黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)蘭科植物多樣性及保護研究

項鳳影，孫繼旭，關艷輝，郭世賢，夏本志，穆立薔

(1.黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)管理局，黑龍江牡丹江 157499；2.東北林業(yè)大學，黑龍江哈爾濱 150040)

蘭科植物是被子植物的最大科之一，全世界約有750屬28 000種[1-2]。我國有蘭科植物200屬1 723種[3]。蘭科植物多為珍稀瀕危植物，全世界野生蘭科植物均被列入《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》(CITES)保護范圍，占該公約保護植物的90%以上，是植物保護中的“旗艦”物種[4]。我國在《全國野生動植物保護及自然保護區(qū)建設工程總體規(guī)劃》(2001—2050)中已把蘭科植物列為15大重點保護野生動植物之一[5-6]。

蘭科植物在植物界的系統(tǒng)演化上具有從原始到高級的一系列進化群，在進化上有重要的科學意義[7]。多數(shù)蘭科植物均被列入2021年最新公布的《國家重點保護野生植物名錄》中，鑒于野生蘭科植物作為亟需重點保護的類群之一，野外種群易受到內(nèi)外因素的雙重影響而發(fā)生巨大變化[8]，然而目前國內(nèi)對小北湖國家級自然保護區(qū)蘭科植物多樣性鮮見報道。筆者對小北湖國家級自然保護區(qū)蘭科植物種類多樣性、生活型、區(qū)系成分及瀕危等級進行了研究，并評估了保護現(xiàn)狀，探討了相關保護策略，以期為決策部門制訂野生蘭科植物資源的保護、恢復、利用規(guī)劃及開展相關研究提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 保護區(qū)自然概況黑龍江小北湖國家級自然保護區(qū)(以下簡稱“小北湖保護區(qū)”)，面積20 834 hm2，位于黑龍江省寧安市境內(nèi)，地處長白山北部支脈張廣才嶺中段，地理坐標為128°33′07″～128°45′48″E，44°03′16″～44°18′59″N。地勢西高東低，海拔在360～1 260 m，平均海拔810 m，屬中低山丘陵區(qū)。小北湖保護區(qū)地處溫帶大陸性季風氣候區(qū)，因受海洋暖濕氣流和西伯利亞冷空氣的雙重影響，四季氣候變化明顯。年平均氣溫在2.5 ℃左右，年均降水量在650 mm左右，主要集中在7—8月，無霜期90～100 d。保護區(qū)內(nèi)主要河流有石頭河、大柳樹河、哈拉河等，各河流最終均匯入牡丹江，是牡丹江的主要支流。小北湖是保護區(qū)內(nèi)最大的湖泊，面積為449 hm2，為一處高山堰塞湖。保護區(qū)內(nèi)土壤是在溫帶季風氣候區(qū)森林植被條件下發(fā)育的，保護區(qū)地帶性土壤是暗棕壤，是以保護溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性為主的森林生態(tài)系統(tǒng)類型的自然保護區(qū)。在植被分區(qū)上，擁有森林、灌叢、草甸、沼澤和草塘共5個自然植被類型，森林覆蓋率95.7%[9]。保護區(qū)優(yōu)越的地理條件和氣候環(huán)境孕育了富有小北湖特色的蘭科植物資源。

1.2 研究方法2017—2021年通過樣線調查和樣方統(tǒng)計相結合的調查方法[10]，對小北湖保護區(qū)蘭科植物進行了較為全面的調查；根據(jù)《中國植物屬的分布區(qū)類型》[11]、《中國東北部種子植物種的分布區(qū)類型》[12]，對保護區(qū)蘭科植物進行區(qū)系分析[13]；參照2021年最新公布的《國家重點保護野生植物名錄》[14]，對保護區(qū)蘭科植物進行保護等級劃分；參照2013年《中國生物多樣性紅色名錄——高等植物卷》[15]、2017年《中國高等植物受威脅物種名錄》[16]和中國科學院植物研究所發(fā)布的《中國珍稀瀕危植物名錄》[17]，對保護區(qū)蘭科植物進行瀕危等級劃分。

2 結果與分析

2.1 種類多樣性調查發(fā)現(xiàn)，小北湖保護區(qū)共有蘭科植物8屬11種，生活型均為地生蘭(表1)。通過對小北湖保護區(qū)蘭科植物的分布和生長狀況進行綜合分析，發(fā)現(xiàn)小北湖蘭科植物集中分布于小北湖區(qū)和石頭河區(qū)。小北湖蘭科植物的花期集中于6—8月，有花期重疊現(xiàn)象，如杓蘭、紫點杓蘭、大花杓蘭、東北杓蘭、二葉舌唇蘭和蜻蜓蘭等的花期重疊，二葉兜被蘭和綬草具有重疊花期。果期則集中在7—9月。

表1 小北湖自然保護區(qū)蘭科植物一覽

不同蘭科植物對生境具有選擇性和特異性。如杓蘭屬植物主要分布在闊葉林和針闊混交林下，二葉舌唇蘭、蜻蜓蘭則零星分布在闊葉林、針闊混交林、針葉林下；二葉兜被蘭主要分布于熔巖臺地以長白落葉松為優(yōu)勢種的針葉林或針闊混交林下。由于喬木層和灌木層的存在，不僅避免了陽光直射，而且給予蘭科植物足夠的散射光和土壤相對濕度。腐殖質豐富、疏松，進一步為蘭科植物生長提供適宜的基質。除此之外，在熔巖臺地灌叢、草甸也分布有一些蘭科植物，如綬草。細毛火燒蘭則僅分布在白樺沼澤生境。

2.2 區(qū)系成分根據(jù)《中國植物屬的分布區(qū)類型》[11]的劃分原則，對保護區(qū)蘭科植物進行屬水平的區(qū)系分析，小北湖保護區(qū)蘭科植物隸屬于3個分布區(qū)類型，北溫帶分布有6屬(占除世界分布外的85.71%)，東亞和北美洲間斷分布1屬(占除世界分布外的14.29%)；按照《中國東北部種子植物種的分布區(qū)類型》[12]的劃分原則，對保護區(qū)蘭科植物進行物種水平的區(qū)系分析，小北湖保護區(qū)蘭科植物隸屬于5個分布區(qū)類型，其中，北溫帶分布有3種(占27.27%)，舊世界溫帶分布有3種(占27.27%)，溫帶亞洲分布有2種(占18.18%)，東亞分布有2種(占18.18%)，中國—日本分布有1種(占9.09%)(表2)。

表2 小北湖自然保護區(qū)蘭科植物的分布區(qū)類型

從屬的分布區(qū)類型和種的分布區(qū)類型2個層面分析，小北湖蘭科植物均以北溫帶分布為主。因此，從生活型及分布區(qū)類型兩方面分析，均與其所處地理位置相關，與氣候類型相符。

2.3 瀕危等級參照2021年最新公布的《國家重點保護野生植物名錄》[14]，對保護區(qū)11種蘭科植物進行保護等級劃分：小北湖保護區(qū)的野生蘭科植物中杓蘭、紫點杓蘭、大花杓蘭、東北杓蘭為國家Ⅱ級重點保護野生植物。同時，參照2013年《中國生物多樣性紅色名錄——高等植物卷》[15]、2017年《中國高等植物受威脅物種名錄》[16]和中國科學院植物研究所發(fā)布的《中國珍稀瀕危植物名錄》[17]對保護區(qū)11種蘭科植物進行了瀕危等級劃分，其中，紫點杓蘭、大花杓蘭屬于瀕危(EN)，東北杓蘭、十字蘭、羊耳蒜、二葉兜被蘭屬于易危(VU)，杓蘭、細毛火燒蘭和蜻蜓蘭屬于近危(NT)，其余種類屬于無危(LC)(表3)。

表3 小北湖自然保護區(qū)蘭科植物珍稀瀕危等級

2.4 植物保護現(xiàn)狀小北湖和石頭河區(qū)域是小北湖保護區(qū)蘭科植物的分布中心，均屬于中低海拔地區(qū)，周邊居民違法放牧對小北湖保護區(qū)蘭科植物造成了很大影響。如在中低海拔區(qū)域分布較多的杓蘭、紫點杓蘭、大花杓蘭等國家Ⅱ級重點保護野生植物經(jīng)常被踩踏和啃食，導致生活史的中斷，個體生存和種群延續(xù)也進一步受到影響，甚至整株及居群也會消失。保護區(qū)內(nèi)許多蘭科植物如二葉兜被蘭、綬草等主要生長在熔巖臺地上，土層較薄，小型森林火災的發(fā)生，可導致部分蘭科植物生境發(fā)生不可逆轉的退化過程。

地下森林國家公園的旅游公路在保護區(qū)內(nèi)，旅游旺季和大多蘭科植物開花期重合，人員流動的頻度和規(guī)模逐漸增加，一些游客隨意踐踏、亂扔垃圾等，不僅導致旅游公路附近環(huán)境質量下降，棲息地遭受破壞，進一步使蘭科植物生境萎縮、退化，生物多樣性也同樣面臨威脅。小北湖自然保護區(qū)蘭科植物中有些種類存在分布區(qū)域狹小問題，如細毛火燒蘭僅在調查過程中發(fā)現(xiàn)幾株繁殖個體，且都集中分布于石頭河區(qū)白樺沼澤生境中。

3 小北湖自然保護區(qū)蘭科植物保護策略與建議

基于目前小北湖保護區(qū)蘭科植物的生存及保護現(xiàn)狀，建議制訂方式各異、行之有效的蘭科植物保護策略。

(1)要因地制宜。根據(jù)物種分布區(qū)域不同，有針對性地開展保護工作。對于土層較薄的熔巖臺地區(qū)域，應加強防火，防止發(fā)生森林火災。對于低海拔及接近周邊居民區(qū)的區(qū)域，應盡可能地降低人畜對蘭科植物的破壞及干擾，如合理規(guī)劃周邊旅游路線及杜絕散養(yǎng)牲畜等方法。同時，注重對原生境的保護，禁止噴灑除草劑、農(nóng)藥，改用生態(tài)防治措施，科學規(guī)劃國家基本建設工程項目。

(2)要因時制宜。地下森林國家公園的旅游公路在保護區(qū)內(nèi)，針對旅游季和蘭科植物花期重疊現(xiàn)象，加大旅游高峰期的巡護力度，將周邊旅游引起的人類干擾和破壞降至最低。

(3)要因種制宜。根據(jù)每種蘭科植物的瀕危等級、數(shù)量多寡和生境脆弱性等綜合評定保護順序，尤其要重視正處于瀕危狀態(tài)的大花杓蘭等蘭科植物的分布區(qū)，重視生境保護，為蘭科植物種群自然擴繁提供基礎。

(4)建立完整的小北湖保護區(qū)蘭科植物資源數(shù)據(jù)庫。重視基礎數(shù)據(jù)的收集和定期持續(xù)的野外監(jiān)測，掌握動態(tài)變化數(shù)據(jù)及干擾因子等相關信息，為保護規(guī)劃的制訂提供理論基礎和科學依據(jù)。

(5)廣泛開展合作交流，擴寬籌資渠道，爭取到更多資金助力保護事業(yè)。

(6)加強繁殖技術研究。構建網(wǎng)絡平臺，用于各地進行蘭科植物研究和保育信息交流。同時與科研院校合作，建立培育基地，有效保存物種基因庫。

(7)重視立法和公眾教育。通過相關部門立法，規(guī)范科學采集蘭科植物，打擊非法采挖等違法行為。同時，激發(fā)全社會積極參與野生動植物保護及生態(tài)文明建設，營造良好的社會氛圍。與林草局、林場、自然保護組織和團體等多部門聯(lián)動，利用多種媒介、多種形式，宣傳《森林法》《自然保護區(qū)條例》等植物保護相關的法律法規(guī)、先進人物事跡，曝光違法行為，充分發(fā)揮社會輿論監(jiān)督作用，也可以通過開展“世界野生動植物日”“愛鳥周”等大型主題科普活動，擴大社會影響。