范曉東

（1 西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西楊凌 712100；2 陜西太白山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局）

白米又被稱為假百合，染色體數(shù)目為24 條[1]，是百合科假百合屬植物假百合（Notholirion bulbuliferum(Lingelsh)Stearn）的小鱗莖[2-3]，主要分布在產(chǎn)我國秦巴山區(qū)和西南高山地區(qū)，喜陰、多在冷杉、松樹林下或雜草中生長，一般依靠小鱗莖無性繁殖[4]。太白米富含甾體生物堿苷[5-6]、酚酸類成分[7-8]、黃酮類[9-10]等活性成分，具有抗氧化[11]、抗炎鎮(zhèn)痛[12]等活性，同時(shí)又可以改善異常血液流變[13]，抑制血栓形成及血小板聚集[14]，改善和延緩胃黏膜損傷[15]的作用。除此之外，太白米還可以在高山地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。太白米的品質(zhì)受到生存環(huán)境的影響，為調(diào)查太白米瀕危的因素，胡本祥等對(duì)太白米的生活習(xí)性、生境及其資源分布進(jìn)行了調(diào)查研究[16-17]，為了太白米可以在適生區(qū)推廣人工栽培，車樂等基于MaxEnt 和ArcGIS 對(duì)影響太白米分布的主導(dǎo)環(huán)境因子進(jìn)行分析，并對(duì)其潛在分布區(qū)進(jìn)行預(yù)測和適宜性評(píng)價(jià)[18]。野生和栽培種的太白米品質(zhì)差異顯著，楊冰月等通過建立HPLC 指紋圖譜，實(shí)現(xiàn)對(duì)太白米的判別[19]。太白米不同的部位[14,20]和提取方式同樣會(huì)影響太白米的活性成分，進(jìn)而影響太白米的功能作用[13,15]。

目前，對(duì)太白米的研究主要集中在化學(xué)成分和功能領(lǐng)域，對(duì)太白米在宏觀生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用并不明確。本研究以太白山南北坡為研究區(qū)，太白米植物群落為研究對(duì)象，比較不同海拔梯度下太白米植物群落的物種組成和植物區(qū)系，為太白米群落保護(hù)、管理和經(jīng)營提供理論依據(jù)和科學(xué)參考，并為太白米的人工栽培推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

太白山位于秦嶺中段山脈，地跨陜西省的太白、周至和眉縣，地理坐標(biāo)位于107°19′～107°58′E，33°40′～34°10′N，東西長61km，南北寬約39km，森林覆蓋率高達(dá)92.59%。區(qū)域內(nèi)山巒起伏，河流縱橫，主要有黑河、褒河、霸王河等河流。頂峰海拔3767.2m。太白山地處暖溫帶與北亞熱帶的過渡地帶，其高大的山體形成了典型的垂直氣候帶，南北坡氣候迥然不同。其中北坡屬于暖溫帶半濕潤地區(qū)，由于海拔高度的影響，從下向上又可以分為暖溫帶、溫帶、寒溫帶、亞寒帶4 個(gè)氣候帶，年降水量580.0mm，年相對(duì)濕度71%，年均溫12.9℃，最低溫度-17.2℃，最高溫度42℃，無霜期220 天。而南坡屬于華中亞熱帶濕潤地區(qū)，年平均氣溫9～13oC，南坡為向風(fēng)坡，受東南、西南暖氣流的影響，降水比北坡多，主要集中于夏、秋兩季[21]。

該地區(qū)的地貌類型為高山地貌，森林中土壤主要有粗骨性灰棕壤和灰棕壤[22]。喬木樹種主要有栓皮櫟太白紅杉（Larix chinensis）、（Quercus variabilis）、遼東櫟（Quercus liaotungensis）、紅樺（Betula albo-sinensis）等，灌木有頭花杜鵑（Rhododendron capitatum）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、峨眉薔薇（Rosa omeiensis）等，草本有嵩草（Kobresia myosuroides）、禾葉嵩草（Kobresia graminifolia）、發(fā)草（Deschampsia caespitosa）等[21,23]。該區(qū)域內(nèi)有各級(jí)保護(hù)植物、頻危或漸危物種30 余種，本研究涉及到的有陜西報(bào)春（Primula handeliana）、獨(dú)葉草（Kingdonia uniflora）等數(shù)種。

2 研究方法與數(shù)據(jù)處理

基于太白米的文獻(xiàn)報(bào)道和對(duì)太白山地區(qū)植物物候綜合考察的基礎(chǔ)上，確定南北坡太白米生長區(qū)域，沿平安寺-南天門一線進(jìn)行選地采樣，隨著海拔變化，每隔海拔100m選取遠(yuǎn)離農(nóng)田或步道，人為干擾小、有太白米存在的灌叢群落進(jìn)行樣方布設(shè)。所設(shè)樣方大小定為4m×2m（長×寬），在同一海拔高度范圍內(nèi)根據(jù)太白米的分布情況設(shè)置3～5個(gè)樣方，不同海拔高度，樣方設(shè)置地理位置要遠(yuǎn)，在2800～3300m 的海拔范圍內(nèi)共設(shè)置了30 個(gè)樣方，記錄樣方的海拔、坡位、坡度、坡向、木本層蓋度、草本層蓋度及樣方中出現(xiàn)的每一種灌木或草本植物物種的學(xué)名、多度、蓋度。

野外調(diào)查記錄的數(shù)據(jù)使用Excel 統(tǒng)計(jì)分析，顯著性檢驗(yàn)使用SPSS19.0.重要值能夠比較客觀而全面地反映此植物在整個(gè)群落中所處的地位及對(duì)整個(gè)群落所起到的影響作用[24]，以下列公式計(jì)算樣方內(nèi)物種的重要值[25]：重要值=（相對(duì)多度+相對(duì)蓋度+相對(duì)高度）/3。以樣方內(nèi)物種重要值為基礎(chǔ)，使用DPS7.05 數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算物種多樣性指數(shù)，包括物種豐富度（R）、Simpson（J）、SHANNON（H）、均 勻 度（P）、BRILLOUIN（B）和McIntosh（M）。

3 結(jié)果與分析

3.1 群落物種組成

太白山太白米群落植物資源豐富，共發(fā)現(xiàn)79 種植物，隸屬于29 個(gè)科58 屬。在30 個(gè)太白米群落中，出現(xiàn)次數(shù)超過8 的植物（頻率高于10%）有16 種（表1）。太白山南北坡太白米群落植物組成存在差異，獨(dú)活、絲稈薹草和川康薹草僅僅發(fā)現(xiàn)于南坡，而藜蘆、毛狀苔草和茜草僅僅發(fā)現(xiàn)于北坡。風(fēng)毛菊和野草莓在不同的海拔高度中均出現(xiàn)，是常見太白米群落中常見植物，重要值范圍分別為1.58%～5.36%，0.56%～6.48%，但是這2 種植物在各自群落中的重要值并不是最高。毛狀苔草是北坡太白米群落的植物組成主體，在2800m 和3100m海拔中分別為8.52%和13.22%，而在南坡太白米群落中，占主體地位的植物種類并不相同，較低海拔（3100m）太白米群落中，以絲稈薹草（20.09%）為主，3200m 海拔群落以川康薹草（15.28%）為主，3200m 海拔群落以光頭山薹草（12.99%）為主，在不同海拔區(qū)域占主體地位的植物均屬于莎草科。太白米的重要值雖然在太白山的南坡和北坡的垂直梯度上均沒有顯著性變化，但是太白山南坡的太白米重要值要顯著高于太白山北坡的太白米，因此，坡位對(duì)太白米重要值有著重要影響，對(duì)其群落中的總體低位影響較大。太白山太白米群落在不同海拔植物組成的差異反映了各個(gè)植物種的本身生物學(xué)和生態(tài)學(xué)差異[26]。不同海拔位置，植物組成的差異往往是由外界的溫度、光照、濕度、土壤條件等差異引起的[24,27]。

表1 太白米群落代表種重要值（%）

3.2 植物區(qū)系特征

科是植物分類學(xué)中最大的自然單位，通過對(duì)特定地區(qū)科的數(shù)量統(tǒng)計(jì)，可以清楚地了解到該地區(qū)的優(yōu)勢科，優(yōu)勢科可以直接決定該地區(qū)植物區(qū)系的特征。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，太白山南北坡太白米群落中植物共有29 個(gè)科，優(yōu)勢科為菊科（6 屬，10 種）、毛茛科（6 屬，8 種）、莎草科（2 屬，7 種）、百合科（5 屬，7 種）、傘形科（5 屬，6種），占植物屬總數(shù)量的41.4%，種類的48.7%，科的優(yōu)勢現(xiàn)象較為明顯，植物種類主要集中在少數(shù)科內(nèi)，這種現(xiàn)象有可能是由于植物對(duì)太白山地區(qū)復(fù)雜環(huán)境長期響應(yīng)演化的結(jié)果，也與植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)程度、人為干擾等因素密切相關(guān)[29]。優(yōu)勢科為世界型大科，但其具體分布種卻多為溫帶及寒溫帶分布種，說明了本地區(qū)生境為明顯的溫帶性質(zhì)。太白山南北坡太白米群落中未發(fā)現(xiàn)較大科（科內(nèi)種數(shù)大于10 種），9 個(gè)科為中型科（科內(nèi)種數(shù)2～9 種），共有27 屬，構(gòu)成了植物區(qū)系中的主體。小型科（科內(nèi)種數(shù)為1 種）有13 個(gè)，占植物總種類的16.7%。但這13 科均為太白米群落中單種科，并不是真正意義上的單種科。

屬是由種構(gòu)成，大多數(shù)的屬是真正的自然群，隨著地理環(huán)境和氣候的變化而發(fā)生分化，在各地域間形成較明顯差異。因此，有時(shí)候?qū)俚姆治霰瓤聘芊从吵鲋参飬^(qū)系的特征[30,31]。太白山南北坡太白米植物區(qū)系中含有5 個(gè)種以上的屬為薹草屬，有6 種植物；2～4 種的屬有14 個(gè)，以2 個(gè)屬居多，共有植物29 種；只有1 個(gè)種的屬有43 個(gè)，占所有屬數(shù)的74.1%。太白山南北坡太白米植物區(qū)系中，單種屬豐富，構(gòu)成了植物區(qū)系屬的重要成分。植物種類分布較松散，分布于多個(gè)屬，表現(xiàn)為不明顯的屬優(yōu)勢現(xiàn)象。

表2 太白米群落植物屬的分布類型

根據(jù)吳征鎰對(duì)中國種子植物屬的分布區(qū)類型的劃分方法，群落中植物又可劃分為7 個(gè)分布區(qū)類型(表2)，除去世界分布類型（19），北溫帶分布類型（30）構(gòu)成了植物區(qū)系的主要植物屬，表明太白山南北坡太白米群落植物區(qū)系成分的多樣性及溫帶性質(zhì)。

4 結(jié)論

風(fēng)毛菊和野草莓是太白米群落中常見植物種，在不同海拔區(qū)域占主體地位的植物均屬于莎草科。太白米在太白山北坡的水平梯度上的重要值雖然較低，卻處于優(yōu)勢地位；但在太白山南坡的水平梯度上的重要值雖然很高，其優(yōu)勢地位不是很明顯。太白米在太白山南坡和北坡的垂直梯度上，其重要值雖然沒有顯著性差異，但是總體而言太白米在太白山南坡上的重要值要顯著高于太白山北坡。太白山太白米群落植物區(qū)系中科的優(yōu)勢現(xiàn)象較為明顯，而屬的優(yōu)勢現(xiàn)象不明顯。北溫帶分布類型構(gòu)成了植物區(qū)系的主要植物屬，太白山南北坡太白米群落植物區(qū)系是溫帶性質(zhì)。