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        歷山國家級自然保護(hù)區(qū)地衣多樣性及區(qū)系研究

        2021-04-26 11:17:24李博閆湉溦石瑛
        關(guān)鍵詞:歷山石蕊區(qū)系

        李博,閆湉溦,石瑛

        (1.太原師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院,山西 晉中030619;2.太原師范學(xué)院 生物系,山西晉中030619)

        地衣是已知地球上最完美的共生聯(lián)合體,由地衣型真菌與藻類組成[1]。地衣型真菌以子囊菌為主(98%),藻類以藍(lán)細(xì)菌和綠藻為主,與各自自由生活的相應(yīng)種類比較,在形態(tài)和生理等方面存在巨大差異,出現(xiàn)了粉芽和小裂片等新的結(jié)構(gòu)。全球已報道的地衣共19 000 余種,分屬于115 科996 屬[2]。截止2020 年6 月,我國已報道的地衣有3 082 種[3],約占全球已報道總數(shù)的15%。

        地衣作為陸地先鋒生物,能夠適應(yīng)各種環(huán)境,在冰封的南極和炎熱的撒哈拉大沙漠均有分布,是地球上最古老的一類低等生物[4]。地衣體中獨特的次生代謝產(chǎn)物在抗癌、抗菌和提高免疫力等方面具有良好的潛力。地衣體主要以孢子的形式繁殖,沒有根、莖和葉等分化,結(jié)構(gòu)簡單脆弱,對環(huán)境污染極其敏感。因此,地衣多分布于遠(yuǎn)離人類活動的兩極、原始森林和高山等地區(qū)環(huán)境。

        歷山國家級自然保護(hù)區(qū)是山西省面積最大的自然保護(hù)區(qū),區(qū)內(nèi)72 道混溝有華北地區(qū)唯一的原始森林。關(guān)于保護(hù)區(qū)地衣的分布、多樣性和區(qū)系研究少見專門的研究報道。本文中作者根據(jù)多年對該區(qū)采集的地衣標(biāo)本進(jìn)行整理報道,以期為該區(qū)地衣資源的多樣性保護(hù)和開發(fā)利用提供依據(jù)。

        1 保護(hù)區(qū)自然概況

        歷山國家級自然保護(hù)區(qū)位于山西省東南部,地處臨汾、晉城和運(yùn)城的交界處。保護(hù)區(qū)面積約24 800 hm2,地勢南緩北陡,主峰舜王坪是山西高原中條山隆起的部分,海撥2 321 m,低點位于落凹村,兩者相差1 715 m。保護(hù)區(qū)內(nèi)擁有華北地區(qū)唯一的原始森林。該區(qū)域氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,年均氣溫約13 °C,無霜期約190 d,年均降雨量668 mm[5~7]。保護(hù)區(qū)植物資源豐富約有1 246種,主要植被類型為暖溫帶落葉闊葉林。

        本文作者首次對歷山國家級自然保護(hù)區(qū)的地衣進(jìn)行了調(diào)查和采集。為保護(hù)區(qū)地衣資源的生物多樣性保護(hù)和開發(fā)利用提供理論依據(jù),以期為我國地衣研究提供基礎(chǔ)資料。

        2 研究材料和方法

        2.1 標(biāo)本的采集和鑒定

        本文作者于2011?2019 年間,陸續(xù)從歷山國家級自然保護(hù)區(qū)采集地衣標(biāo)本156 份。每份標(biāo)本取少量樣品于顯微鏡下觀察其外部形態(tài)特征,表面的顏色,粉芽的顏色,邊緣是否完整等;形態(tài)及分布;子囊盤的形態(tài)特征。觀察地衣體皮層和髓層顯色反應(yīng),子囊和子囊孢子特征等方面,參考《中國地衣總覽》[1]、《西藏地衣》[8]、《新疆地衣》[9]等文獻(xiàn)對物種分類進(jìn)行分析鑒定。

        2.2 生境與區(qū)系研究

        依據(jù)地衣生長環(huán)境和基物不同,參考郭守玉[10]、阿不都拉·阿巴斯[11]和吳繼農(nóng)等[12]對其生境進(jìn)行分類和分析。由于相當(dāng)比例地衣生長在苔蘚植物的土層上,因此,在本研究中,苔蘚也被作為一種特殊的基物。此外,參照努爾巴衣[13]、張婷[14]、姜澤群[15]等分布區(qū)劃分的類型,對歷山國家自自然保護(hù)區(qū)的地衣區(qū)系特征進(jìn)行研究[16,17]。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 歷山國家級自然保護(hù)區(qū)地衣物種多樣性

        經(jīng)調(diào)查、采集、鑒定和整理,歷山國家級自然保護(hù)區(qū)已發(fā)現(xiàn)地衣39 種[1,18~27],隸屬15 科,22 屬,其中2 屬5 種為山西省新記錄(表1)。山西省新記錄屬:袋衣屬Hypogymnia,鹿蕊屬Cladina;新記錄種:袋衣Hypogymnia physodes、粉屑膠衣Collema furfuraceum、軟鹿蕊Cladonia mitis、擬小杯石蕊Cladonia subconistea、犬地卷Peltigera canina。

        3.2 保護(hù)區(qū)地衣生境類型和特征

        根據(jù)保護(hù)區(qū)內(nèi)地衣生長環(huán)境特點,分為樹皮或樹枝生地衣、蘚叢生地衣、草地生地衣和石生地衣(圖1)。

        3.2.1 樹皮或樹枝生地衣

        此類地衣共有7 科11 屬21 種,約占地衣總數(shù)的53.9%。主要分布在以側(cè)柏、松櫟為主樹種所組成的落葉闊葉林等樹皮和樹枝及朽木上,樹皮和樹枝形成的天然溫床,朽木腐爛形成的營養(yǎng)物質(zhì),為地衣生長營造了適宜的環(huán)境。該類地衣主要有粉桿紅石蕊、黃燭衣和中國樹花。

        3.2.2 蘚叢生地衣

        此類地衣分布較廣,共6 科7 屬8 種。根據(jù)所需生長環(huán)境的差異,可劃分為林地蘚叢和石面蘚叢。土層,溫度和光照等自然條件的差異會限制其分布。該類地衣主要有粉點地卷、綿散盤衣和櫟梅衣。

        3.2.3 草地生地衣

        草地生地衣生長在亞高山草甸,與草甸植物混生并形成連片的植物覆蓋層。此類地衣喜歡寒冷、濕潤、土層薄的環(huán)境,數(shù)量少,但在極端環(huán)境中易存活。該類地衣共有1 科2 屬2 種,擬小杯石蕊和軟鹿蕊。

        3.2.4 石生地衣

        此類地衣主要分布在山地、巖石等環(huán)境中。沒有土壤,石面裸露,光照強(qiáng),溫差大,缺少水分。該環(huán)境中生長的地衣在形態(tài)、發(fā)育和生理等方面特征有十分明顯的特點。該類地衣共有5 科6 屬8種,主要有灰石耳、地圖衣和網(wǎng)衣。

        3.3 保護(hù)區(qū)地衣區(qū)系研究

        通過研究,將保護(hù)區(qū)地衣劃分為4 種區(qū)系類型:世界廣布成分、環(huán)北極成分、環(huán)北方成分和東亞成分(表2)。

        3.3.1 世界廣布成分(Cosmopolitan element)

        屬于該成分的地衣在全球廣泛分布,適應(yīng)力強(qiáng)。主要有皮果衣、粉點地卷、犬地卷、喇叭粉石蕊、瘦柄紅石蕊、粉杯紅石蕊、粉桿紅石蕊、軟鹿蕊、地圖衣、蜈蚣衣、梅衣、莠梅衣、石梅衣、泡沫梅衣、櫟梅衣、卷葉點黃梅和灰石耳。

        3.3.2 環(huán)北極成分(Circumpolar element)

        該成分的地衣主要分布在北極和附近地區(qū),包括亞歐大陸和美洲大陸北部。主要有綿散盤衣和硫石蕊。

        3.3.3 環(huán)北方成分(Circumpolar boreal element)

        屬于該成分的地衣一般分布在溫度較高的熱帶和亞熱帶地區(qū)。主要有黑茶漬、小茶漬、墻茶漬、優(yōu)果小網(wǎng)衣、網(wǎng)衣、黃燭衣、中國樹花、黑紅小鱗衣、束胞膠衣、粉屑膠衣、土星貓耳衣、袋衣、黃假杯點衣、藍(lán)綠痢屑衣和灰白痢屑衣。

        3.3.4 東亞成分(East Asian element)

        此類地衣處于亞洲東部溫帶向亞熱帶過度的區(qū)域。主要有擬小杯石蕊、蓮座石蕊、灰色大孢蜈蚣衣、白刺毛黑蜈蚣衣和光面黑盤衣。

        4 結(jié)論

        (1)保護(hù)區(qū)共有地衣39 種,隸屬于15 科22 屬,其中石蕊科和梅衣科為優(yōu)勢科,有5 屬15 種,約占地衣總種數(shù)的38.5%,瓶口衣科、地圖衣科、樹花衣科、鱗網(wǎng)衣科、石耳科和肺衣科均僅有1 屬1 種。共鑒定出山西省新記錄2 屬5 種:新記錄屬,袋衣屬和鹿蕊屬;新記錄種:袋衣、粉屑膠衣、軟鹿蕊、擬小杯石蕊和犬地卷。保護(hù)區(qū)地衣科數(shù)約占我國已報道地衣總科數(shù)的13.1%,屬數(shù)約占總屬數(shù)9.5%,種數(shù)約占總種數(shù)1.3%??茢?shù)與屬數(shù)的占比遠(yuǎn)大于種數(shù),主要是由于本地區(qū)所發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)科屬只包含1~2 種,總體上降低了地衣種數(shù)的占比。

        表1 歷山國家級自然保護(hù)區(qū)地衣種類組成Table 1 The taxa of Lichen in Lishan National Nature Reserve

        圖1 歷山國家級自然保護(hù)區(qū)地衣生境及百分比Fig.1 The number of habitat and its percentage in Lishan National Nature Reserve

        表2 歷山國家級自然保護(hù)區(qū)地衣區(qū)系成分Table 2 The floristic elements of Lichen in Lishan National Nature Reserve

        (2)地衣生境主要有:蘚叢生地衣、樹皮或樹枝地衣、草地生地衣、石生地衣4 種類型。其中樹皮或樹枝地衣約占53.9%,占優(yōu)勢地位。保護(hù)區(qū)水資源豐富,森林覆蓋率約90%,區(qū)內(nèi)獨特的小環(huán)境為樹生地衣的生長提供了適宜的濕度、溫度等條件。其次,蘚叢生地衣、石生地衣和草地生地衣占比依次下降。我們應(yīng)深入研究,保護(hù)石蕊科地衣物種多樣性。

        (3)不同于高等植物,地衣的遺傳保守性極大,已報道的地衣屬大多在全球分布,分析地衣屬的地理成分意義不大[10]。因此,地衣的地理成分分析一般以種的分布區(qū)為主。保護(hù)區(qū)地衣區(qū)系成分包括世界廣布成分、環(huán)北極成分(9.1%)、環(huán)北方成分(68.2%)和東亞成分(22.7%)。其中環(huán)北方成分占比最高,與我國北方地區(qū)植物區(qū)系成分的固有分布特征相似。

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