太統崆峒山國家級自然保護區植物群落多樣性及區系特征

禹曉勇，王紅星，鮑雙玲

(甘肅太統崆峒山國家級自然保護區管護中心，甘肅 平涼 744000)

1 引言

植物群落泛指生存于特定范圍內的各種植物的集合體,是植株個體間經過相互競爭、相互互惠的作用所產生的一種巧妙結合,是最適合其共同生存的結果。而每個比較穩定的植物群落,都具有相應的植物成分與構造。為探明甘肅太統崆峒山自然保護區植物群落構造和區系特性,對該區域的植物保護研究與可持續發展提出理論依據，自然保護區管理部門專門組織成立了科學研究隊伍,于2018年3月至2021年10月對區內植被開展了長期的考察研究工作。太統崆峒山國家級自然保護區地處甘肅省隴東黃土高原東部，平涼市崆峒區境內，總面積16283 hm2，為森林生態系統自然保護區，保護區屬溫帶半濕潤大陸性季風氣候[1，2]。

2 研究方法

2.1 野外調查

2.1.1 固定樣方設置

在區內,選擇不同植被類型的林分，根據林分密度確定25個固定樣地,在固定樣地內分別設置固定樣方25個。樣方分三類：喬木樣方為 20 m×20 m，灌木樣方 10 m×10 m，草本樣方是在以上2種類型的樣方內，按照梅花五點式取樣方，每個樣方為1 m×1 m。調查時記錄好樣方的小地名、具體位置等重要要素，同時樣實記錄每個樣方內的各種植物信息。

2.1.2 隨機采樣

為了廣泛獲得各類植物標本，在調查過程中，對在樣方外發現的物種及時進行采集，爭取調查工作更具全面性。

2.2 鑒定及內業工作

調查過程中技術人員現場能認定的植物現場進行認定記錄，對現場不能確定的種物進行采集，帶回室內參考主要植物鑒定工具書[3～15]進行認定，對個別無法認定的植物聯系專業院校專家進行認定，從而達到統計工作的正確性。

3 結果與分析

3.1 群落組成

保護區內分布的植物有134科611屬1412種(含種下單元)。其中野生植物共計有120科497屬1191種(含種下單元)；人工引種栽培植物有14科114屬221種(含種下單元)；群落組成見表1。

表1 太統崆峒山自然保護區植物群落組成

3.2 群落結構

通過調查統計，太統崆峒山自然保護區的植物群落主要由蕨類植物、裸子植物和被子植物組成，且蕨類植物和裸子植物(合計70種)占保護區所有植物物種的5%，而被子植物(1342種)占該區所有植物物種的95%，因此該區蕨類植物和裸子植物在該區的物種豐富度較低，被子植物在該保護區的物種豐富度最高。

3.3 優勢類群

3.3.1 蕨類植物

蕨類植物在該區的優勢科主要為水龍骨科、蹄蓋蕨科和中國蕨科[16]。廣布種主要有鐵線蕨、掌葉鐵線蕨、蕨、節節草、問荊、木賊等。

3.3.2 裸子植物

裸子植物在該區的優勢科主要為松科和柏科[17]。廣布種主要有油松、華北落葉松、華山松、圓柏、垂枝圓柏等。

3.3.3 被子植物

(1)雙子葉植物綱。雙子葉植物綱在太統崆峒山自然保護區共分布有1095種(含種下單元)，隸屬96科463屬，物種數占保護區所有種類的 77.6%，物種豐富度最高。雙子葉植物在該區的優勢科為菊科(61 屬 156種)、豆科(38 屬 101 種)、薔薇科(26 屬99 種)、毛茛科(16 屬 55 種)、唇形科(23 屬 41 種)、石竹科(13 屬 32 種)、十字花科(18 屬 35 種)和忍冬科(6 屬 26 種)；優勢屬有蒿屬(22種)、薔薇屬(16種)、忍冬屬(16種)、委陵菜屬(16種)、風毛菊屬(15種)、黃芪屬(14種)、蓼屬(13種)。

(2)單子葉植物綱。單子葉植物在該區分布有247種，隸屬18科111屬，占該保護區所有種類的 17.49%，物種豐富度較高。單子葉植物在該區的優勢科有禾本科(108種)、百合科(61種)和蘭科(13種)；優勢屬有蔥屬、針茅屬和苔草屬[18]。

3.4 生活型分析

將植物生活型劃分為草本、灌木、喬木植物3種類型。根據野外調查，保護區內共有草本植物1038種，灌木植物 305種 ，喬木植物 69 種，分別占總種數的73.51%、21.6%、4.89%。由此可見，該保護區木本植物(喬木植物和灌木植物)種類為374種，占總植物種類的26.49%，說明該保護區木本植物種類所占比例較小，但它們是該地帶植被的優勢種，是該保護區生態系統的主要組成部分。

3.5 種子植物種類組成特征

該區種子植物(裸子、被子植物)共122科，587屬，1365種(含種下等級)，蕨類植物12科，24屬，47種(含變種)，種子植物占絕對優勢。對種子植物進行了植物區系特征的統計分析，結果見表2。

表2 太統崆峒山種子植物科的科屬數量統計

由表2可見，該區優勢科(含種數目超過20)有14科，占總科數的11.48%。其中含種數超過50的科有菊科(含156種)、禾本科(含108種)、豆科(含101種)、薔薇科(含99種)、百合科(含61種)、毛茛科(含55種)。含種數在50～20的科有唇形科(含41種)、十字花科(含35種)、石竹科(含32種)、蓼科(含29種)、傘形科(含26種)、忍冬科(含26種)、玄參科(含24種)、茄科(含21種)。中等科(含種數2～19)有80科，占總科數的65.57%，含 627 種，占總種數的 45.93%。單種科 28 科，占總科數的22.95%。由此可見，太統崆峒山自然保護區含種數較大的科較多，種所占比例為57.65%，這些大科全部是被子植物，且菊科、百合科這類進化較晚的科所含種數占的比例較高，表明保護區具有明顯的新生特征；同時，被子植物中較為原始的毛茛科含物種數為55種，表明保護區植物區系同時具有古老特征。因此，保護區植物區系總體表現為一種次生演替區系。另外，保護區單種科28 個，占總科數的 22.95%，占總種數的2.05%，數量較多，表明保護區種子植物科的分布類型廣泛，從科一級水平上表明了該地區植物區系的多樣性程度較高。

按屬所含種數統計，含10種以上的屬為優勢屬，該區有15屬，占總屬數的2.56%，分別為蒿屬(22種)、蔥屬(17種)、忍冬屬(16種)、薔薇屬(15種)、風毛菊屬(15種)、委陵菜屬(15種)、黃芪屬(15種)、蓼屬(13種)、蕓苔屬(11種)、堇菜屬(11種)、針茅屬(10種)、棘豆屬(10種)、錦雞兒屬(10種)、鳶尾屬(10種)、蠅子草屬(10種)。含種數6～9個的屬有31屬，占總屬數的5.28%。含種數2～5個的屬有227屬，占總屬數的38.67%。單種屬有314個，占總屬數的53.49%。由此可見，保護區大型屬(含種數超過10個)有15個，其中蒿屬所占比例最高；中性屬(2～9個)258個，所占比例較高，占屬的43.95%，且大多為北溫帶植物區系；單種屬有314個，所占比例最高，占總屬數的53.49%。結果表明該區植物符合亞洲草原區植物區系的特點。

3.6 區系地理分布特征

根據吳征鎰的中國種子植物的分布區類型劃分植物區系地理成分[19，20]，太統崆峒山自然保護區按中國植物區系分區，屬于華北地區、黃土高原亞地區，其植物主要是華北植物區系成分。該區植物區系地理分布特征結果見表3。

表3 太統崆峒山自然保護區種子植物屬種分布型

從表3可見，該區植物區系中，屬的分布區類型共有15個分布型，地理成分復雜。但是在分布區類型中主要是以北溫帶成分占絕對優勢，明確了太統崆峒山植物區系的溫帶性質。而且該區優勢科、優勢屬和優勢種多以溫帶分布型為主，如區內的主要木本植物薔薇科、楊柳科、松科、樺木科、鼠李科、忍冬科、毛茛科、豆科、柏科等較大科，這些優勢科是以溫帶分布型，特別是北溫帶分布型的科組成，本區植被的優勢屬，如松屬、楊屬、薔薇屬、圓柏屬，刺柏屬、樺木屬、櫟屬、柳屬、蘋果屬、李屬、槭樹屬、榆屬、椴屬等，都是典型的北溫帶分布類型。由此可見，該區植物區系具有明顯的溫帶特征，特別是北溫帶性質。

4 結論與討論

4.1 討論

通過本次野外調查研究，太統崆峒山自然保護區較2000年一期科學考察增加了植物種類662種，研究發現新記錄科7個，新記錄屬82個，新記錄種418個。該保護區是甘肅隴東黃土高原地區保存比較完整的一處原始森林，也是該區生態環境保護的關鍵地區，該保護區在調節本地區氣候、涵養水源、保障涇河中上游地區生態平衡、維護下游地區經濟可持續發展方面具有重要作用。同時在保護黃土高原生物多樣性及物種持續進化等方面都有著積極作用。近年來，太統崆峒山保護區管理部門通過大力實施各項林業生態工程，森林面積不斷增大，其重要性更加凸顯。

因研究團隊知識能力有限，在此次調查研究過程中還存在一些不足之處。該區豐富的植物資源還有待深入研究，為該區的生態環境、資源保護及資源合理持續利用提供理論基礎。

4.2 結論

(1)太統崆峒山自然保護區植物多樣性豐富度較高，區內分布的各種植物有1412種，隸屬134科611屬,其中裸子植物8科，13屬，23種；蕨類植物12科，24屬，47種；被子植物共有114科，574屬，1342種(含種下單元)。保護區被子植物群落最為豐富，占整個保護區植物物種的95%。

(2)太統崆峒山自然保護區植被的優勢科為含屬較少的松科、樺木科、殼斗科、忍冬科、楊柳科、榆樹科、槭樹科、胡頹子科等，它們是該區森林植物區系的主要成分。

(3)太統崆峒山保護區植物區系總體表現為次生演替區系。通過分析植物種類組成特征,表明該保護區具有明顯的新生代特征,同時具有古老特征。

(4)太統崆峒山自然保護區植物區系具有明顯的溫帶特征，特別是北溫帶性質。