摘 要: "珍稀瀕危野生植物是重要的戰(zhàn)略資源和生物多樣性保護(hù)的重要組成部分,掌握江西省重點(diǎn)保護(hù)植物的多樣性和地理分布是制定省域范圍內(nèi)科學(xué)保護(hù)和管理辦法的關(guān)鍵步驟。該文通過(guò)整合《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2021)中江西省分布的種類和《江西省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2005),結(jié)合國(guó)家標(biāo)本資源共享平臺(tái)數(shù)字化的標(biāo)本分布數(shù)據(jù),對(duì)江西省重點(diǎn)保護(hù)野生維管植物多樣性、保護(hù)概況和地理分布特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明:(1)江西省分布的國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物有148種(包括種下類群),分屬47科89屬。(2)整合的江西省重點(diǎn)保護(hù)植物總計(jì)407種,分屬85科208屬。其中,石松類和蕨類植物9科10屬16種,裸子植物6科17屬26種,被子植物70科181屬365種。(3)在407種重點(diǎn)保護(hù)植物中,60.9%的種類在32個(gè)國(guó)家級(jí)和省級(jí)自然保護(hù)區(qū)有分布,70.5%的種類在中國(guó)67個(gè)植物園有分布。(4)物種豐富度的觀察值和估計(jì)值表明,物種豐富度較高的區(qū)域包括北部的廬山,西部的九嶺山、武功山和井岡山,南部南嶺的大庾嶺、九連山,東部的武夷山及其鄰近區(qū)域,估計(jì)的重點(diǎn)保護(hù)植物物種豐富度格局和江西省5個(gè)生物多樣性保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域有較高的一致性。此外,該文還討論了《江西省重點(diǎn)保護(hù)植物名錄》(2005)收錄種類存在的問(wèn)題,并提出了未來(lái)省級(jí)保護(hù)植物名錄優(yōu)先物種選擇的6E原則和加強(qiáng)省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物研究的相關(guān)建議。
關(guān)鍵詞: 保護(hù)生物學(xué), 分布格局," 江西省, 重點(diǎn)保護(hù)植物名錄, 珍稀瀕危植物, 物種豐富度
中圖分類號(hào): "Q948
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: "A
文章編號(hào): "1000-3142(2024)11-2033-14
Comparative study and geographical distribution of key
protected wild vascular plants in Jiangxi Province, China
Abstract: "Rare and endangered wild plants are important strategic resources and an essential component of biodiversity conservation. Grasping the diversity and geographic distribution of key protected plants in Jiangxi Province is a key step in developing scientific conservation and management at the provincial scale. Combining List of National Key Protected Wild Plants (NKPWP, 2021) and Checklist of the Key Protected Wild Plants in Jiangxi Province (KPWP, 2005), and digitized distribution data of herbarium specimens provided by the National Specimen Information Infrastructure (NSII), the diversity, geographic distribution, and conservation profile of these plants found in Jiangxi Province were analyzed. The results were as follows: (1) A total of 148 species of NKPWP (including intraspecies taxa), spanning 89 genera and 47 families, were found in Jiangxi Province. (2) A total of 407 species, belonging to 85 families and 208 genera, were recognized as the key protected plants in Jiangxi Province, including 16 species of lycopods and ferns (9 families and 10 genera), 26 species of gymnosperms (6 families and 17 genera), and 365 species of angiosperms (70 families and 181 genera). (3) Among of these species, 60.9% of them were protected within 32 national and provincial natural reserves; 70.5% of them were distribution in 67 Chinese botanic gardens. (4) Observation value and estimation value of species richness indicated that the areas had higher species richness include mountains and its adjacent areas of Lushan, Jiuling, Wugong, Jinggang" in northern area, and Dayuling, Jiulian, and Wuyi in southern area. The distribution pattern of hotspots was generally consistent with the ranges of five key protected areas of biodiversity conservation in Jiangxi Province. The issues of the species included in Checklist of the Key Protected Wild Plants of Jiangxi Province (2005) were discussed, and the 6E principles of the priority selection of key protected wild plants at province level and the related suggestions to strengthen the research on provincial protected plants were proposed.
Key words: "conservation biology, distribution pattern, Jiangxi Province, key protected plant checklist, rare and endangered plants, species richness
野生植物為人類生存發(fā)展提供了包括糧食、蔬菜、藥材、木材、花卉、氧氣等在內(nèi)的物質(zhì)基礎(chǔ),是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分(National Research Council, 1999; Hiscock et al., 2019; Knapp, 2019)。作為重要的戰(zhàn)略資源和遺傳資源,野生植物是文化發(fā)展的物質(zhì)載體,保護(hù)野生植物資源是實(shí)現(xiàn)生態(tài)安全和資源安全的重要保障(周志華和金效華,2021)。國(guó)家級(jí)和省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄是相關(guān)部門實(shí)施野生植物資源保護(hù)管理的重要科學(xué)依據(jù)。自20世紀(jì)90年代以來(lái),《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物名錄》(傅立國(guó),1995;于永福,1999)、《中國(guó)植物紅皮書》(傅立國(guó),1991)、《中國(guó)物種紅色名錄》(汪松和解炎,2004)等成果為我國(guó)珍稀瀕危植物的保護(hù)奠定了重要研究基礎(chǔ)。國(guó)家林業(yè)和草原局與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告(2021年第15號(hào))發(fā)布了新版的《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2021),明確了新形勢(shì)下國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物的種類,為依法加強(qiáng)保護(hù)、打擊亂采濫挖、提高公眾保護(hù)意識(shí)等奠定了基礎(chǔ)(魯兆莉等,2021; Xu amp; Zang, 2023; 吳欣靜等,2023)。
江西省是較早積極響應(yīng)野生植物保護(hù)行動(dòng)的省份,于1994年6月通過(guò)了《江西省野生植物資源保護(hù)管理暫行辦法》。1994年10月,省林業(yè)廳公布了共163種的《江西省重點(diǎn)保護(hù)植物名錄(第一批)》(王江林,1994;謝國(guó)文,1994;中國(guó)農(nóng)業(yè)全書總編輯委員會(huì),2001)。根據(jù)野生植物資源保護(hù)和利用現(xiàn)狀,于2005年對(duì)省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)名錄進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整后的名錄明確將3類植物,即江西省有分布的蘭科(Orchidaceae)、杜英屬(Elaeocarpus L.)和紫薇屬(Lagerstroemia L.),以及其他120多種,總計(jì)300余種野生植物納入保護(hù)對(duì)象,并根據(jù)重要性分為3個(gè)保護(hù)等級(jí)。
根據(jù)《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(第一批)(1999)和不同版本的《江西省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》,有研究者對(duì)江西省分布的重點(diǎn)保護(hù)植物開(kāi)展了相關(guān)研究。例如,臧敏和毛尚?。?005)、臧敏等(2007)和王春香等(2007)分別分析了103種、53種、87種植物的區(qū)系成分;臧敏等(2007)、俞群等(2016)和臧敏等(2018)分別研究了53種、313種、422種的地理分布。這些研究工作為《江西省生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃(2013—2030年)》的制定提供了重要參考。但是,隨著江西省植物區(qū)系新的發(fā)現(xiàn),如姬紅利等(2019)、鄭圣壽等(2019)、劉環(huán)等(2020)、劉忠成等(2020)、趙萬(wàn)義等(2020)、覃俏梅等(2021)、廖海紅等(2022)、徐國(guó)良和黃曾(2023),以及最近多個(gè)植物編目成果的發(fā)布(彭焱松等,2021;寄玲等,2022;吳丁等,2022),江西省分布的珍稀瀕危植物種類和相關(guān)信息發(fā)生了較大變動(dòng)。有必要依據(jù)最新版本的《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2021),并整合2005年頒布的省級(jí)保護(hù)植物名錄,對(duì)江西省分布的重點(diǎn)保護(hù)野生植物進(jìn)行梳理和研究。截至目前,尚沒(méi)有研究工作針對(duì)《江西省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2005)和《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2021)中江西省分布的種類開(kāi)展過(guò)比較研究。涉及省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物選定的一些重要問(wèn)題,如國(guó)家和省級(jí)保護(hù)的種類是否存在重疊,省級(jí)保護(hù)的種類是否體現(xiàn)了受威脅種類的優(yōu)先保護(hù)原則等。厘清這些基本問(wèn)題將對(duì)未來(lái)省級(jí)保護(hù)植物名錄的調(diào)整和完善,以及省區(qū)范圍內(nèi)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)國(guó)家級(jí)和省級(jí)保護(hù)植物的管理決策提供重要依據(jù)。同時(shí),對(duì)重點(diǎn)保護(hù)植物地理分布的研究,可為重點(diǎn)保護(hù)植物的野外調(diào)查、空間保護(hù)規(guī)劃和決策提供科學(xué)依據(jù)(Zhang amp; Ma, 2008; 張殷波和馬克平,2008;苑虎等,2009),也是實(shí)施有效保護(hù)的基礎(chǔ)(Flather et al., 1998; 馬克平,2001;Ferrier, 2002)。因此,通過(guò)整合江西省分布的國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物和省級(jí)保護(hù)植物名錄以及相關(guān)數(shù)據(jù),掌握江西省重點(diǎn)保護(hù)植物的多樣性和地理分布,是制定省域范圍內(nèi)科學(xué)保護(hù)和管理辦法的關(guān)鍵步驟。
1 材料與方法
1.1 研究區(qū)概況
江西省地處我國(guó)東南偏中部(113°35′—118°29′ E、24°29′—30°05′ N),長(zhǎng)江中下游南岸,面積約17萬(wàn)平方公里,境內(nèi)三面環(huán)山,中間丘陵起伏,地貌南高北低,由南向北、由外向內(nèi)逐漸向鄱陽(yáng)湖傾斜(圖2:A)。年平均氣溫16.3~19.5 ℃,自南向北略有遞減,年平均降水量1 350~1 940 mm,屬溫暖潮濕的中亞熱帶季風(fēng)氣候。在植物區(qū)系發(fā)展史上,江西省處于古熱帶和泛北極兩大植物區(qū)系交接地帶。長(zhǎng)期受東亞季風(fēng)氣候影響,水熱充沛(He amp; Wang, 2021),區(qū)域內(nèi)未直接受第四紀(jì)大陸冰川的顯著影響,境內(nèi)保存和孕育了豐富的植物多樣性,是亞熱帶植物區(qū)系發(fā)展歷史特別悠久的地區(qū)之一(林英,1983;江西森林編委會(huì),1986;謝國(guó)文,1991)。復(fù)雜多樣的山岳條件和常綠闊葉林構(gòu)成的“綠色保護(hù)傘”,保存了冰期南下的植物和間冰期北上的植物,成為一些古蕨類、古裸子植物和原始被子植物的“避難所”和南下北上植物理想的“僑居地”(楊光耀,2018)。境內(nèi)特有植物和珍稀瀕危植物種類眾多(謝國(guó)文等,1996;季春峰等,2010;臧敏等,2018),是華東地區(qū)植物多樣性最豐富的省份,有野生維管植物5 600余種(彭焱松等,2021;徐楚津,2021;寄玲等,2022;吳丁等,2022)。
1.2 名錄和分布數(shù)據(jù)
名錄和分布的數(shù)據(jù)整合包括如下7個(gè)步驟:(1)整合《江西省維管植物多樣性編目》(彭焱松等,2021)、《江西省野生被子植物名錄》(吳丁等,2022)和《江西省野生維管植物名錄》(2022版)(寄玲等,2022),以及近年來(lái)發(fā)表的江西省維管植物新分布記錄,如姬紅利等(2019)、鄭圣壽等(2019)、劉環(huán)等(2020)、劉忠成等(2020)、趙萬(wàn)義等(2020)、覃俏梅等(2021)、廖海紅等(2022)、徐國(guó)良(2023)等,形成相對(duì)完整的江西省野生維管植物名錄及省級(jí)和縣域分布信息。(2)根據(jù)《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》涉及種類以及步驟(1)中的分布信息,從中篩選出包括148種(包括種下類群),分屬47科89屬的江西省有分布的國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物名單。(3)依據(jù)步驟(1)的名錄和分布信息,形成包括所有江西省有分布的蘭科、杜英屬和紫薇屬及其他總計(jì)305種的《江西省重點(diǎn)保護(hù)植物名錄》(2005)。(4)將步驟(2)和步驟(3)兩個(gè)名錄合并,最終形成包括407種野生植物(排除了引種栽培的種類, 分屬85科208屬)的江西省重點(diǎn)保護(hù)植物名錄。(5)依據(jù)407種植物學(xué)名直接比較,從國(guó)家標(biāo)本資源共享平臺(tái)(National Specimen Information Infrastructure,NSII)提供的江西省有分布的427 565份維管植物數(shù)字化標(biāo)本中篩選出與407種重點(diǎn)保護(hù)植物匹配的標(biāo)本記錄,并排除江西省外分布的記錄。(6)系統(tǒng)查閱江西省中國(guó)科學(xué)院廬山植物園標(biāo)本館(LBG)、江西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院樹(shù)木標(biāo)本館(JXAU)、九江森林植物標(biāo)本館(JJF)、南昌大學(xué)生物標(biāo)本館(JXU)等館藏標(biāo)本,以及相關(guān)的文獻(xiàn)信息,核實(shí)部分種類的鑒定和分布信息。(7)通過(guò)高德地圖地理編碼網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口(https://lbs.amap.com/api/webservice/guide/api/georegeo/)補(bǔ)充完善缺失經(jīng)緯度信息的分布記錄,最終形成包括361種重點(diǎn)保護(hù)植物、15 065份有經(jīng)緯度信息的分布數(shù)據(jù)集(唯一不重復(fù)的分布點(diǎn))。相關(guān)名錄數(shù)據(jù)中種類的分類歸屬和名稱的使用依據(jù)《中國(guó)生物物種名錄(植物卷)》(王利松等,2015,2018;魯兆莉等,2021),盡可能保持?jǐn)?shù)據(jù)匹配的一致性,以確保江西省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄和分布信息的相對(duì)完整和準(zhǔn)確。
1.3 自然保護(hù)區(qū)分布和植物園引種栽培記錄
根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的自然保護(hù)區(qū)名錄(http://www.mee.gov.cn)和《江西省生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略與行動(dòng)計(jì)劃(2013—2030年)》列舉的江西省自然保護(hù)地名錄繪制江西省15個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和32個(gè)省級(jí)自然保護(hù)區(qū)的矢量圖層。將標(biāo)本分布點(diǎn)與自然保護(hù)區(qū)圖層疊加,統(tǒng)計(jì)自然保護(hù)區(qū)有分布的重點(diǎn)保護(hù)野生植物種類數(shù)量。根據(jù)《中國(guó)遷地栽培植物志名錄》(黃宏文,2014)、《中國(guó)遷地栽培植物大全》(黃宏文,2017)、已出版的《中國(guó)遷地植物志》(黃宏文,2014—2021)、《中國(guó)栽培植物名錄》(林秦文,2017),確認(rèn)和統(tǒng)計(jì)植物園引種栽培的重點(diǎn)保護(hù)植物的種類和數(shù)量。
1.4 重點(diǎn)保護(hù)植物物種豐富度的空間分布估計(jì)
將江西省以1 km × 1 km為空間分析單元?jiǎng)澐譃? 680個(gè)網(wǎng)格。通過(guò)空間矢量圖層和15 065條分布點(diǎn)數(shù)據(jù)(361種)疊加分析,計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格中出現(xiàn)的分布點(diǎn)數(shù)量和物種數(shù)量。分布點(diǎn)數(shù)量使用log10對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換并柵格化作圖,表達(dá)每個(gè)網(wǎng)格區(qū)域的調(diào)查強(qiáng)度。以廣泛使用的物種豐富度(species richness, SR)(Prendergast et al., 1993; Davies amp; Cadotte, 2011)為指標(biāo),計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格出現(xiàn)的物種數(shù)量作為物種豐富度的觀察值。利用地統(tǒng)計(jì)克里金回歸(regression-kriging, R-K)模型估計(jì)每個(gè)網(wǎng)格的物種豐富度,作為每個(gè)網(wǎng)格物種豐富度的估計(jì)值。R-K模型的基本技術(shù)是最佳線性無(wú)偏估計(jì)的空間版本。它將目標(biāo)變量的值作為確定性(即空間自相關(guān)性)和隨機(jī)成分的函數(shù)進(jìn)行建模(Hengl et al., 2007; Hengl, 2009; Cressie amp; Wikle, 2011)。用物種豐富度估計(jì)值減去觀察值作為網(wǎng)格單元調(diào)查完整性和知識(shí)空缺的評(píng)估指標(biāo),并對(duì)相關(guān)結(jié)果進(jìn)行空間作圖。
由于R-K模型分析首先需要選擇調(diào)查相對(duì)完善的網(wǎng)格來(lái)計(jì)算半方差函數(shù)(semi-variogram),因此我們使用擬合的物種累積曲線來(lái)描述每個(gè)網(wǎng)格的物種豐富度與調(diào)查強(qiáng)度間的關(guān)聯(lián)關(guān)系(Lobo et al., 2018; Alves et al., 2019)。綜合從這一過(guò)程中得出的3個(gè)度量指標(biāo):(1)完整性,即通過(guò)物種累積曲線估算出的物種豐富度百分比;(2)比率,即網(wǎng)格內(nèi)出現(xiàn)記錄數(shù)與觀察到的物種豐富度之間的比率;(3)斜率,即觀察到的累積物種豐富度與分布點(diǎn)數(shù)量之間的斜率。按照(Sousa-Baena et al., 2014)的方法,選擇完整性gt;85%、比率gt;4、斜率lt;0.02、網(wǎng)格記錄數(shù)量gt;250的網(wǎng)格作為樣本相對(duì)較為完善的取樣單元。以上分析使用R軟件包KnowBR(Lobo et al., 2018)來(lái)完成。從世界氣候數(shù)據(jù)集2.1版(Fick amp; Hijmans, 2017)獲取年平均溫度、年平均降水量等16個(gè)環(huán)境變量。通過(guò)相關(guān)分析,以皮爾遜(Person)相關(guān)系數(shù)lt;0.7為標(biāo)準(zhǔn),最終保留年平均溫度、溫度的季節(jié)性變化、最冷月的最低溫、溫度的年際變化范圍、年平均降水量、最干月的降水量、降水的季節(jié)性變化、最干季降水量和海拔9個(gè)相關(guān)系數(shù)lt;0.7的環(huán)境變量運(yùn)行R-K模型分析。以上分析利用R軟件包ape(Paradis et al., 2004)、MuMIn(Barton, 2009)和raster(Hijmans amp; van Etten, 2014)來(lái)完成。
2 結(jié)果與分析
2.1 重點(diǎn)保護(hù)植物的多樣性以及在自然保護(hù)區(qū)和植物園的分布
整合形成的江西省重點(diǎn)保護(hù)野生維管植物總計(jì)有407種,分屬85科208屬。其中,列入《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2021)的有148種,列入《江西省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2005)的有305種(圖1:A)。在407種植物中,石松類和蕨類植物9科10屬16種,裸子植物6科17屬26種,被子植物70科181屬365種(圖1:B-D;附錄1)。在407種植物中,60.7%的種類(247種)在江西省14個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(230種,占總種數(shù)的56.5%)和18個(gè)省級(jí)自然保護(hù)區(qū)(133種,占總種數(shù)的32.7%)都有分布;70.5%的種類(287種)在國(guó)內(nèi)67個(gè)植物園有遷地保護(hù)記錄(圖1:E、F;附錄1)。重點(diǎn)保護(hù)植物在各自然保護(hù)區(qū)分布的數(shù)量由多到少依次是廬山(130種)、井岡山(87)、伊山(71)、九連山(58)、齊云山(46)、官山(45)、馬頭山(45)、巖泉(37)、五指峰(35)、陽(yáng)際峰(33)、玉京山(28)、武夷山(27)、南風(fēng)面(23)和云居山(20),其他18個(gè)自然保護(hù)區(qū)分布的重點(diǎn)保護(hù)植物種類數(shù)量少于20種(附表1)。重點(diǎn)保護(hù)植物在各植物園分布的數(shù)量由多到少依次是中國(guó)科學(xué)院武漢植物園(WBG,220種)、華南國(guó)家植物園(SCBG,205)、杭州植物園(HBG,185)、南京中山植物園(NBG,174)、上海辰山植物園(CBG,160)、 西雙版納熱帶植物園(XTBG,160)、昆明植物園(KBG,142)、 桂林植物園(GXIB,138)、深圳仙湖植物園(FLBG,135)、東莞植物園(DGBG,130)、 贛南樹(shù)木園(GNA,129)、福州植物園(FBG,125)、廈門市園林植物園(XMBG,122)、廬山植物園(LSBG,121)、貴州省植物園(GBG,106)、湖南省森林植物園(HNFBG,105)、浙江農(nóng)林大學(xué)植物園(ZAFU,105),其他植物園分布的重點(diǎn)保護(hù)植物種類數(shù)量少于100種(附表2)。
通過(guò)比較表明,江西有分布的國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物和2005版的省級(jí)保護(hù)植物有46種存在重疊(圖1:A)。在排除46種重疊種類后的259種省級(jí)保護(hù)植物中,僅有18.5%的種類是受威脅種,包括極危(CR)7種、瀕危(EN)10種和易危(VU)31種;63.7%的種類(165種)是無(wú)危(LC),13.5%的種類(35種)是近危(NT);2.3%的種類(6種)缺乏評(píng)估數(shù)據(jù)(圖1:G)。在259種植物中,中國(guó)特有種68種,占比26.3%。在這68種中國(guó)特有種類中,60.3%的種(41種)是無(wú)危種(LC),受威脅的種類僅有14種,包括極危3種、瀕危1種和易危10種(圖1:H)。
2.2 物種豐富度的空間分布格局
有唯一經(jīng)緯度分布點(diǎn)數(shù)據(jù)包括的物種數(shù)量(361種)占江西省重點(diǎn)保護(hù)植物總種數(shù)(407種)的88.7%。17.2%的種(62種)僅有1個(gè)分布點(diǎn),15.2%的種(55)有2~5個(gè)分布點(diǎn),11.1%的種(40)有6~10個(gè)分布點(diǎn),19.4%的種(70)有11~30個(gè)分布點(diǎn),11.9%的種(43)有31~50個(gè)分布點(diǎn),13.3%的種(48)有51~100個(gè)分布點(diǎn),11.9%的種(43)分布點(diǎn)超過(guò)100個(gè)。分布點(diǎn)數(shù)量超過(guò)300個(gè)的種類有紅花檵木(Loropetalum chinense)(419個(gè)點(diǎn))、赤楠(Syzygium buxifolium)(349個(gè)點(diǎn))、三尖杉(Cephalotaxus fortunei)(332個(gè)點(diǎn))和鐵冬青(Ilex rotunda)(331個(gè)點(diǎn))。調(diào)查強(qiáng)度較高的網(wǎng)格主要分布在贛西北、贛西、贛南和贛東的山地區(qū)域,如廬山和井岡山(圖2:C)。雖然不同網(wǎng)格區(qū)域的調(diào)查強(qiáng)度存在顯著差異,但整體而言,調(diào)查地點(diǎn)覆蓋了江西省整個(gè)地理和環(huán)境梯度空間(圖2:A-C)。物種豐富度觀察值≥20的網(wǎng)格主要分布于江西省周邊的山地區(qū)域,特別是北部的廬山,西部的九嶺山、武功山和井岡山,南部的大庾嶺、九連山,東部的武夷山及其鄰近區(qū)域(圖2:D)。R-K模型分析的物種豐富度估計(jì)值≥50的網(wǎng)格呈現(xiàn)出5個(gè)相對(duì)連片分布的區(qū)域,由北向南依次是(1)贛東北的懷玉山和三清山及其鄰近區(qū)域;(2)鄱陽(yáng)湖流域,包括廬山和鄱陽(yáng)湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)及其鄰近區(qū)域;(3)武夷山脈北段,包括武夷山和馬頭山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)所在的鄰近區(qū)域;(4)贛西的羅霄山脈,包括九嶺山、官山、武功山和井岡山及其鄰近區(qū)域;(5)贛南的南嶺山地,包括大庾嶺、九連山、亂羅峰和項(xiàng)山甑(圖2:E)。物種豐富度估計(jì)值連片分布的區(qū)域也是野外調(diào)查空缺相對(duì)更高的區(qū)域(圖2:F)。
3 討論與展望
3.1 省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物名錄的厘定
保護(hù)名錄是受保護(hù)物種的集合(蔣志剛,2019),重點(diǎn)保護(hù)物種名錄的篩選厘定是有效實(shí)施野生植物保護(hù),執(zhí)行《中華人民共和國(guó)野生植物保護(hù)條例》(https://www.forestry.gov.cn/main/3950/20170314/459881.html)和《江西省野生植物資源保護(hù)管理暫行辦法》(http://www.jiangxi.gov.cn/attach/0/b7c6e571449b4a22b513d253c740cbac.pdf)法律法規(guī)的基本依據(jù)。依據(jù)保護(hù)名錄和相關(guān)法規(guī)不僅能依法打擊亂采亂挖和非法交易等違法行為,而且還為保護(hù)事業(yè)的工作指明了方向(魯兆莉等,2021;吳欣靜等,2023)?!吨腥A人民共和國(guó)野生植物保護(hù)條例》明確規(guī)定:野生植物分為國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物和地方重點(diǎn)保護(hù)野生植物。國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物分為國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生植物和國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生植物。國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄,由國(guó)務(wù)院林業(yè)行政主管部門、農(nóng)業(yè)行政主管部門(以下簡(jiǎn)稱國(guó)務(wù)院野生植物行政主管部門)商國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)、建設(shè)等有關(guān)部門制定,報(bào)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)公布。地方重點(diǎn)保護(hù)野生植物,是指國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物以外,由省、自治區(qū)、直轄市保護(hù)的野生植物。地方重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄,由省、自治區(qū)、直轄市人民政府制定并公布,報(bào)國(guó)務(wù)院備案。江西省人民政府令第241號(hào)第四次修正2019年9月發(fā)布的《江西省野生植物資源保護(hù)管理暫行辦法》第六條明確了省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的野生植物實(shí)行名錄管理。因此,《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2021)和《江西省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》(2005),是目前江西省開(kāi)展省域范圍內(nèi)珍稀瀕危植物保護(hù)最重要的科學(xué)依據(jù)。這兩份植物名錄形成了從中央到地方,分級(jí)保護(hù)和管理珍稀瀕危野生植物資源的重點(diǎn)清單,也是地方各級(jí)自然資源、林政執(zhí)法、海關(guān)檢驗(yàn)等部門開(kāi)展相關(guān)工作的重要依據(jù)。
有研究表明,現(xiàn)行的《江西省重點(diǎn)保護(hù)植物名錄》(2005)仍然需要細(xì)致地修訂和完善。例如,與江西省動(dòng)物保護(hù)名錄存在相似的問(wèn)題(蔣志剛,2019),即江西省分布的國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物和省級(jí)保護(hù)植物名錄有46種存在重疊,理應(yīng)在新的省級(jí)保護(hù)名錄中予以排除。在排除重疊種類后的259種省重點(diǎn)保護(hù)植物中,高達(dá)77.2%的種類,包括63.7%的無(wú)危種(165種)和13.5%的近危種(35種),被評(píng)估為沒(méi)有嚴(yán)重威脅;僅18.5%的種類(48種)是受威脅種。在259種植物中,僅26.3%的種類(68種)是中國(guó)特有種且這些特有種中大部分(60%)是無(wú)危種。這些數(shù)字表明現(xiàn)行的省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物名錄未優(yōu)先考慮在江西省有分布且受威脅的種類,如松葉蕨(Psilotum nudum, VU)、黃山鱗毛蕨(Dryopteris whangshangensis, EN)、福建青岡(Quercus chungii, EN)、小溪洞杜鵑(Rhododendron xiaoxidongense, EN)和丹霞通泉草(Mazus danxiacola, CR)等。同時(shí),江西省有豐富的濕地生態(tài)系統(tǒng),包括580多種濕地植物(何梅等,2015),而省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物名錄中沒(méi)有代表性的水生植物(有6種水生植物包括在國(guó)家保護(hù)名單中)。因此,對(duì)省域分布的水生植物進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估,并納入省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象也是未來(lái)省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物名錄更新需要關(guān)注的問(wèn)題。
此外,省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物名錄的選定,過(guò)去主要依靠專家群體決策,缺乏明確的原則和標(biāo)準(zhǔn),這勢(shì)必影響保護(hù)名錄的完整性和代表性。因此,為充分體現(xiàn)“保護(hù)優(yōu)先原則”的科學(xué)決策過(guò)程(Mace et al., 2007; Brown et al., 2015; Carwardine et al., 2018; Le Berre et al., 2019; Hernandez et al., 2022),我們提出了省級(jí)保護(hù)名錄收錄的6E參考原則:(1)瀕危性(endangerment),選擇最需要遷地保護(hù)的受威脅類群;(2)特有性(endemism),選擇代表當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域特有的受威脅類群;(3)經(jīng)濟(jì)性(economic),選擇提供當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域經(jīng)濟(jì)或社會(huì)資源的類群,如藥用植物;(4)生態(tài)性(ecological),選擇在維持生態(tài)過(guò)程或支持生境恢復(fù)方面發(fā)揮作用的類群;(5)標(biāo)志性(emblematic),選擇可用作促進(jìn)景觀和生境保護(hù)旗艦的受威脅類群;(6)演化獨(dú)特性(evolutionary),代表演化上顯著而獨(dú)特的單元。前5個(gè)E原則源自Maunder等人早期針對(duì)珍稀瀕危植物遷地保護(hù)提出的優(yōu)先保護(hù)對(duì)象選擇的5E標(biāo)準(zhǔn)(Maunder et al., 2004)。第6個(gè)E原則來(lái)自系統(tǒng)發(fā)生多樣性(phylogenetic diversity: PD)在生物多樣性優(yōu)先保護(hù)對(duì)象選擇上的重要作用(Faith, 1992; Sarkar et al., 2006; Isaac et al., 2007; Faith, 2008)。依據(jù)這些原則或標(biāo)準(zhǔn)有助于我們?cè)谖磥?lái)省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)名錄中厘清國(guó)家和地方保護(hù)名錄間的關(guān)系,形成從國(guó)家到省級(jí)明確的保護(hù)系列,從而有利于實(shí)施保護(hù),便于管理和識(shí)別保護(hù)對(duì)象和保護(hù)執(zhí)法。這里提出的6E參考原則和《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》收錄的5項(xiàng)基本原則(魯兆莉等,2021)基本一致,同樣適用于省級(jí)保護(hù)對(duì)象的篩選和確定。
3.2 重點(diǎn)保護(hù)植物的豐富度空間分布
本研究中,R-K模型分析結(jié)果和部分經(jīng)驗(yàn)性觀察存在較高的一致性。例如,區(qū)系調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),馬頭山有珍稀瀕危種類196種(包括國(guó)家級(jí)保護(hù)的25種)(鮑志貴等,2016),武功山有57種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物(周德中等,2023),分宜縣有182種珍稀瀕危植物(包括國(guó)家和省級(jí)重點(diǎn)保護(hù))(鐘衛(wèi)紅等,2019),宜春市有63種(王帆等,2023)和廬山有58種珍稀瀕危植物(萬(wàn)加武等,2019)等。這些區(qū)域在R-K模型估計(jì)結(jié)果中都是重點(diǎn)保護(hù)植物豐富度的高值區(qū)域。同時(shí),R-K模型估計(jì)的南嶺九連山、武夷山脈的馬頭山和陽(yáng)際峰及其鄰近區(qū)域等高值區(qū)域也是江西省自然保護(hù)區(qū)發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域(黃志強(qiáng)等,2014)。從總體來(lái)看,R-K模型估計(jì)的豐富度高值連續(xù)分布區(qū)域和江西省5個(gè)生物多樣性保護(hù)關(guān)鍵區(qū),即(1)贛東武夷山脈-懷玉山脈亞熱帶高山闊葉林與針闊混交林生物多樣性關(guān)鍵區(qū);(2)贛南南嶺-九連山脈中-南亞熱帶常綠闊葉林生物多樣性關(guān)鍵區(qū);(3)贛西羅霄山脈亞熱帶高山常綠闊葉林和針闊混交林生物多樣性關(guān)鍵區(qū);(4)贛西北幕阜山-九嶺山中-北亞熱帶常綠落葉闊葉混交林關(guān)鍵區(qū);(5)鄱陽(yáng)湖濕地與區(qū)間河流生物多樣性關(guān)鍵區(qū),具有較高的一致性。R-K模型分析結(jié)果也為野外補(bǔ)點(diǎn)調(diào)查提供了參考,如調(diào)查強(qiáng)度高或低的區(qū)域都存在不同程度的調(diào)查空缺,表明這些區(qū)域是未來(lái)野外調(diào)查需要著重關(guān)注的區(qū)域。當(dāng)然,R-K模型分析也受調(diào)查數(shù)據(jù)固有偏差的影響,如廬山、九嶺山、武功山和井岡山及其鄰近區(qū)域的調(diào)查強(qiáng)度要顯著高于其他地區(qū),物種豐富度的觀察值和估計(jì)值也都相對(duì)較高。物種詳盡的地理分布知識(shí)經(jīng)常是不完善的且存在偏差(Lomolino, 2004; Yang et al., 2013; Hortal et al., 2015)。這導(dǎo)致不少多樣性的空間分布制圖更像是調(diào)查數(shù)據(jù)的分布圖而不是真正意義上的多樣性分布圖(Hortal et al., 2007)。而掌握詳盡的物種分布依賴野外調(diào)查工作在時(shí)間和空間上的投入強(qiáng)度,以及相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素(Hortal et al., 2008; Boakes et al., 2010; Yang et al., 2014)。因此,重點(diǎn)保護(hù)植物野外分布調(diào)查仍然是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持開(kāi)展的研究工作??傮w而言,本研究R-K模型分析使用的分布點(diǎn)數(shù)據(jù)覆蓋了江西省整個(gè)地理和環(huán)境空間梯度,能夠有效估計(jì)重點(diǎn)保護(hù)植物的物種豐富度分布格局,相關(guān)的結(jié)果能為重點(diǎn)保護(hù)植物的空間保護(hù)規(guī)劃提供積極的指導(dǎo)意義。
相較于利用物種分布范圍而言,如出現(xiàn)范圍(extent of occurrence: EOO)和占有面積(area of occupancy: AOO)(Gaston amp; Fuller, 2009; IUCN, 2020),以及生態(tài)位模型(ecological niche modelling: SDM)(Franklin amp; Miller, 2010; Peterson et al., 2011)的分析方法,R-K模型方法的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了物種豐富度和環(huán)境變量的雙重空間自相關(guān)關(guān)系,可以根據(jù)相對(duì)較少的調(diào)查樣本(注意:樣本需要在研究區(qū)域內(nèi)的地理和環(huán)境梯度上有較好的代表性)構(gòu)建覆蓋研究區(qū)域內(nèi)連續(xù)的物種豐富度梯度分布格局(Alves et al., 2019)。對(duì)于大多數(shù)分布范圍都非常狹窄的珍稀瀕危植物而言,地理和環(huán)境空間上的樣本偏差問(wèn)題更為嚴(yán)重(Gaston amp; Kunin, 1997; Gaston, 2003)。因此,基于物種分布范圍和SDM分析經(jīng)常會(huì)扭曲物種豐富度空間分布的真實(shí)模式(Gaston amp; Fuller, 2009; Pineda amp; Lobo, 2012)。R-K模型方法可以提供物種豐富度地理梯度的統(tǒng)計(jì)估算,用于幫助我們指導(dǎo)未來(lái)的物種調(diào)查、保護(hù)決策以及推斷環(huán)境變化的影響(Alves et al., 2019)。
3.3 重點(diǎn)保護(hù)植物的未來(lái)研究和保護(hù)對(duì)策
《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》“3030”等高新目標(biāo)的提出,體現(xiàn)了全球扭轉(zhuǎn)生物多樣性喪失趨勢(shì)的迫切愿望和宏偉目標(biāo)(馬克平,2023;徐靖和王金洲,2023;平曉鴿等,2023),也對(duì)珍稀瀕危植物的保護(hù)提出了更高的要求。珍稀瀕危植物的有效保護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作,需要充分了解保護(hù)對(duì)象的生物學(xué)特征、地理分布、氣候變化條件的響應(yīng)和適應(yīng)、群體的遺傳多樣性、種群所面臨的威脅因素等情況,更有效地指導(dǎo)保育恢復(fù)回歸方面的實(shí)踐工作(Heywood, 2017)。在保護(hù)管理和決策實(shí)踐中,我們經(jīng)常面臨“信息不充分”甚至是“信息缺失”的尷尬局面(Heywood amp; Iriondo, 2003),而大量信息可能散落在各類研究文獻(xiàn),甚至是新聞報(bào)道中。因此,利用現(xiàn)代信息技術(shù),構(gòu)建覆蓋保護(hù)對(duì)象地理分布、種群動(dòng)態(tài)、遺傳多樣性等的數(shù)據(jù)庫(kù)和分析決策平臺(tái),將為珍稀瀕危植物保護(hù)的“一種一策”策略(黃宏文和廖景平,2022)提供數(shù)據(jù)和信息保障。例如,通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù),構(gòu)建瀕危物種的DNA條形碼和基因組庫(kù),保存其完整的遺傳信息,可為物種保護(hù)提供最后的保障(郁文彬等,2013;Wei et al., 2022)。同時(shí),綜合運(yùn)用保護(hù)生物學(xué)的多種工具,對(duì)珍稀瀕危植物開(kāi)展包括遷地保護(hù)、就地保護(hù)、回歸和種群恢復(fù)等的多項(xiàng)保護(hù)措施,以確保保護(hù)工作取得成效,這已成為保護(hù)生物學(xué)研究領(lǐng)域的重要共識(shí)(Falk, 1990; Newton amp; Oldfield, 2012; Fier et al., 2021; Yang et al., 2022; Borzée amp; Button, 2023)。
在江西省407種重點(diǎn)保護(hù)植物中,60.9%的種類(248種)在32個(gè)自然保護(hù)區(qū)有分布記錄,主要集中在北部的廬山,西部的井岡山、伊山、九連山等國(guó)家級(jí)和省級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi);70.5%的種類(287種)在國(guó)內(nèi)67個(gè)植物園有引種栽培記錄。盡管這些統(tǒng)計(jì)數(shù)字無(wú)法準(zhǔn)確衡量重點(diǎn)保護(hù)植物實(shí)際的就地保護(hù)和遷地保護(hù)情況,但能為未來(lái)自然保護(hù)區(qū)和植物園在省重點(diǎn)保護(hù)植物的整合保護(hù)(integrated conservation)方面提供重要參考。雖然依托保護(hù)地的就地保護(hù)仍然是珍稀瀕危植物最直接有效的保護(hù)方式(蔣亞芳等,2023),但植物園在遷地保護(hù)和整合保護(hù)上的優(yōu)勢(shì)和作用也不容忽視(Heywood, 2015)。例如,寒蘭(Cymbidium kanran)廣泛分布于江西省的山地環(huán)境,由于濫采亂挖、生境破碎或喪失,因此種群數(shù)量和分布區(qū)域急劇減少(楊靜秋,2017)。要實(shí)現(xiàn)全域范圍的就地保護(hù)并不現(xiàn)實(shí),而遷地保護(hù)(如引種栽培和擴(kuò)繁培育)可能是最直接有效的保護(hù)方法。
目前,江西省已建立各類自然保護(hù)地190多個(gè),以及廬山植物園和贛南樹(shù)木園等多個(gè)遷地保護(hù)機(jī)構(gòu)和設(shè)施,為珍稀瀕危植物的綜合保護(hù)提供了重要支撐平臺(tái)。但是,大部分國(guó)家級(jí)和省級(jí)自然保護(hù)區(qū)呈現(xiàn)出圍繞山脈島嶼化集中分布,面積相對(duì)較小,并且受行政區(qū)劃等多因素限制,各自然保護(hù)區(qū)缺乏有效的聯(lián)通性(劉信中,1994;黃志強(qiáng)等,2014),就地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出一定程度的“碎片化”且自然保護(hù)區(qū)和植物園間的聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)缺乏系統(tǒng)性部署。適逢我國(guó)國(guó)家公園和國(guó)家植物園兩大保護(hù)體系建設(shè)時(shí)期(歐陽(yáng)志云等,2021;楊銳,2021;黃宏文和廖景平,2022;文世峰等,2023),江西省豐富的重點(diǎn)保護(hù)野生植物對(duì)于省區(qū)范圍內(nèi)的植物多樣性保護(hù)工作而言既是機(jī)遇也面臨挑戰(zhàn)。為加強(qiáng)省域范圍內(nèi)珍稀瀕危植物綜合保護(hù)的各項(xiàng)工作,我們提出如下3個(gè)方面的建議:(1)繼續(xù)加強(qiáng)資源調(diào)查、紅色名錄評(píng)估、遺傳多樣性等方面的基礎(chǔ)研究工作;(2)盡快建立省域珍稀瀕危植物大數(shù)據(jù)平臺(tái),有效促進(jìn)數(shù)據(jù)和信息整合,改善保護(hù)管理的科學(xué)決策能力;(3)在綜合保護(hù)框架下,加強(qiáng)就地保護(hù)和遷地保護(hù)機(jī)構(gòu)間的聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào),提升珍稀瀕危植物的綜合保護(hù)能力,實(shí)現(xiàn)保護(hù)協(xié)同增效。
致謝 感謝中國(guó)科學(xué)院植物研究所馬克平研究員對(duì)該項(xiàng)研究工作的支持,國(guó)家標(biāo)本資源共享平臺(tái)(NSII)提供江西省維管植物分布數(shù)據(jù),江西省、中國(guó)科學(xué)院廬山植物園科技基礎(chǔ)專項(xiàng)(2021ZWZX06,2023ZWZX01)提供經(jīng)費(fèi)支持,以及審稿專家對(duì)論文科學(xué)性和可讀性的各項(xiàng)建設(shè)性意見(jiàn)。
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