劉 博,劉冠志,劉果厚,慕宗杰,包海明
(1.內(nèi)蒙古自然資源保護(hù)與利用研究中心,內(nèi)蒙古呼和浩特 010020;2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010010;3.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所,內(nèi)蒙古呼和浩特 010031;4.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)和草原監(jiān)測規(guī)劃院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010010)
內(nèi)蒙古大青山國家級自然保護(hù)區(qū)地處黃土高原和蒙古高原的交界處,是聯(lián)系華北、蒙古高原及我國西北干旱植物區(qū)的橋梁,地理坐標(biāo)為 40°34′~41°14′N,109°47′~112°17′E[1]。大青山地勢陡峭,土層較薄,植被發(fā)育緩慢,生態(tài)環(huán)境較脆弱,物種之間以及物種與環(huán)境之間的關(guān)系非常密切和敏感。據(jù)調(diào)查,自然保護(hù)區(qū)內(nèi)現(xiàn)知種子植物979種[1],其中包括部分國家重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危植物,以及內(nèi)蒙古自治區(qū)重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危植物。目前,針對大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危種子植物保護(hù)的研究尚未見報道。本研究基于野外調(diào)查及文獻(xiàn)資料,分析了大青山國家級自然保護(hù)區(qū)分布的珍稀瀕危保護(hù)種子植物的科屬組成、生活型、水分生態(tài)型和分布區(qū)類型,目的在于掌握自然保護(hù)區(qū)內(nèi)珍稀瀕危植物資源狀況,為有效保護(hù)和持續(xù)利用大青山自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危植物資源提供參考。
大青山國家級自然保護(hù)區(qū)東起內(nèi)蒙古烏蘭察布市卓資縣上高臺林場,西到內(nèi)蒙古包頭市昆都侖溝,南為土默川平原,北至烏蘭察布市卓資縣后房子村。東西長度約217 km,南北平均寬度約18 km,總面積約4×105hm2,平均海拔1 850 m,最高峰九峰山海拔2 338 m。大青山位于陰山山脈中段,該山脈是一個斷層山地,山勢西高東低,南北坡面不對稱,一般坡度20°~40°。溫帶大陸性氣候,四季分明,晝夜溫差較大,災(zāi)害性氣候發(fā)生較頻繁[1]。年平均氣溫3~5℃,極端最高氣溫40.1℃,極端最低氣溫-41.1℃,≥10℃有效積溫2 200~2 800℃,無霜期100~130 d,年均日照時數(shù)2 994.7 h,年太陽輻射總量582 272 J/cm2;年降水量320~450 mm,年蒸發(fā)量1 800~2 300 mm,濕潤度為0.5~0.7,降水集中在7—9月,約占全年降水量的70%以上,4—6月降水較少,僅占全年降水量的12%[2]。土壤有淋溶灰褐土、粗骨土、灰褐土和草灌灰褐土,分別占該自然保護(hù)面積的33.2%、27.6%、26.1%和11.6%。該自然保護(hù)區(qū)南坡植被稀少,北坡森林植被分布較多,在陽坡或半陽坡部位以灌叢和草本植被為主;其陰坡部位以森林-灌叢-草原植被為主;在海拔1 800 m以上的山地頂部以草甸植被為主,在海拔1 900 m以上可見到少量青海云杉(Picea crassifolia);在山體上坡位以白樺(Betula platyphylla)和山楊(Populus davidiana)組成的天然次生混交林為主;中坡位以油松(Pinus tabuliformis)和華北落葉松(Larix principis-rupprechtii)人工純林為主;下坡位是灌叢,建群種為虎榛子(Ostryopsis davidiana)、土莊繡線菊(Spiraea pubescens)等;坡麓地帶以草本植被為主[3]。
本研究基于對大青山國家自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行的多年野外調(diào)查,并根據(jù)2021年8月7日經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)調(diào)整后的《國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》[4]以及《內(nèi)蒙古珍稀瀕危保護(hù)植物名錄》[5]《內(nèi)蒙古珍稀林木》[6],并參考《內(nèi)蒙古珍稀瀕危植物圖譜》[7]《內(nèi)蒙古植物志》(第一至六卷)[8-13]和《內(nèi)蒙古大青山國家級自然保護(hù)區(qū)綜合科考集》[1]《內(nèi)蒙古維管植物分類及其區(qū)系地理分布》[14]《華北植物區(qū)系地理》[15]《植物區(qū)系地理》[16]以及《中國種子植物屬的分布區(qū)類型》[17]《華北植物區(qū)系的演變和來源》[18]《內(nèi)蒙古大青山種子植物區(qū)系研究》[19]等資料,利用統(tǒng)計學(xué)和植物區(qū)系地理學(xué)的方法,分析研究區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物的科屬組成、生活型、水分生態(tài)型和植物分布區(qū)系特點(diǎn)。
對大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物資源調(diào)查及相關(guān)資料統(tǒng)計分析(表1)可知,自然保護(hù)區(qū)內(nèi)有種子植物949種,隸屬87科403屬,其中珍稀瀕危保護(hù)種子植物共53種,隸屬24科38屬,占自然保護(hù)區(qū)種子植物總數(shù)的5.58%;裸子植物8種,被子植物45種,其中,雙子葉植有35種,單子葉植物10種。含種數(shù)最多的科為薔薇科,有6種;其次為松科、毛茛科、豆科、禾本科,均為5種;僅含1種的科有14個。含種數(shù)最多的屬為披堿草屬、李屬、榆屬、云杉屬、杓蘭屬和黃芪屬,分別有3種;僅含1種的屬有31個。
根據(jù)2021年8月7日經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)調(diào)整后的《國家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》統(tǒng)計,大青山國家級自然保護(hù)區(qū)有國家重點(diǎn)保護(hù)野生種子植物12種,分別為北京水毛茛(Batrachium pekinense)、蒙古扁桃(Prunus mongolica)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、鎖陽 (Cynomorium songaricum)、沙蘆草(Agropyron mongolicum)、阿拉善披堿草(Elymus alashanicus)、紫芒披堿草(E.purpuraristatus)、毛披堿草(E.villifer)、紫點(diǎn)杓蘭(Cypripedium guttatum)、大花杓蘭(C.macranthum)、山西杓蘭(C.shanxiense)和手參(Gymnadenia conopsea),全部為國家二級重點(diǎn)保護(hù)野生植物,隸屬6科8屬(表1)。
大青山國家級自然保護(hù)區(qū)有內(nèi)蒙古珍稀瀕危保護(hù)植物22種,其中,二級珍稀瀕危保護(hù)植物11種,分 別 為 白 杄 (Picea meyeri)、 脫 皮 榆(Ulmus lamellosa)、 芍 藥 (Paeonia lactiflora)、 五 味 子(Schisandra chinensis)、蒙古扁桃、黃芪(Astragalus membranaceus)、蒙古黃芪(A.membranaceus var.mongholicus)、甘草、黨參(Codonopsis pilosula)、穿龍薯蕷(Dioscorea nipponica)、手參。三級珍稀瀕危保護(hù)植物11種,分別為油松(Pinus tabuliformis)、陰山烏頭(Aconitum yinschanicum)、興安升麻(Cimicifuga dahurica)、陰山薺(Yinshania acutangula)、柄扁桃(P.pedunculata)、烏拉特黃芪(A.hoantchy)、陰山棘豆 (Oxytropis inschanica)、泡囊草(Physochlaina physaloides)、二型葉沙參(Adenophora biformifolia)、山丹(Lilium pumilum)、大花杓蘭。
大青山國家級自然保護(hù)區(qū)有內(nèi)蒙古珍稀林木29種,隸屬15科21屬,分別為白杄、青海云杉(P.crassifolia)、青杄(P.wilsonii)、油松、華北落葉松、側(cè)柏(Platycladus orientalis)、圓柏(Juniperus chinensis)、杜松(J.rigida)、脫皮榆、裂葉榆(U.laciniata)、旱榆(U.glaucescens)、蒙桑(Morus mongolica)、灌木鐵線蓮(Clematis fruticosa)、五味子、東陵八仙花(Hydrangea bretschneideri)、堇葉山梅花 (Philadelphus tenuifolius)、花楸樹(Sorbus pohuashanensis)、小葉金露梅(Potentilla parvifolia)、銀露梅(P.glabra)、歐李(P.humilis)、蒙古扁桃、柄扁桃、文冠果(Xanthoceras sorbifolium)、柳葉鼠李(Rhamnus erythroxylon)、山葡萄(Vitis amurensis)、蒙椴(Tilia mongolica)、短梗五加(Eleutherococcus sessiliflorus)、沙梾(Cornus bretschneideri)、蒙古蕕(Caryopteris mongholica)。
從種子植物生活型來看(表2),木本植物有29種,占大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物總種數(shù)的54.7%,其中,喬木15種,占28.3%;灌木及半灌木12種,占22.6%;木質(zhì)藤本僅有五味子和山葡萄2種,占3.8%。草本植物23種,占大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物總種數(shù)的43.4%。其中,多年生草本21種,占41.5%;一、二年生草本僅有陰山薺1種;草質(zhì)藤本也僅有黨參1種。
表2 大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物生活型-水分生態(tài)型組成統(tǒng)計Table 2 Statistics of life form s-water ecotype groups of rare and endangered protected seed plants in the Daqingshan National Nature Reserve
從種子植物水分生態(tài)型來看(表2),中生植物共43種,占81.1%,具有絕對優(yōu)勢,其中,典型中生植物36種,旱中生植物7種;旱生植物有9種,占17.0%,其中,典型旱生植物7種,中旱生植物2種;水生植物只有北京水毛茛1種。可以看出,大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物以中生植物為主。
植物的分布區(qū)是指任何植物分類單位的分布區(qū)域,即它們分布于一定空間的總和[10],是由植物種的發(fā)生歷史對環(huán)境的長期適應(yīng),以及許多自然因素對其影響的結(jié)果[11]。因此,各種植物可以根據(jù)其地理分布劃分出各種分布區(qū)類型[12]。植物群落的現(xiàn)有分布是該群落在發(fā)生遷移和分化過程中與環(huán)境相適應(yīng)的最終表現(xiàn)[13]。種的地理成分是植物區(qū)系成分的基礎(chǔ),能更具體地反映一個植物區(qū)系的性質(zhì)及特征[14]。本研究參照吳征鎰[17]、王荷生[18]關(guān)于屬、種的分布型劃分原則和方法,并依照《內(nèi)蒙古植物志》(第三版,第一卷)[8]和趙一之[14]對內(nèi)蒙古植物分類及區(qū)系生態(tài)地理分布的劃分方案,將大青山國家級自然保護(hù)區(qū)擁有的53種珍稀瀕危保護(hù)種子植物進(jìn)行了分布區(qū)類型統(tǒng)計(表 1)。
該自然保護(hù)區(qū)的53種珍稀瀕危種子植物全部屬于溫帶分布種。由此可見,該區(qū)系具有明顯的溫帶性質(zhì)。在各種溫帶分布型中,華北分布種19種,東亞分布種15種,東古北極分布種4種,黃土-蒙古高原分布種3種,東亞北部分布種、古北極分布種和亞洲中部分布種各2種,中亞-亞洲中部分布種、阿拉善分布種、蒙古高原分布種、古地中海分布種、泛北極分布種、祁連山-賀蘭山-陰山分布種各1種。
據(jù)統(tǒng)計,內(nèi)蒙古珍稀瀕危種子植物共126種,隸屬52科102屬[20]。大青山國家級自然保護(hù)區(qū)位于陰山州,共有珍稀瀕危保護(hù)種子植物53種,隸屬24科38屬,約占內(nèi)蒙古珍稀瀕危種子植物總種數(shù)的42.1%。這說明大青山國家級自然保護(hù)區(qū)是內(nèi)蒙古珍稀瀕危保護(hù)植物最為豐富的區(qū)域之一。同時,該自然保護(hù)區(qū)還分布有國家重點(diǎn)保護(hù)野生低等植物2種,分別是國家一級保護(hù)藻類植物發(fā)菜(Nostoc flagelliforme),國家二級保護(hù)真菌蒙古白麗蘑(Leucocalocybe mongolica)。
按科所含物種數(shù)統(tǒng)計,含種數(shù)最多的科為薔薇科(6種),這與內(nèi)蒙古珍稀瀕危植物科屬組成有所不同[20],含種數(shù)最多的屬有一定的相似性,均有黃芪屬(3種),體現(xiàn)了該自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)植物的特殊性。內(nèi)蒙古珍稀瀕危種子植物生活型以草本植物為主,約占總種數(shù)的57.48%,而大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物生活型以木本植物占優(yōu)勢,共29種,占該自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物總種數(shù)的52.7%,草本植物共26種,占47.3%。這說明大青山國家級自然保護(hù)區(qū)山地森林和灌叢植被具有重要保護(hù)價值,生長著該自然保護(hù)區(qū)大量的珍稀瀕危保護(hù)木本植物。
大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物水分生態(tài)型以中生植物為主,共有中生植物43種,占81.1%,具有絕對優(yōu)勢,其次為旱生植物。這與大青山種子植物水分生態(tài)類型一致,劉哲榮等[20]對內(nèi)蒙古珍稀瀕危植物的水分生態(tài)型的研究也得出相似的結(jié)果。大青山國家級自然保護(hù)區(qū)具有明顯的溫帶性質(zhì),以華北分布種和東亞分布種為主。與大青山種子植物區(qū)系特征比較,東亞成分既是大青山種子植物區(qū)系的組成部分,又是大青山珍稀瀕危保護(hù)植物的重要組成,都反映出大青山與東亞植物區(qū)系的密切聯(lián)系[19]。同時,二者均包含中亞-亞洲中部分布種、阿拉善分布種、蒙古高原分布種、古地中海分布種、祁連山-賀蘭山-陰山分布種,說明區(qū)系地理成分較為豐富,表明大青山與周邊地區(qū)的廣泛聯(lián)系。同時,說明大青山國家級自然保護(hù)區(qū)珍稀瀕危保護(hù)種子植物區(qū)系特征反映了該自然保護(hù)區(qū)種子植物的區(qū)系特征。該區(qū)分布的國家二級重點(diǎn)保護(hù)野生植物紫芒披堿草和毛披堿草是陰山特有種[1]。