福建武平蕨类植物区系分析

来源:用户上传      作者:丁力 陈巧贤 陈艳丽

　　摘要 为了掌握福建省武平县蕨类植物资源的种类和数量，对该县进行调查并分析其区系特征，可为科学、合理地保护和利用蕨类植物资源提供理论依据，对生态文明建设也有重要意义。采用生态学调查技术手段，依照野生植物调查技术规程中的线路法，以蕨类植物区系的物种组成、科属分布区类型为指标，并与其他地区进行比较开展福建武平蕨类植物区系的研究。结果表明武平县共有蕨类植物38科、71属、160种，其中新纪录种有71种，有3种属于国家重点保护植物。优势科为水龙骨科、金星蕨科、鳞毛蕨科、凤尾蕨科;鳞毛蕨属、凤尾蕨属、铁角蕨属、卷柏属、凤丫蕨属、毛蕨属为优势属。科的分布区类型有8个，其中热带分布科比例55.26%;属的分布区类型有11个，超过50%属均为热带分布，说明该区系具有明显的热带亲缘特征。通过与其他地区的比较，发现在中亚热带地区随着纬度的升高，蕨类植物的热带成分减少，温带成分增加。
　　关键词 蕨类植物;植物区系分析;分布区类型;武平县;福建省
　　Abstract In order to master the species and quantity of pteridophytes resources in Wuping County， Fujian Province， the investigation and analysis may provide theoretical basis for scientific protection and utilization of pteridophytes resources reasonably， which had great significance for the construction of ecological civilization. By the means of ecological investigation technology， according to the line method in the technical specification of wild plant investigation， the species composition， family and genus distribution of the pteridophytes flora， and comparison with other areas were taken as analysis indicators， the pteridophyte flora was studied in Wuping， Fujian Province. There were 38 families， 71 genera and 160 species of pteridophytes in Wuping County. Among them， 71 species were new records， there were 3 species belonging to national keyprotected plant. The dominant families were Polypodiaceae， Thelypteridaceae， Dryopteridaceae， Pteridaceae， and the dominant genera were Dryopteris， Pteris， Asplenium， Selaginella， Coniogramme， Cyclosorus. There were 8 arealtypes of family， the proportion of tropical families was 55.26%， and there were 11 arealtypes of genus， more than half of the genera were tropical distribution， those showed that the tropicalgenetic characteristics of pteridophytes flora were obvious. Compared with other regions， it was found that with the increase of latitude， the tropical component of pteridophytes decreased and the temperate component increased.
　　Key words Pteridophyte;Floristic analysis;Type of distribution area;Wuping County;Fujian Province
　　植物区系是某一时空区域范围内所有植物的总称，它可直接反映植物区系的发展历程与古地理或现代自然条件之间的关系。植物区系分析在判断一个地区的地质变迁历史，调查处理科级等分类单位发生的问题等方面具有重要意义[1]。蕨类植物属于较古老的一类维管植物，它在演化上的地位处于演化地位较低的苔藓植物、藻类植物和较高级的种子植物之间。蕨类植物区系的研究可以揭示其起源、演化進程的变化以及与自然条件之间的关系，可供蕨类植物资源保护和利用作参考等[2]。近年来，我国有关蕨类植物区系的报道主要集中在保护区、国家森林公园和一些地区，如陈锋等[3]、骆强等[4]、邓坦[5]研究了四川花萼山、草海和岩下自然保护区的蕨类植物区系特征;李国权等[6]、骆强等[7]、陈水木[8]研究了河北云雾山、毕节阳山、三明仙人谷等国家森林公园的蕨类植物区系特点;黄升等[9]、孙林等[10]、吴菲等[11]研究了湖北恩施、江西武功山、华北等地区的蕨类植物区系，他们的研究都为当地生物多样性保护和植物资源的开发利用提供了理论依据。在福建省，蕨类植物区系的研究也备受关注，孔祥海[12]首先对紫金山蕨类植物区系进行了研究，康木水[13]、黄晓冬等[14]、李肇锋[15]、林汝强等[16]、陈水木[17-18]分别对茫荡山、牛姆林、九阜山、武夷山、君子峰自然保护区和三明仙人谷森林公园的蕨类植物区系开展研究，然而，鲜有对福建省武平县蕨类植物区系的报道。 　　武夷山脉是全球具有重要意义的生物多样性和生态过程的陆地生态系统生态区，也是我国陆地优先保护生态系统的重点区域[19-20]，武平县位于武夷山脉南端，是南岭山脉和武夷山脉两大山脉的交汇处，开展蕨类植物区系的研究对于揭示南岭山脉和武夷山脉植物区系的起源和演化具有重要意义。该研究采用野生植物资源调查技术规程和全国中药资源普查技术规范中的线路法来调查武平县蕨类植物，统计和分析武平县蕨类植物区系的物种组成和区系的特点，以期为今后深入研究该县植物区系提供重要资料，并为蕨类植物资源的合理开发利用和有效保护提供科学依据。
　　1 研究地与研究方法
　　1.1 研究地概况
　　武平县位于福建省龙岩市西南部，闽赣粤三省交界处，处于武夷山脉最南端，地理坐标为115°51′～116°23′E，24°47′～25°49′N，总面积2 635.2 km2。该县为低山丘陵地区，地势由西北向东南倾斜;最高山峰为梁野山，海拔1 538 m。气候为亚热带海洋性季风气候，一年四季明显变化，平均气温17.0～19.6 ℃，降雨量1 450～2 200 mm;由于地形复杂，海拔相差较大，所以区域气候差别较大，各地四季的开始与持续时间长短也有差异。土壤分布最多的为红壤，其次为黄壤、紫色土、草甸土等，山地的土层深厚，土壤较肥沃，养分含量高。溪流分布众多，呈放射形向东西南北流出县境，分属汀江、梅江、赣江三个水系，水力资源丰富。武平县的自然环境条件优越，境内拥有1个国家级自然保护区，蕴含着丰富的植物资源，形成多种植被类型，导致植物区系也较复杂[21]，为此次研究提供了良好的条件。
　　1.2 研究方法
　　1.2.1 调查地点的选择。
　　此次调查技术主要依据全国中药资源普查技术规范和国家林业局制定的野生植物资源调查技术规程（LY/T 1820—2009），根据武平县的地形及植被分布特点，设置调查地点在象洞镇、下坝乡、中堡镇、东留镇、永平镇、大禾乡、武东镇、万安镇、桃溪镇、城厢镇、湘店镇11个乡镇，涉及乡镇调查面积为1 858.95 km2，占武平县总面积70.55%。
　　1.2.2 调查路线的设计。
　　通过查阅文献资料和实地踏查情况，并且根据地形和植被类型、野生植物资源较为丰富的原则来确定调查路线，通过综合分析设置30条样线（图1），分别为章丰村—观狮山、新湖村—石坑坝、田坑村—大顷、大兰园—新华、亭头村—大坑、尧禄村—竹子背、赤岗—云礤、下三角铺—金岭排、霞寨绕—长坑头、贤溪—白莲塘、新中村—苎凹背、大山里—油心地、南坊村—南洞、大田村—老屋场、美溪村—园丰村、黄竹塘—下龙牙塘、袁下村—袁上村、东兴村—美和村、五里迳—雷公井、塔里村—粟坑、孔下村—谷夫、朝阳村—亭头溪、七里村—三和村、岗子下—湘湖村、店下村—长丰下、上梧村—下湖、上湖村—贤坑村、山头村—潘屋 、瓦窯前—石屋、芹礤村—荷林村。每条样线长度3～6 km，样线总长103.3 km。
　　1.2.3 调查方法。
　　1.2.3.1 前期准备工作。
　　准备单反数码照相机、GPS轨迹记录仪、手机地图、枝剪、自制钩刀、小锄头、野外记录签、标签、铅笔、橡皮、标本夹（含绳子）、吸水纸、采集袋、针、棉线、鉴定签、台纸、标本粘贴袋、防腐防虫药剂（丸）、笔记本电脑等，并阅读相关书籍、文献。
　　1.2.3.2 标本的采集与制作。
　　按设定好的调查路线，徒步采集蕨类植物标本。首先用单反数码相机拍摄其生境、植株、特写等4～5张照片作为其原生态记录;其次，采集时选择具有完整性和代表性的无病虫害的植株或部分，用枝剪、自制钩刀或者小锄头进行采挖，并根据GPS轨迹记录仪记录的信息填写本种蕨类植物的野外记录签、标签;最后将标本放入采集袋中或者直接压制在标本夹中。经过压制—消毒—上台纸—鉴定4个步骤制作腊叶标本，最后装入自粘袋，封口后按照分类顺序进行排列保存。
　　1.2.4 数据处理。
　　将拍摄的照片导入笔记本电脑中，按照日期创建各个文件夹。参考《福建植物志》[22];FRPS《中国植物志》全文电子版网站（http：∥frps.iplant.cn/）;FOC，Flora of China《中国植物志》（http：∥foc.iplant.cn/）;PPBC《中国植物图像库》（http：∥ppbc.iplant.cn/）;中国自然标本馆（http：∥www.cfh.ac.cn/）等对标本进行鉴定、分类，将照片文件命名为标本编号+物种名。按照秦仁昌系统[23]进行排序和统计，整理成武平县蕨类植物名录。蕨类植物科级分布区类型参照臧得奎[24]和陆树刚[25]对中国蕨类植物科的地理成分进行分析，对照《中国植物志》（第一卷）[26]蕨类植物区系的属级分布区类型进行分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 武平县蕨类植物的物种组成
　　将武平县蕨类植物按照秦仁昌对蕨类植物的分科顺序进行排列（表1），从表1可看出，武平县蕨类植物分别占《福建植物志》中记载蕨类植物科、属、种的84.44%、67.62%、43.96%;相应的占《中国植物志》中记载蕨类植物的60.32%、30.74%、6.15%，说明武平县蕨类植物较为丰富。
　　统计发现武平县160种蕨类植物中有3种在国家重点保护野生植物名录（第1 批）[27]中，它们分别是粗齿桫椤（Alsophila denticulata）、桫椤（Alsophila spinulosa）、金毛狗（Cibotium barometz），应加强保护。此外，通过对比福建梁野山自然保护区综合科学考察报告[28]，共发现有71种新纪录种，如华南马尾杉（Phlegmariurus austrosinicus）、华南紫萁（Osmunda vachellii）、曲轴海金沙（Lygodium flexuosum）、华东膜蕨（Hymenophyllum barbatum）、稀子蕨（Monachosorum henryi）等，其中包括一种新拟定种梁野山里白。 　　2.2 武平县优势科属分析
　　2.2.1 科的组成及优势科分析。
　　统计各科内含有的种数，从图2可以看出，含2～4种和含1种的科各有14科，占总科数的73.68%，说明这些科是该区系科级的主要成分，同时也说明科内的结构简单、分化不显著。
　　将含10种以上的大科按科内含有的种数由高至低进行排列，可确定水龙骨科、鳞毛蕨科、金星蕨科和凤尾蕨科为优势科（图3）。
　　2.2.2 属的组成及优势属分析。
　　统计71属内分别含有的种数，从图4可看出，含2～4种的属和含1种的属超过50%，说明属内的结构简单，属内分化程度不高;若以属内含有种数的多少来确定优势属，则将其定为含有5种以上的属，具体属见图5。
　　2.3 武平县蕨类植物分布区类型分析
　　2.3.1 科的分布区类型分析。
　　将武平县分布的38科蕨类植物，按“1.2.4”中的方法进行统计。从表2可看出，科分布区类型有8个;热带分布型（表中2～7）的科所占比例为55.26%，位居第一;42.11%的科数为世界分布，居其次;温带分布（表中8～11）科最少，仅1科，表明武平县蕨类植物区系科具有热带性质。
　　2.3.2 属的分布区类型分析。
　　依照“1.2.4”的方法，整理武平县蕨类植物属的分布区类型见表2。从表2可以看出，71个蕨类植物属可划入11个分布区类型。热带性质分布的属比例高达63.38%;其次是世界分布的属，占23.94%;仅有12.68%属为温带分布。这些数据说明武平县蕨类植物区系属以热带成分为主，热带性质较明显，但也存在一定比例的温带成分。
　　2.4 3个地区蕨类植物区系属的分布区类型比较
　　为进一步阐明蕨类植物区系的特征，选择福建武夷山[29]和江西赣江源[30]2个国家级自然保护区与武平县进行比较（表3）。从表3可以看出，3个地区均以热带分布属为最多。热带性质可以用各自的热温比R/T（热带属数与温带属数的比值）来反映，比值与热带性质成正比[31]。计算出武平县、赣江源自然保护区、武夷山自然保护区三地的R/T分别为5.0、4.0、2.6，说明武平县蕨类植物区系具有更强的热带性质，且较接近于赣江源自然保护区，这与它们之间所处的纬度比较接近相关，即它们之间的地理位置更为接近。
　　统计武平县、赣江源自然保护区、武夷山自然保护区3地热带分布属和温带分布属占总属数（世界分布属除外）的百分比。
　　从图6可以看出，在中亚热带地区，随着纬度的增加，热带成分呈现下降趋势，而温带成分则上升。
　　3 结论
　　调查表明，武平县蕨类植物种类资源丰富，共有38科71属160种;含少种和单种的科，属较多，占比分別达73.68%和91.55%，科属结构简单，分化程度低;优势科、属分别为水龙骨科、金星蕨科、鳞毛蕨科、凤尾蕨科和鳞毛蕨属、凤尾蕨属、铁角蕨属、卷柏属、凤丫蕨属、毛蕨属;科、属的分布区类型均以热带性质分布为主、热带性质较明显，但也存在一定比例的温带成分;经与其他地区比较，在中亚热带地区，随着纬度的增加，热带成分减少，温带成分增加。
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