武夷山景區種子植物區系研究

武夷山風景區是1982年10月國務院批準的第一批44個國家重點風景名勝區之一。以其典型的碧水丹山景觀、豐富的中亞熱帶生態系統、悠久的古福建省越族文化、朱子理學文化、巖茶文化等為代表的世界文化與自然文化遺產。1999年12月，經福建省教育部組織世界文化遺產保護委員會批準，在世界文化與自然事務名單上注冊。它是中國的第四座文化與自然雙遺產遺址。該區的地帶性植被是中亞熱帶常綠闊葉林,種類組成豐富,區系成分復雜,特有及殘遺成分均有分布。而該區的植物區系是其自然和文化景觀的基礎,為此對其植物區系進行了3a的調查,本文對其種子植物的區系特征進行分析。1水熱條件優越武夷山風景區位于東經118°01′、北緯27°45′,武夷山脈北段,總面積約3400hm2,地處我國亞熱帶東部濕潤型氣候區域,年平均氣溫17.9℃,1月平均氣溫8.3℃,7月平均氣溫26.7℃,年降水量2000mm以上,年平均相對濕度78%,水熱條件優越。其獨特的丹霞地貌始成于白堊紀晚期,成土母質主要為紫色砂礫巖和紫紅色砂巖所發育的山地土壤,土層淺薄,石質性強,腐殖質層薄,有機質較為貧乏。本區的主要植被類型有栲樹(Castanopsisfargesii)林、甜櫧(C.eyrei)林、馬尾松(Pinusmassoniana)林、杉木(Cunninghamialanceolata)林、竹林及優勢種復雜的針闊混交林等。2植物區系的基本特征2.1福建農林大學13.3種種子植物2001～2003年對本區進行普查,共采集2000余號標本并參考《福建植物志》(1-6冊)進行鑒定并統計(結果見表1,其中福建省共有野生種子植物186科、1152屬、3339種),憑證標本現存于福建農林大學林學院標本室。該區有種子植物145科563屬1206種(含種以下等級,下同),分別占全省總科、屬、種數的77.96%、48.87%、36.12%,其中裸子植物7科12屬14種,被子植物138科551屬1192種,含雙子葉植物118科458屬1031種,單子葉植物20科93屬161種。可見本區的種子植物種類較為豐富。2.2可含科種類分布本區系中有50種以上的科僅2科(表2),即禾本科(85種)、薔薇科(71種);有21～50種的科有11科,即樟科(45種)、菊科(43種)、豆科(38種)、殼斗科(34種)、山茶科(31種)、茜草科(29種)、杜鵑花科(23種)、唇形科(23種)、桑科(22種)、大戟科(22種)、冬青科(21種),共占總科數的7.59%,但所含種數占總種數的27.45%,這些科的種類是本區植被的主要成分。有11～20種和6～10種的科分別有21和26科,各占總科數的14.48%和17.93%,如虎耳草科(19種)、忍冬科(19種)、毛莨科(18種)、葡萄科(18種)、木蘭科(16種)、衛矛科(16種)、紫金牛科(14種)、山礬科(14種)、鼠李科(12種)、獼猴桃科(10種)、槭樹科(9種)、木通科(8種)、漆樹科(8種)等。從科所含種數、在本區系及植被中的作用等方面來看,薔薇科、殼斗科、樟科、木蘭科、冬青科、山茶科、山礬科等是本區系的表征科。2.3福建山竹屬植物種本區系中無本區特有種,無福建特有屬,有福建特有種16種,即黑錐Castanopsisnigrescens、暗子蓼Polygonumopacum、福建繡球Hydrangeachungii、林氏繡球H.lingii、小葉瑞木Corylopsismultifloravar.parvifolia、福建石楠Photiniafokienensis、將樂槭Acerlaikuanii、福建倭竹Shibataeafujianica、南平倭竹Sh.nanpinensis、狹葉倭竹Sh.lanceifolia、長鞘玉山竹Yushnialongissima、武夷玉山竹Yu.Wuyishanensis、福建酸竹Acidosasanotata、腫節少穗竹Oligostachyumoedogonatum、武夷山苦竹Pleioblastuswuyishanensis、南平茶稈竹Pseudosasaconcava,本區竹亞科的福建特有種較多。本區內珍稀植物眾多,有國家一級保護植物2種:蘇鐵Cycasrevoluta、南方紅豆杉Taxuschinensisvar.mairei;二級保護植物23種;蛛網萼Platycraterarguta、凹葉厚樸Magnoliaofficinalsssp.biloba、閩楠Phoebebournei、青檀Pteroceltistatarinowii、短萼黃蓮Coptischinensisvar.brevisepala、黃山木蘭Magnoliacylindrica、樟Cinnamomumcamphora、沉水樟C.micranthum、建柏Fokieniahodginsii、傘花木Eurycorymbuscavaleriei、紫莖Stewartiasinensis、野大豆Glycinesoja、油杉Keteleeriafortunei、櫸Zelkovaschneideriana、蓮Nymlumbonucifera、金毛狗Cibotiumbarometz、香榧Torreyagrandis、花櫚木Ormosiahenryi、喜樹Camptothecaacuminata、南方鐵杉Tsugachinensisvar.tchekiangensis、穗花杉Amentotaxusargotaenia、銀鵲樹Tapisciasinensis、銀鐘花Halesiamacgregorii。3植物總體成分分析根據吳征鎰對中國種子植物屬的分布區類型的劃分,可將本區系的563屬劃分為14個分布區類型(表3)。本區植物區系處于泛北極植物區,亞洲東部森林植物亞區的中亞熱帶地區,其植物地理成分復雜,兼有泛北極植物區、古熱帶植物區、大洋洲植物區和新熱帶植物區的成分。各類熱帶成分共276屬,占總屬數的54.01%,與武夷山自然保護區該類成分占總屬數的52.29%相近。其中泛熱帶成分共114屬,占總屬數的22.31%,該類成分在本區系中占優勢,屬數最多。各類溫帶成分共218屬,占總屬數的45.99%,其中北溫帶成分共75屬,占總屬數的14.68%,其次為東亞成分,共70屬,占總屬數的13.07%,中國特有成分17屬,占總屬數的3.33%。本區植物區系以熱帶成分中的泛熱帶成分占優勢,其次是溫帶成分中的北溫帶成分。從表3可看出,本區系與世界區系的各方面均有不同程度的聯系,尤其與泛熱帶區系、東亞-北美區系及東亞區系的聯系更為密切,如冬青屬Ilex、衛矛屬Euonymus、山礬屬Symplocos、栲屬Castanopsis、石櫟屬Lithocarpus、楓香屬Liquidambar、木屬Loropetalum、楓楊屬Pterocarya等。4相鄰區域系的關系4.1國外科種組成選擇4個山地的植物區系與本區系進行主要科含種數比較(表4),即廣東鼎湖山(112°34′E,23°10′N),福建尤溪九阜山(118°1′E,26°3′N),福建武夷山自然保護區(117°27′E,27°33′N),湖北神農架(109°56′E,31°15′N)。本區表征科中,樟科、山茶科、冬青科各有45、31、21種,各占本區總種數的3.73%、2.57%、1.74%,均高于其它地區的該比例值;殼斗科有34種,占本區總種數的2.82%,該值僅次于尤溪九阜山;薔薇科有71種,占全區總種數的5.89%,低于湖北神農架的7.12%和武夷山自然保護區的6.73%;木蘭科有16種,占本區總種數的1.33%,低于武夷山自然保護區的1.45%,而高于其它地區;山礬科14種,占本區總種數的1.16%,與武夷山自然保護區的1.18%相近,略低于尤溪九阜山的1.41%。上述統計表明,本區主要科的含種數及在該區系總種數中所占的比例與武夷山自然保護區、尤溪九阜山相近,而與廣東鼎湖山、湖北神農架地區的植物區系則有較大的差異。4.2區域間植物區系的分布與上述4個山地植物區系采用下列公式計算兩地間的種相似系數,即種相似系數S=c/(a+b)×100%(c為兩地間共有種數,a為僅分布于a地的種數,b為僅分布于b地的種數)。計算結果依上述順序為:33.25、65.26、86.51、34.63,可見本區植物區系與廣東鼎湖山、湖北神農架的區系差異較大,與尤溪九阜山的區系聯系較密切,而與武夷山自然保護區的區系十分相近,二者相距60km,其地貌均于中生代的地殼運動中奠定了基本骨架,但自第四紀以來,武夷山西部的黃崗山(自然保護區)大幅上升了1000m,并發育了陡峭的深大斷裂谷和斷塊