區(qū)植物區(qū)系總科數(shù)的77.50% ， 所含屬數(shù)占總屬數(shù)的31.17% 、所含種數(shù)占總種數(shù)的22.23% .

研究數(shù)據(jù)表明，本區(qū)植物區(qū)系中小型科及單種科構(gòu)成了科的主體.但物種豐富性集中在有限的少數(shù)科內(nèi)，野生種子植物科類優(yōu)勢現(xiàn)象明顯，這種現(xiàn)象是植物在嚴(yán)酷的荒漠環(huán)境中長期進(jìn)化適應(yīng)的結(jié)果， 也與新疆植物區(qū)系科的分布規(guī)律一致[9](見表3).

2.1.3種子植物屬的多樣性分析 科雖然是植物分類學(xué)中較大的自然分類單位，但大多數(shù)屬是真正自然群.因?yàn)閷俚姆植紖^(qū)是其組成種的分布區(qū)的總和，它們的地理分布型可以表現(xiàn)出該屬植物的演化擴(kuò)展過程和區(qū)域差異，屬的分類特征相對穩(wěn)定，占有比較穩(wěn)定的分布區(qū)[11].因此，屬比科更能具體反映植物的進(jìn)化和變異情況，從而揭示整個植物區(qū)系的實(shí)質(zhì).

表3 和靜種子植物區(qū)系科的結(jié)構(gòu)組成Tab.3 Division of families of seed flora i n Hejing of Xinjiang

表4 和靜地區(qū)種子植物屬的數(shù)量統(tǒng)計(jì)Tab.4 Division of genera of seed flora in Hejing of Xinjiang

按研究區(qū)內(nèi)屬所含種的數(shù)量將該區(qū)種子植物369屬分為4個等級.經(jīng)統(tǒng)計(jì)(見表4)，含1種的屬有176屬，如苦馬豆屬(SphaerophysaDC.)、遠(yuǎn)志屬(PolygalaL.)、錦葵屬(MalvaL.)等；含2～5種有162屬，如黃華屬(ThermopsisR.Br.)、野決明屬(ThermopsisR. Br.)、鹽角草屬(SalicorniaL.)等；含6～10種有17屬，如檉柳屬(TamarixL.)、藜屬(ChenopodiumL.)、旋覆花屬(InulaL.)等；含10種以上有14屬，如棘豆屬(OxytropisDC.)、早熟禾屬(PoaL.) 、苔草屬(CarexL.)、蔥屬(AlliumL.)等.

從表4可以看出含10種以上的屬共14屬，雖然，這些屬僅占該地區(qū)植物總屬數(shù)3.79%，但所包含的種數(shù)卻是該地區(qū)植物總種數(shù)的24.65%，它們中的大多數(shù)都是該地區(qū)植區(qū)系中的常見種類，有些種類如菊科、豆科、禾本科等還以建群種的形式出現(xiàn)，表明這些屬在該地區(qū)植物區(qū)系組成中占有重要的地位.含2～5種的屬及單種屬總計(jì)338屬，631種，占到總屬數(shù)的91.60%、總種數(shù)的63.48%，也是本區(qū)植物區(qū)系屬種多樣性的重要組成部分.說明和靜地區(qū)種子植物區(qū)系屬的分化比較大，寡種屬和單種屬非常豐富，是該區(qū)系屬級分類群的主要組成部分.

2.2種子植物特有種現(xiàn)象分析

新疆特有種是早第三紀(jì)新疆處于炎熱氣候時期遺留下來的成分，這些都反映出新疆特有植物區(qū)系的歷史演化過程，以及植物區(qū)系的分布帶與本地區(qū)的氣候帶的一致性[12-13].和靜縣的新疆特有種經(jīng)統(tǒng)計(jì)有32種，隸屬15科25屬，占新疆特有種、所隸屬屬、科的12.55%、21.55%和42.86%，所占比例相對比較高(見表5).

表5 和靜種子植物特有性分析Tab.5 The analysis of endemism of seed plants in Hejing of Xinjiang

2.3種子植物區(qū)系地理成分分析

2.3.1種子植物科的地理分布 按照吳征鎰[6]、李錫文[7]對科的劃分標(biāo)準(zhǔn)，對和靜地區(qū)種子植物區(qū)系地理成分進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，將和靜地區(qū)80科的種子植物劃分為6個類型7個變型(表6).

表6 和靜地區(qū)種子植物科的地理成分分析Tab.6 Geographical component of families of seed plants in the Hejing

從上表可以看出和靜植物區(qū)系中世界分布科有41科，占總科數(shù)的51.25%.這些科中包含了和靜地區(qū)種子植物中所有大科，如菊科(Composifae)，禾本科(Graminae)，豆科(Leguminosae)等.本區(qū)北溫帶分布及其變型科有22科，占總科數(shù)的27.50%.若除去世界分布的科，北溫帶分布及其變型科占總科數(shù)的56.41%；泛熱帶分布型有10科，占總科數(shù)的25.64%，多是一些寡種科或單種科，如蕓香科(Rutaceae)、苦木科(Simarubaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、鳳仙花科(Balsaminaceae)等.因此從科的地理成分分布來看，本地區(qū)植物區(qū)系表現(xiàn)出較強(qiáng)的溫帶性質(zhì).

2.3.2種子植物屬的地理分布 屬的區(qū)系成分根據(jù)吳征鎰先生的《中國種子植物屬的分布區(qū)類型》[8]進(jìn)行劃分， 共分為12個分布區(qū)類型及17個變型(見表7).

該區(qū)各類屬的地理成分中，世界分布屬有56個， 占總屬數(shù)的15.18%， 有酸模屬(RumexL.)、堿蓬屬(SuaedaForsk.exScop.)、莧屬(AmaranthusL.)、繁縷屬(StellariaL.)、鐵線蓮屬(ClematisL.)、蘆葦屬(Phragmitesadans)、獨(dú)行菜屬(LepidiumL.)、老鸛草屬(GeraniumL.)、旋花屬(ConvolvulusL.)、蒼耳屬(XanthiumL.)、水麥冬屬(TriglochinL.)、燈心草屬(JuncusL.)等.因這些種類在表現(xiàn)植物區(qū)系的特征時不起重要作用，因此在計(jì)算其他各屬的分布區(qū)類型的比例時，不計(jì)入在內(nèi).

溫帶地理成分(包括類型 8、10、11)[9]共203屬，占較大優(yōu)勢， 占總屬數(shù)的(除去世界分布屬，以下類同)64.86% ，主要有駝絨藜屬(Ceratoides(Tourn.)Gagnebin.)、地膚屬(KochiaRoth)、蔥屬(AlliumL.)、薔薇屬(RosaL.)、委陵菜屬(PotentillaL.)、棘豆屬(OxytropisDC.)、野豌豆屬(ViciaL.)、鶴虱屬(LappulaV.Wolf.)、枸杞屬(LyciumL.)、絹蒿屬(Seriphidium(Bess.)Poljak.)、蒲公英屬(TaraxacumWigg.)、還陽參屬(CrepisL.)、看麥娘屬(AlopecurusL)、拂子茅屬(CalamagrostisAdans.)、鳶尾屬(IrisL.)等， 它們是構(gòu)成本區(qū)系的主體成分.其次是古地中海區(qū)成分(包括類型12、13)[9]， 共78屬， 占總屬數(shù)的24.92%， 主要有鹽節(jié)木屬(HalocnemumBieb.)、

新塔花屬(ZiziphoraL.)、梭梭屬(HaloxylonBge.)、離子芥屬(ChorisporaR.Br.)、野胡麻屬(DodartiaL.)、駱駝刺屬(AlhagiGagneb)、甘草屬(GlycyrrhizaL.)、琵琶柴屬(ReaumuriaL.)、駱駝蓬屬(PeganumL.)、白刺屬(NitrariaL.)、彩花屬(AcantholimomBoiss)、花花柴屬(KareliniaLess)等.再其次是熱帶地理成分(包括類型2～7)[9]共24屬， 占總屬數(shù)的6.50%，主要有馬齒莧屬(PortulacaL.)、鳳仙花屬(ImpatiensL.)、大戟屬(EuphorbiaL.)、菟絲子屬(CuscutaL.)、蒺藜屬(TribulusL.)、牽牛屬(PharbitisChoisy.)、天門冬屬(AsparagusL.)、臭椿屬(AilanthusDesf.)等.東亞地理成分(包括類型9、14))較少，有8屬，占總屬數(shù)的2.56%，主要有黨參屬(CodonopsisWall.)、敗醬屬(PatriniaJuss.)、狗娃花屬(HeteropappusLess.)、黃鵪菜屬(YoungiaCass.)、微孔草屬(MicroulaBenth.)、槐屬(SophoraL.)等.

表7 和靜地區(qū)種子植物屬的分布類型和變型分布Tab.7 Areal-types of the genera of the flora of Hejing

從表7可知， 本區(qū)植物區(qū)系地理成分較復(fù)雜，以溫帶地理成分占明顯優(yōu)勢， 占到總屬數(shù)的64.86%，說明這一類型是該區(qū)植物區(qū)系的主體，其屬和種的數(shù)量上在區(qū)系中也占據(jù)著最高的比例，在區(qū)系組成中起著極其重要的作用.其次，古地中海成分也占據(jù)重要的地位，其占總屬數(shù)的25.16%，這與本區(qū)曾是Tethys海的一部分有關(guān)；熱帶地理成分只有7.84%，東亞地理成分占2.56%.這說明和靜地區(qū)受新疆大地理背景的影響，植物區(qū)系的來源也是多方面的，各種成分在這里匯合交融，并在獨(dú)特的干旱環(huán)境中演化，形成現(xiàn)代如此復(fù)雜的區(qū)系特征，與本地區(qū)所處的氣候帶、地理位置及地史變遷一致[9,14-15].

3結(jié)論

1) 和靜地區(qū)共有野生種子植物80科369屬994種.其中裸子植物3科、3屬、11種，分別占該區(qū)野生種子植物科、屬、種的3.75%、0.81%、1.11%；被子植物77科、366屬、983種，分別占本區(qū)野生種子植物科、屬、種的96.25%、99.19%、98.89%，被子植物構(gòu)成了本區(qū)野生種子植物區(qū)系的主體.

2) 該地區(qū)植物區(qū)系中優(yōu)勢科現(xiàn)象明顯，所含種數(shù)≥50 種及11～50種的科有 18 科，雖占本區(qū)科總數(shù)的 22.50%，但其所包含的屬、種數(shù)量分別占本區(qū)植物區(qū)系的 68.83%、77.77%，構(gòu)成本區(qū)的優(yōu)勢科；該地區(qū)有369屬，單種屬和寡種屬(含2～5種)總計(jì) 338 屬631種，占該區(qū)總屬數(shù)的91.60%、總種數(shù)的63.48%，比例比較高，共同構(gòu)成了本區(qū)植物區(qū)系屬種組成的主體；該區(qū)有新疆特有種植物 32 種，隸屬25 屬、 15 科，分別占新疆特有種、屬、科數(shù)總數(shù)的12.55%、21.55%和42.86%，所占比例比較高.

3) 從科的分布區(qū)類型來看，共有6個類型7個變型，北溫帶及其變型分布占該區(qū)總科數(shù)(除去世界分布的科)的56.41%，因此從科的地理成分分布來看，本地區(qū)植物區(qū)系表現(xiàn)出較強(qiáng)的溫帶性質(zhì)；從屬的分布區(qū)類型來看，共有12個類型17個變型，在野生種子植物的 369屬中，除去世界分布的 56 屬外，該地區(qū)植物區(qū)系以溫帶地理成分為主，占該區(qū)非世界分布屬數(shù)的64.86%；古地中海地理成分有78 屬，占該地區(qū)非世界分布屬數(shù)的 24.92%，其中地中海區(qū)、中亞到西亞分布及其變型有54屬，占總屬數(shù)的17.26%，中亞地理成分及其變型有24屬，占該地區(qū)種子植物總屬數(shù)的 7.67%.東亞分布及其變型分布屬較少，僅有 8 屬 ，占2.56%.說明該地區(qū)植物種與地中海、中亞、西亞交流相對較多，與東亞和北美洲交流很少.其植物區(qū)系的分布也與該區(qū)所處的氣候帶、地理位置及地史變遷是相符合的.

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[2] 新疆植物志編輯委員會. 新疆植物志第1、2(上，下)、4、5、6卷[M]. 烏魯木齊:新疆科技衛(wèi)生出版社， 1992-2004．

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[9] 潘曉玲. 新疆種子植物科的區(qū)系地理成分分析[J].植物研究，1997， 17(4):397-402．

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Analysis on the diversity and flora of wild seed plant in Hejing of Xinjiang

LIU Bin1，2，3,4， YING Linke1， Tashpolat·Tiyip2， HUANG Binbin3

(1.Xinjiang Institute of Ecology and Geography， The Chinese Academy of Sciences， Urumqi 830011;2.College of Resource and Environmental Science， Xinjiang University， Urumqi 830046;3.College of Life Science， Xinjing Normal University， Urumqi 8300544.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049)

Based on the basic principle of floristic geography，the wild seed plants in HeJing were taked as study object， the diversity and flora of wild seed plant were analyzed.the result shows that there are 994 species(belonging fo 80 families and 369 genera) of the flora of this area， which respectively occupy 69.57%、50.34%、28.42% of Xinjiang total families、genera and species;In the composition of the families，there are 18 families of large family (contain species more than 50 species)and medium family (contain species between 11～50 species) of family composition，though which occupy about 22.50% of families in this area， but they contain number of genera and species of flora in this area accounted for the corresponding proportion is 68.83% and 77.77%， the floristic advantages division was obvious in this area; Genera with one species and genera with 2 ～ 5 species of the percentage is higher， which are amount to 338 genera， 631 species， accounting for 91.60% of the total genera and 63.46% of the total species， which composed the main part of the genera. There are 32 endemic species (belonging to 15 families and 25 genera) of Xinjiang，which occupy 12.55% of the total endemic species of Xinjiang. The floristic geographical distribution types of families have six types and seven sub-types，the north-temperate elements are 22 families，which dominant in the families floristic composition，which occupy 56.41%(except for Cosmopolita); the floristic geographical distribution types of genera have 12 types and 17 sub-types，the 308 genera of temperate elements occupy 64.86% of the total genera(except for Cosmopolita )，which are dominant in the floristic composition.

flora; seed plants; species diversity; geographical elements; Hejing region of Xinjiang

2014-02-18.

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31360039);國家中醫(yī)藥行業(yè)科研專項(xiàng)(201207002).

1000-1190(2014)04-0570-07

Q948

A

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