胡 櫻,賈慧萍,王清華,陳錫浩,王慧春,2,3
(1.青海師范大學生命科學學院,青海 西寧 810008;2.青海省青藏高原藥用動植物資源重點實驗室,青海 西寧 810008;3.青海省青藏高原生物多樣性形成機制與綜合利用重點實驗室,青海 西寧 810008;4.青海省海東市平安峽群林場,青海 平安 810600;5.青海海東市平安區七星臺中心林場,青海 平安 810600)
木本植物是指根和莖因增粗生長形成大量的木質部,而細胞壁也多數木質化堅固的植物,包括喬木、灌木和半灌木植物。在人類進化史上,木本植物扮演著不可缺少的重要角色,它們在食用、藥用、用材、染料、油料等方面具有重要應用。青海省位于我國西部,雄踞世界屋脊青藏高原的東北部,是青藏高原上的重要地域之一,境內地形多樣,有柴達木盆地、第四季遺留冰川、丹霞地貌、彩色丘陵地貌、高寒巖溶地貌、還有聞名世界的青海湖、茶卡鹽湖等河流湖泊地貌等[1],特殊的地理位置,多樣的地形地貌,復雜多變的氣候條件孕育了十分豐富的藥用植物資源[2]。樂都區位于青海省境內,東西寬約64 km,南北長約76 km,面積3 050 km2,地處強烈隆升的青藏高原北緣的祁連山脈所在區域,受多期構造運動的疊加作用,斷裂、褶皺較為發育,區內湟水河谷的形成嚴格受NW-NWW向優勢構造體系控制,青藏高原由南向北遞進式隆升并向東滑移擠出,黃河支流湟水河溯源侵蝕并于共和運動(距今約12.5萬年)早期快速下切,是如今地貌的形成基礎[3]。近年來,隨著人類活動過度而造成的環境破壞,如過度放牧、旅游產生的白色垃圾與植被破壞、極地冰川融化等[4],使得許多野生植物資源賴以棲息的環境遭到破壞并發生改變,尤其是部分對生境要求嚴格的植物更是面臨滅絕的風險。因此,加大保護植物力度對于生態系統抵抗環境破壞和改變帶來的一系列問題具有重要意義。基于此,本文對青海省樂都區木本植物的種類組成、數量等情況進行研究,并探討其區系特征,以期為青海省樂都區木本植物資源多樣性保護提供本底資料和一定參考。
樂都區位于青海省東部,北鄰互助土族自治縣,南抵化隆回族自治縣及民和回族土族自治縣,西接平安區,東至甘肅省天祝縣,地處36°11′~36°5′2N,102°06′~102°47′E,海拔1 962~3 012 m,植被類型為落葉喬木林、常綠針葉林和落葉灌木叢,土壤類型以栗鈣土為主,氣候屬半干旱大陸性氣候,海拔高、溫度低、干旱少雨,年均氣溫3.2~8.6 ℃,最高氣溫25.1~33.5 ℃,最低氣溫-18.8~-25.1 ℃;年均降雨量319~531 mm,集中在7~9月,相對濕度為57%~63.66%,蒸發量為1 275~1 861 mm,年均日照2 708~3 636 h,無霜期90 d左右[5,8]。
采用路線調查法和隨機樣方法相結合的方法[6],設計輻射狀的五條路線,并在每條線路上隨機選擇樣地5個,共計25個樣地,每個樣地設5個樣方,共計125個樣方,如圖1所示。每個樣方包括2個小樣方,其中包括1個10×10 m的喬木類樣方(編號①);1個5×5 m灌木類樣方(編號②),記錄每個小樣方內木本植物的種類、數量等[7]。采集標本存放于青海師范大學生命科學學院標本館。參考《中國植物志》、《青海省木本植物志》等書籍及相關學術論文進一步整理,并分析其科屬特點及區系成分[8~11]。

圖1 樣方設置及大小示意圖
經對調查中采集的木本植物標本、照片的整理結果以及查閱相關文獻資料,青海省海東市樂都區有野生木本植物28科57屬146種,其中裸子植物2科5屬7種,被子植物26科52屬139種,如表1 所示。

表1 研究區野生木本植物物種組成
表2統計了研究區28科植物科內種屬的數量特征與分布情況。其中,20種以上的大科有2個,分別是楊柳科及薔薇科;11~20種的較大科只有豆科;6~10種的中科有4個:分別為虎耳草科、小檗科、忍冬科、菊科。2~5種的少種科有12個,占總科數的42.86%,單種科有9個,占總科數的32.14%,單種科和少種科占總科數的75%,比例達到總數的3/4,反映出該區域環境存在著一定程度的復雜性及過渡性。如圖2所示。

表2 研究區野生木本植物科屬組成

續表:
表3統計了研究區57屬植物屬內種的數量特征與分布情況。其中,沒有20種以上的大屬;11~20種的較大屬只有柳屬;6~10種的中屬有6個,占總屬數的10.53%;2~5種的的少種屬有20個,占總屬數的35.09%,單種屬有30個,占總屬數的52.63%,單種屬和少種屬用占總屬數的87.72%,比例超過總數的3/4,這與科內種的趨勢大致相同,如圖3所示。說明本地區植物在科屬構成上具有一定的狹窄性,植物種類集中分布在少量的科屬中。考慮到青藏高原獨特的自然地理條件,這種狹窄在一定程度上是正常的。因此,在該區植物資源開發利用時,應考慮植物科屬構成狹窄問題,開發利用深度需比其他地區更低,防止出現植物科屬減少等現象[11]。

表3 研究區野生木本植物屬、種數量統計表

續表:
將研究區146種木本植物分為5大類,喬木和小喬木、灌木、亞灌木、藤本以及寄生木本,它們占總種數的比例分別為19.18%、69.86%、8.91%、1.37%以及0.68%,如圖2所示。
研究區野生木本植物區分布中,北溫帶分布含26屬,占比最高,為57.78%,說明該區植物分布以北溫帶占優勢,其中包括茶藨子屬、楊屬、小檗屬等;其次為舊世界溫帶分布,占比13.33%,主要有檉柳屬、水柏枝屬、瑞香屬等;泛熱帶分布有4屬,占8.89%,包括苦馬豆屬、衛矛屬、醉魚草屬等;地中海地區、西亞至中亞分布包括霸王屬、白刺屬、胡頹子屬3屬,占比6.67%;溫帶亞洲分布有亞菊屬和錦雞兒屬2屬,占比4.44%;中國特有分布含文冠果屬、圓柏屬2屬,占比4.44%;中亞分布和東亞分布均僅含1屬,分別為小甘菊屬和五加屬,如圖3所示。
綜上可以分析出,樂都區植物區中溫帶成分占絕對優勢,占比75.55%,其次為泛熱帶分布,占比8.89%,地中海地區、西亞至中亞分布占比6.67%,中國特有分布占比較少,為4.44%,中亞分布和東亞分布占比最少,分別僅占2.22%。表明該區野生木本植物區系成分以北溫帶分布為主且與舊世界溫帶分布聯系緊密,泛熱帶成分有微滲入,這一區系特征與該區地處青藏高原東北的地理位置相吻合。

圖2 研究區區野生木本植物生活型統計

圖3 研究區野生木本植物屬的區系成分統計
目前,針對青海省樂都區野生木本植物調查的文獻報道較少,大多集中在樂都區氣候、文化等方面[12,13],鑒于此,本研究采用野外樣方調查、文獻資料及標本鑒定的方法,對青海省樂都區野生木本植物資源展開調查。經統計,該區共有野生木本植物28科57屬146種,其中裸子植物2科5屬7種,被子植物26科52屬139種。在這些植物中,生活型以灌木類為主,占研究區總數69.86% ,兼含部分喬木與灌木類型;科屬分布中,單種科和寡種科合計占比75%,具有絕對優勢,說明該區野生木本植物在科的分布水平上相對狹窄,同時,在屬的分布水平上,單種屬與寡種屬合計占比87.72%,也具有絕對優勢。該區氣候干旱少雨,屬半干旱大陸性氣候區,平均海拔2 480 m左右,具高寒特點,此外,該區位于祁連山東端,具有較發育的山地森林和草甸帶為特征的中生性較強的植被垂直帶譜類型[14],這些氣候、水分、溫度、海拔等環境因子在一定程度上影響了該區木本植物生活性及科屬分布,同時,較強的垂直地帶性特點為該區野生木本植物生存與繁衍提供有利條件[15]。該區木本植物區系分布類型以溫帶類型占絕對優勢,這與當地氣候帶相吻合,同時與青藏高原種子植物區系分布特征相吻合[16],區系分布主要有以下特點:
(1)青海樂都區位于祁連山脈東部,地處青藏高原東緣,屬于高原大陸性氣候,地處中緯度地帶,植物區系以溫帶類型為主,主要服從于緯度地帶性;
(2)從地貌單元來看,青海樂都區地處青藏-黃土高原過渡帶,東部接壤黃土高原,一些起源于地中海、西亞至中亞具有荒漠性質的屬在此分布,此特征與吳征鎰等[9]的研究結果一致;
(3)樂都區遠離熱帶屬的起源中心,具熱帶性質的屬經擴散、繁殖能定居并分布于此的種類十分稀少。