太統(tǒng)崆峒山國家級自然保護區(qū)植物群落多樣性及區(qū)系特征

禹曉勇，王紅星，鮑雙玲

(甘肅太統(tǒng)崆峒山國家級自然保護區(qū)管護中心，甘肅 平?jīng)?744000)

1 引言

植物群落泛指生存于特定范圍內(nèi)的各種植物的集合體,是植株個體間經(jīng)過相互競爭、相互互惠的作用所產(chǎn)生的一種巧妙結(jié)合,是最適合其共同生存的結(jié)果。而每個比較穩(wěn)定的植物群落,都具有相應(yīng)的植物成分與構(gòu)造。為探明甘肅太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)植物群落構(gòu)造和區(qū)系特性,對該區(qū)域的植物保護研究與可持續(xù)發(fā)展提出理論依據(jù)，自然保護區(qū)管理部門專門組織成立了科學(xué)研究隊伍,于2018年3月至2021年10月對區(qū)內(nèi)植被開展了長期的考察研究工作。太統(tǒng)崆峒山國家級自然保護區(qū)地處甘肅省隴東黃土高原東部，平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)境內(nèi)，總面積16283 hm2，為森林生態(tài)系統(tǒng)自然保護區(qū)，保護區(qū)屬溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候[1，2]。

2 研究方法

2.1 野外調(diào)查

2.1.1 固定樣方設(shè)置

在區(qū)內(nèi),選擇不同植被類型的林分，根據(jù)林分密度確定25個固定樣地,在固定樣地內(nèi)分別設(shè)置固定樣方25個。樣方分三類：喬木樣方為 20 m×20 m，灌木樣方 10 m×10 m，草本樣方是在以上2種類型的樣方內(nèi)，按照梅花五點式取樣方，每個樣方為1 m×1 m。調(diào)查時記錄好樣方的小地名、具體位置等重要要素，同時樣實記錄每個樣方內(nèi)的各種植物信息。

2.1.2 隨機采樣

為了廣泛獲得各類植物標(biāo)本，在調(diào)查過程中，對在樣方外發(fā)現(xiàn)的物種及時進行采集，爭取調(diào)查工作更具全面性。

2.2 鑒定及內(nèi)業(yè)工作

調(diào)查過程中技術(shù)人員現(xiàn)場能認(rèn)定的植物現(xiàn)場進行認(rèn)定記錄，對現(xiàn)場不能確定的種物進行采集，帶回室內(nèi)參考主要植物鑒定工具書[3～15]進行認(rèn)定，對個別無法認(rèn)定的植物聯(lián)系專業(yè)院校專家進行認(rèn)定，從而達(dá)到統(tǒng)計工作的正確性。

3 結(jié)果與分析

3.1 群落組成

保護區(qū)內(nèi)分布的植物有134科611屬1412種(含種下單元)。其中野生植物共計有120科497屬1191種(含種下單元)；人工引種栽培植物有14科114屬221種(含種下單元)；群落組成見表1。

表1 太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)植物群落組成

3.2 群落結(jié)構(gòu)

通過調(diào)查統(tǒng)計，太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)的植物群落主要由蕨類植物、裸子植物和被子植物組成，且蕨類植物和裸子植物(合計70種)占保護區(qū)所有植物物種的5%，而被子植物(1342種)占該區(qū)所有植物物種的95%，因此該區(qū)蕨類植物和裸子植物在該區(qū)的物種豐富度較低，被子植物在該保護區(qū)的物種豐富度最高。

3.3 優(yōu)勢類群

3.3.1 蕨類植物

蕨類植物在該區(qū)的優(yōu)勢科主要為水龍骨科、蹄蓋蕨科和中國蕨科[16]。廣布種主要有鐵線蕨、掌葉鐵線蕨、蕨、節(jié)節(jié)草、問荊、木賊等。

3.3.2 裸子植物

裸子植物在該區(qū)的優(yōu)勢科主要為松科和柏科[17]。廣布種主要有油松、華北落葉松、華山松、圓柏、垂枝圓柏等。

3.3.3 被子植物

(1)雙子葉植物綱。雙子葉植物綱在太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)共分布有1095種(含種下單元)，隸屬96科463屬，物種數(shù)占保護區(qū)所有種類的 77.6%，物種豐富度最高。雙子葉植物在該區(qū)的優(yōu)勢科為菊科(61 屬 156種)、豆科(38 屬 101 種)、薔薇科(26 屬99 種)、毛茛科(16 屬 55 種)、唇形科(23 屬 41 種)、石竹科(13 屬 32 種)、十字花科(18 屬 35 種)和忍冬科(6 屬 26 種)；優(yōu)勢屬有蒿屬(22種)、薔薇屬(16種)、忍冬屬(16種)、委陵菜屬(16種)、風(fēng)毛菊屬(15種)、黃芪屬(14種)、蓼屬(13種)。

(2)單子葉植物綱。單子葉植物在該區(qū)分布有247種，隸屬18科111屬，占該保護區(qū)所有種類的 17.49%，物種豐富度較高。單子葉植物在該區(qū)的優(yōu)勢科有禾本科(108種)、百合科(61種)和蘭科(13種)；優(yōu)勢屬有蔥屬、針茅屬和苔草屬[18]。

3.4 生活型分析

將植物生活型劃分為草本、灌木、喬木植物3種類型。根據(jù)野外調(diào)查，保護區(qū)內(nèi)共有草本植物1038種，灌木植物 305種 ，喬木植物 69 種，分別占總種數(shù)的73.51%、21.6%、4.89%。由此可見，該保護區(qū)木本植物(喬木植物和灌木植物)種類為374種，占總植物種類的26.49%，說明該保護區(qū)木本植物種類所占比例較小，但它們是該地帶植被的優(yōu)勢種，是該保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分。

3.5 種子植物種類組成特征

該區(qū)種子植物(裸子、被子植物)共122科，587屬，1365種(含種下等級)，蕨類植物12科，24屬，47種(含變種)，種子植物占絕對優(yōu)勢。對種子植物進行了植物區(qū)系特征的統(tǒng)計分析，結(jié)果見表2。

表2 太統(tǒng)崆峒山種子植物科的科屬數(shù)量統(tǒng)計

由表2可見，該區(qū)優(yōu)勢科(含種數(shù)目超過20)有14科，占總科數(shù)的11.48%。其中含種數(shù)超過50的科有菊科(含156種)、禾本科(含108種)、豆科(含101種)、薔薇科(含99種)、百合科(含61種)、毛茛科(含55種)。含種數(shù)在50～20的科有唇形科(含41種)、十字花科(含35種)、石竹科(含32種)、蓼科(含29種)、傘形科(含26種)、忍冬科(含26種)、玄參科(含24種)、茄科(含21種)。中等科(含種數(shù)2～19)有80科，占總科數(shù)的65.57%，含 627 種，占總種數(shù)的 45.93%。單種科 28 科，占總科數(shù)的22.95%。由此可見，太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)含種數(shù)較大的科較多，種所占比例為57.65%，這些大科全部是被子植物，且菊科、百合科這類進化較晚的科所含種數(shù)占的比例較高，表明保護區(qū)具有明顯的新生特征；同時，被子植物中較為原始的毛茛科含物種數(shù)為55種，表明保護區(qū)植物區(qū)系同時具有古老特征。因此，保護區(qū)植物區(qū)系總體表現(xiàn)為一種次生演替區(qū)系。另外，保護區(qū)單種科28 個，占總科數(shù)的 22.95%，占總種數(shù)的2.05%，數(shù)量較多，表明保護區(qū)種子植物科的分布類型廣泛，從科一級水平上表明了該地區(qū)植物區(qū)系的多樣性程度較高。

按屬所含種數(shù)統(tǒng)計，含10種以上的屬為優(yōu)勢屬，該區(qū)有15屬，占總屬數(shù)的2.56%，分別為蒿屬(22種)、蔥屬(17種)、忍冬屬(16種)、薔薇屬(15種)、風(fēng)毛菊屬(15種)、委陵菜屬(15種)、黃芪屬(15種)、蓼屬(13種)、蕓苔屬(11種)、堇菜屬(11種)、針茅屬(10種)、棘豆屬(10種)、錦雞兒屬(10種)、鳶尾屬(10種)、蠅子草屬(10種)。含種數(shù)6～9個的屬有31屬，占總屬數(shù)的5.28%。含種數(shù)2～5個的屬有227屬，占總屬數(shù)的38.67%。單種屬有314個，占總屬數(shù)的53.49%。由此可見，保護區(qū)大型屬(含種數(shù)超過10個)有15個，其中蒿屬所占比例最高；中性屬(2～9個)258個，所占比例較高，占屬的43.95%，且大多為北溫帶植物區(qū)系；單種屬有314個，所占比例最高，占總屬數(shù)的53.49%。結(jié)果表明該區(qū)植物符合亞洲草原區(qū)植物區(qū)系的特點。

3.6 區(qū)系地理分布特征

根據(jù)吳征鎰的中國種子植物的分布區(qū)類型劃分植物區(qū)系地理成分[19，20]，太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)按中國植物區(qū)系分區(qū)，屬于華北地區(qū)、黃土高原亞地區(qū)，其植物主要是華北植物區(qū)系成分。該區(qū)植物區(qū)系地理分布特征結(jié)果見表3。

表3 太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)種子植物屬種分布型

從表3可見，該區(qū)植物區(qū)系中，屬的分布區(qū)類型共有15個分布型，地理成分復(fù)雜。但是在分布區(qū)類型中主要是以北溫帶成分占絕對優(yōu)勢，明確了太統(tǒng)崆峒山植物區(qū)系的溫帶性質(zhì)。而且該區(qū)優(yōu)勢科、優(yōu)勢屬和優(yōu)勢種多以溫帶分布型為主，如區(qū)內(nèi)的主要木本植物薔薇科、楊柳科、松科、樺木科、鼠李科、忍冬科、毛茛科、豆科、柏科等較大科，這些優(yōu)勢科是以溫帶分布型，特別是北溫帶分布型的科組成，本區(qū)植被的優(yōu)勢屬，如松屬、楊屬、薔薇屬、圓柏屬，刺柏屬、樺木屬、櫟屬、柳屬、蘋果屬、李屬、槭樹屬、榆屬、椴屬等，都是典型的北溫帶分布類型。由此可見，該區(qū)植物區(qū)系具有明顯的溫帶特征，特別是北溫帶性質(zhì)。

4 結(jié)論與討論

4.1 討論

通過本次野外調(diào)查研究，太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)較2000年一期科學(xué)考察增加了植物種類662種，研究發(fā)現(xiàn)新記錄科7個，新記錄屬82個，新記錄種418個。該保護區(qū)是甘肅隴東黃土高原地區(qū)保存比較完整的一處原始森林，也是該區(qū)生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)鍵地區(qū)，該保護區(qū)在調(diào)節(jié)本地區(qū)氣候、涵養(yǎng)水源、保障涇河中上游地區(qū)生態(tài)平衡、維護下游地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展方面具有重要作用。同時在保護黃土高原生物多樣性及物種持續(xù)進化等方面都有著積極作用。近年來，太統(tǒng)崆峒山保護區(qū)管理部門通過大力實施各項林業(yè)生態(tài)工程，森林面積不斷增大，其重要性更加凸顯。

因研究團隊知識能力有限，在此次調(diào)查研究過程中還存在一些不足之處。該區(qū)豐富的植物資源還有待深入研究，為該區(qū)的生態(tài)環(huán)境、資源保護及資源合理持續(xù)利用提供理論基礎(chǔ)。

4.2 結(jié)論

(1)太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)植物多樣性豐富度較高，區(qū)內(nèi)分布的各種植物有1412種，隸屬134科611屬,其中裸子植物8科，13屬，23種；蕨類植物12科，24屬，47種；被子植物共有114科，574屬，1342種(含種下單元)。保護區(qū)被子植物群落最為豐富，占整個保護區(qū)植物物種的95%。

(2)太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)植被的優(yōu)勢科為含屬較少的松科、樺木科、殼斗科、忍冬科、楊柳科、榆樹科、槭樹科、胡頹子科等，它們是該區(qū)森林植物區(qū)系的主要成分。

(3)太統(tǒng)崆峒山保護區(qū)植物區(qū)系總體表現(xiàn)為次生演替區(qū)系。通過分析植物種類組成特征,表明該保護區(qū)具有明顯的新生代特征,同時具有古老特征。

(4)太統(tǒng)崆峒山自然保護區(qū)植物區(qū)系具有明顯的溫帶特征，特別是北溫帶性質(zhì)。