姚雪瑩 宋林平 高小琴 劉建福 龍瑞敏
摘? 要? 為提供校園植物學教學和綠化的理論依據,豐富城市綠地規劃研究內容,對華僑大學種子植物進行了持續調查,并統計分析了種子植物的特點,結果表明:(1)華僑大學種子植物共有568種,來源于118科和375屬。其中,裸子植物9科,15屬,21種,被子植物109科,360屬,547種。原生植物有398種,外來植物有170種。種子植物以原生種類為主,外來植物為輔,不僅具有觀賞特點,同時還具有藥用價值,喬木和草本植物占優勢。(2)優勢科、屬不明顯,單種科和少種科有101科,占總科數的85.60%;少種屬和單種屬有366屬,共占總屬數的97.50%,單種科(屬)和少種科(屬)占重要地位。(3)種子植物地理成分多樣,以熱帶分布為主,熱帶成分的科共計66科,占校園總科數的77.65%;熱帶成分的屬共計266屬,占校園總屬數的76.66%。原生植物在科和屬的分布類型上較外來植物更豐富,但外來植物在華僑大學分布較廣,在綠化建設中仍占有重要地位。
關鍵詞? 華僑大學;分布來源;種子植物;地理成分
中圖分類號? Q948.5? ? ? 文獻標識碼? A
校園是一個城市的文化標志,隨著人們對于城市綠化的日益重視,校園綠化建設也逐漸成為關注的焦點。優美的綠化風景不僅能夠點綴校園,也能為廣大師生提供良好的心境,更可以提升學校的競爭力[1]。這其中植物在校園中的運用又是綠化建設的關鍵,因此研究校園植物對提高校園綠化質量、塑造更好的校園環境有著重要的意義。
植物地理成分是由植物種或其他分類單位的現代地理分布格局,同時參考其種系發生、發展過程劃分而成的[2]。校園植物地理成分的分析,可反映出不同來源的植物種類在校園中的運用情況,也可為校園或城市植物的引種、馴化、生物多樣性的保護以及景觀生態建設提供第一手資料[3]。目前,使用植物地理成分分析法研究校園植物的已有西南大學、河南大學、福建農林大學、江西農業大學、湖北大學等[4-8],但關于校園植物分析的報道仍然不夠充足,尤其是非農業及師范類的普通高校。
華僑大學有兩個校區,分別位于福建省東南部的泉州市和廈門市。對兩校區種子植物的調查研究為校園規劃、綠化、植物引種和生態系統多樣性保護等方面提供充分的科學依據。本研究于2008—2017年,對華僑大學兩校區種子植物進行了全面的調查,并分析了種子植物地理成分等特點,為推進廈門校區植物景觀的完善提供參考,也可為植物學、藥學和建筑學等相關專業的植物實習提供充分的依據。
1? 材料與方法
1.1? 研究地自然概況
華僑大學有泉州和廈門兩個校區。泉州校區位于福建省泉州市豐澤區,占地面積69 hm2,始建于1961年。泉州校區屬亞熱帶季風氣候,年平均氣溫為19.5~21.0 ℃。年平均降水量為1235 mm,年平均日照時長為2000.5 h[9],土壤類型多樣,分布最廣的土壤為紅壤。廈門校區位于福建省廈門市集美區,始建于2002年,預計建成面積達132 hm2。廈門校區也屬于亞熱帶季風氣候,年平均氣溫在21 ℃左右,冬無嚴寒,夏無酷暑。年平均降雨量在1186.2 mm[10],年平均日照時長為2234 h,土壤以紅壤為主。兩校區皆擁有良好的水熱條件,為植物的繁衍創造了良好的生境。
1.2? 方法
2008—2017年間采取區系調查方法對華僑大學兩校區植物種類進行持續的調查,拍照并制作植物標本5000份,存放在華僑大學觀賞園藝標本室,并全部進行了電子數據處理,上傳到網站(國家標本平臺教學標本子平臺資助http://mnh.scu.edu.cn/),供全國教學標本數據共享。同時根據植物形態特點,查閱工具書及網絡資源[11-13]等,結合專家鑒定意見,撰寫校園植物名錄,統計植物的種名、科名、屬名、生活型和產地等信息。并且根據吳征鎰等的科、屬的地理成分劃分方法[14-15],統計植物科、屬的地理成分來源和數量特征。
2? 結果與分析
2.1? 植物種類分析
2.1.1? 植物種類的特點及作用? 華僑大學共有種子植物118科,375屬,568種,其中裸子植物(鄭萬鈞系統[16])9科,15屬,21種,占校園種子植物總種數的3.70%;被子植物(克朗奎斯特系統[17])109科360屬547種,占校園種子植物總種數的96.30%。
根據調查統計,華僑大學原生植物有102科300屬398種,占校園植物總種數的70.07%,外來植物有73科128屬170種,占校園植物總種數的29.93%,原生植物高于外來植物。
就生活型而言,校園植物中喬木有207種,占總種數的36.44%,灌木有145種,占總種數的25.52%,草本植物有205種,占總種數的36.09%,藤本植物有11種,占總種數的1.93%。喬木和草本在校園中占據優勢,為校園綠化做出主要貢獻。
校園內的植物大多具有觀賞特性,除此之外,根據徐先祥等[18]對于泉州校區植物的調查發現,許多的植物還具有藥用價值。統計得出華僑大學共有387種可藥用植物,占種子植物總數的68.13%,可見華僑大學校園植物不僅具有觀賞特點,更有趣的是大部分校園植物也存在藥用價值。
2.1.2? 與全國其他高校種類比較分析? 目前,全國已有不少高校展開過校園植物的種類調查(圖1),如河南大學76科,193屬,259種[5];齊齊哈爾大學48科,99屬,129種[19];湖北大學85科181屬264種[8];南京大學91科124屬267種[4]。河南大學、齊齊哈爾大學、湖北大學、南京大學這些綜合性大學均比華僑大學建校時間早,但植物種類豐富度皆低于華僑大學,?說明華僑大學的校園植物種類 在全國高校中占據中上水平。
2.2? 植物科、屬多樣性分析
根據各科所含種數的多少,將華僑大學校園種子植物科分為四個等級:單種科(1種)、少種科(2~9種)、中等科(10~19種)、大科(≥20種)。由表中可知(表1),大科有菊科Asteraceae(20屬/20種)、大戟科Euphorbiaceae(13/23)、禾本科Poaceae(15/23)、桑科Moraceae(4/21)、棕櫚科Areaceae(21/33)、蝶形花科Papilionaceae(15/20)6個科。中等科有龍舌蘭科Agavaceae(6/13)、莧科Amaranthaceae(6/11)、夾竹桃科Apocynaceae(11/13)、蘇木科Caesalpiniaceae(6/10)、百合科Liliaceae(10/14)、木蘭科Magnoliaceae(3/10)、錦葵科Malvaceae(5/17)、含羞草科Mimosaceae(7/10)、桃金娘科Myrtaceae(7/15)、薔薇科Rosaceae(9/12)、茜草科Rubiaceae(9/10)11個科。含10種以上的科有17科,僅占總科數的14.40%,卻占據總種數的49.30%。少種科有馬鞭草科Verbenaceae(5/9)、玄參科Scrophulariaceae(6/7)、蕓香科Rutaceae(5/5)、木犀科Oleaceae(3/6)、蘭科Orchidaceae(2/3)等63科;單種科有澤瀉科Alismataceae、番荔枝科Annonaceae、石竹科Caryophyllaceae、薯蕷科Dioscoreaceae、銀杏科Ginkgoaceae等38科。含10種以下的科有101科(單種科和少種科),占總科數的85.60%,占總屬數的55.46%,占總種數的50.70%,是構成該區域的主導成分。
就屬含種數的情況,將華僑大學校園種子植物屬分為四級:單種屬(含1種)、少種屬(含2~4種)、中等屬(5~9種)以及大屬(≥10種)。其中大屬有2屬,分別是榕屬Ficus(16種)和木槿屬Hibiscus(13種)。中等屬共7屬,分別是大戟屬Euphorbia(8種)、莎草屬Cyperus(6種)、蒲桃屬Syzygium(5種)、刺葵屬Phoenix(5種)、含笑屬Michelia(5種)、刺竹屬Bambusa(5種)、紫薇屬Lagerstroemia(5種),共計含種數39種,占總種數的11.97%。含4種以下的屬有少種屬98屬,單種屬268屬,共占總屬數的97.50%,包含500個種占總種數的88.03%。由此可見,少種屬和單種屬在屬的水平上占據絕對優勢,包含了該區域大多數物種(表2)。
2.3? 植物地理成分分析
2.3.1? 科的地理成分分析? 華僑大學校園種子植物118科劃分為11個類型(表3)。其中世界廣布的科有莧科Amaranthaceae、紫草科Boraginaceae、石竹科Caryophyllaceae、菊科Asteraceae、十字花科Brassicaceae、唇形科Lamiaceae等34個科;泛熱帶分布的科有爵床科Acanthaceae、番荔枝科Annonaceae、秋海棠科Begoniaceae、蘇木科Caesalpiniaceae、大戟科Euphorbiaceae等49個科,占總科數的57.65%;東亞熱帶及熱帶南美間斷分布的科有杜英科Elaeocarpaceae、七葉樹科Hippocastanaceae、紫茉莉科Nyctaginaceae、馬鞭草科Verbenaceae、龍舌蘭科Agavaceae、冬青科Aquifoliaceae、五茄科Araliaceae 7個科,占總科數的8.24%;舊世界熱帶分布有芭蕉科Musaceae、海桐科Pittosporaceae、露兜樹科Pandanaceae 3個科,占總科數的3.53%;熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布有木麻黃科Casuarinaceae、馬錢科Loganiaceae、姜科Zingiberaceae、蘇鐵科Cycadaceae、澤米鐵科Zamiaceae 5科,占總科數的5.88%;熱帶亞洲至熱帶非洲分布有辣木科Moringaceae、杜鵑花科Ericaceae 2科,占總科數的2.35%;北溫帶分布的科有槭樹科Aceraceae、小檗科Berberidaceae、黃楊科Buxaceae、忍冬科Caprifoliaceae、金縷梅科Hamamelidaceae等11科,占總科數的12.94%;東亞及北美間斷分布有蠟梅科Calycanthaceae、木蘭科Magnoliaceae、紫樹科Nyssaceae、浮萍科Lemnaceae、南洋杉科Araucariaceae 5科占總科數的5.88%;地中海區、西亞至中亞分布只有石榴科Punicaceae 1科,占總科數的1.18%、中國特有分布的有銀杏科Ginkgoaceae 1科,占總科數的1.18%;熱帶非洲-熱帶美洲間斷分布有番木瓜科Caricaceae 1科,占總科數的1.18%。
統計表明,除去世界廣布型(34科),華僑大學校園植物熱帶成分的科(類型2~7)共計66科,占校園總科數的77.65%。溫帶成分的科(類型8~10和14)共計19科,占校園總科數的22.35%。因此,從科級水平來看,華僑大學校園植物地理成分以熱帶成分占優勢。
原生植物102科可以劃分為11個類型,外來植物73科可劃分為7個類型,原生植物科的分布類型比外來植物多4個,外來植物在科的分布類型上不夠全面。其中原生植物泛熱帶分布科有43科,占原生植物科數的42.16%,外來植物泛熱帶分布科有30科,占外來植物科數41.10%,原生植物和外來植物泛熱帶分布的科數量上相差13科,但分別占各自科數的百分比相近。
2.3.2? 屬的地理成分分析? 華僑大學校園種子植物375屬分成14個類型(表3)。統計表明,除去世界廣布型(28屬),華僑大學校園植物中熱帶分布屬(類型2~7)共計266屬,占校園總屬數的76.66%。因此,從屬級水平來看,華僑大學校園植物地理成分具有典型的熱帶性。
(1)世界廣布:華僑大學校園內世界分布屬共有28屬,占校園總屬數的7.47%。草本植物較多,如酢漿草屬(Oxalis)、車前屬(Plantago)和莎草屬(Cyperus)是典型的世界性分布屬。此外,還包括鬼針草屬(Bidens)、堇菜屬(Viola)、莧屬(Amaranthus)、茄屬(Solanum)、假臭草屬(Praxelis)、商陸屬(Phytolacca)、蘭屬(Cymbidium)等。
(2)熱帶分布:共計266屬,占總屬數的70.93%。顯然,熱帶分布類型在華僑大學校園種子植物中占有絕對的優勢,是最主要的地理成分,所以華僑大學植物具有典型的熱帶性質。其中最多的是泛熱帶分布,共有110屬,占熱帶分布屬的41.35%,以喬木、灌木等植物屬最為豐富,如榕屬(Ficus)、木槿屬(Hibiscus)、冬青屬(Ilex)、決明屬(Cassia)、大戟屬(Euphorbia)、鵝掌柴屬(Schefflera)等。草本植物屬有鳳仙花屬(Impatiens)、鴨跖草屬(Commelina)、冷水花屬(Pilea)、青葙屬(Celosia)、馬纓丹屬(Lantana)等。
其次為熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布,共有50屬,占熱帶分布類型的18.80%。本類型中以灌木和草本植物為主,有假連翹屬(Duranta)、葉子花屬(Bridelia)、美人蕉屬(Canna)、蔥蓮屬(Zephyranthes)等。
其余熱帶分布型共計106屬,占全部熱帶分布的39.85%。大多數為喬木或喬木狀植物,如樟屬(Cinnamomum)、桉屬(Eucalyptus)、紫薇屬(Lagerstroemia)、魚尾葵屬(Caryota)、刺葵屬(Phoenix)等。其他灌木植物屬有米仔蘭屬(Aglaia)、變葉木屬(Codiaeum)等。
(3)溫帶分布:共計72屬,占總屬數的19.20%。溫帶分布類型中最多的是北溫帶分布,共26屬,占溫帶分布類型的36.11%。相對較多的屬是沿階草屬(Othiopogon)、薔薇屬(Rosa)、圓柏屬(Sabina)等。本類型中木本屬較豐富,如紅豆杉屬(Taxus)、松屬(Pinus)、槭屬(Acer)、杜鵑屬(Rhododendron)、李屬(Prunus)等。
其次東亞分布類型居多,共計17屬,占溫帶成分的23.61%。以木本植物居多,典型的如欒樹屬(Koelreuteria)、側柏屬(Platycladus)、梧桐屬(Firmiana)、石斑木屬(Rhaphiolepis)等。草本植物屬有黃鵪菜屬(Youngia)、雞眼草屬(Kummerowia)等。
其余溫帶分布共有30屬,占溫帶成分的41.67%。有木蘭屬(Magnolia)、女貞屬(Ligustrum)、草木犀屬(Melilotus)等木本屬和茼蒿屬(Chrysanthemum)、菊屬(Dendranthema)等草本屬。
(4)中國特有分布:華僑大學校園內中國特有分布屬有7屬,占總屬數的1.87%。分別是蠟梅屬(Chimonanthus)、杉木屬(Cunninghamia)、
水杉屬(Metasequoia)、水松屬(Glyptostrobus)、無根藤屬(Cassytha)、喜樹屬(Camptotheca)、銀杏屬(Ginkgo)等。
(5)其他分布型:其他分布類型只有2屬,占總屬數的0.53%。兩屬是屬于地中海區、西亞至東亞分布型的黃連木屬(Pistacia)和石榴屬(Punica)。它們在華僑大學校園種子植物中占了的比重也非常少。其中石榴屬(Punica)為我國引進的經濟樹種。
原生植物共300屬可劃分為13個類型,外來植物共128個屬可劃分為12個類型,原生植物和外來植物在分布類型數量上相近。其中原生植物泛熱帶分布屬最多有83屬,占原生植物屬數的27.67%;同樣外來植物泛熱帶分布屬最多達51屬,占外來植物屬數的39.84%,二者泛熱帶分布類型數量上相差32,但外來植物所占自身總屬數百分比遠高于原生植物。
3? 結論
通過對華僑大學校園種子植物的調查統計分析,得出以下結論:
(1)華僑大學擁有較為豐富的植物資源,共有種子植物118科375屬568種。其中原生植物有102科300屬398種,外來植物有73科128屬170種,在全國已報道的校園植物種類中,占據中上水平,原生植物在校園植物中占據絕對主導地位,同時外來植物也為校園綠化增添了許多亮點。生活型方面喬木和灌木占據優勢,為校園綠化做出了主要貢獻。校園植物不僅具有豐富的觀賞植物種類,也具有豐富的藥用植物種類。
(2)優勢科、屬明顯。在科的水平上,含10種以下的少種科、單種科共有101科,占總科數的85.60%,占總種數的50.70%;在屬的水平上,含4種以下的單種屬和少種屬共366屬,占總屬數的97.60%,占總種數的88.03%。因此,單種科、少種科與單種屬、少種屬占據該校園植物科、屬的主要地位。
(3)種子植物地理成分多樣。科的分布區類型有11個,種子植物屬的分布區類型有14個,幾乎囊括了世界所有的植物科屬的分布區類型。
(4)種子植物地理成分整體呈現出明顯的熱帶性質。熱帶分布的科有66科,占總科數的
77.65%,熱帶分布屬266屬,占總屬數的76.66%,與其校園所屬亞熱帶季風氣候的特點相符。
(5)校園種子植物原生植物比外來植物在科的分布類型上更多樣。原生植物和外來植物在屬的分布類型數量上相近,但外來植物泛熱帶分布屬數所占自身總屬數的百分比高于原生植物,由此可見盡管外來植物種類豐富度低于原生植物,但外來植物對于華僑大學區系分布的影響卻不小。建議華僑大學今后可引入更多分布區類型為熱帶成分科屬的植物,既能保證引入植物更易存活,又能愈加豐富校園綠化。
致謝? 感謝參加植物調研的華僑大學觀賞園藝專業的本科生陳潔、翁海、陳育明和王壹等;感謝在植物鑒定過程中給予幫助的原泉州市林業局野生動植物保護管理站站長林彥云和廈門市園林植物園高級農藝師陳恒彬老師;感謝在文章修改過程中佳木斯大學王長寶副教授和中國科學院植物研究所王強副研究員對稿件提出的寶貴的修改意見。
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