四川格西溝國家級自然保護區蘭科植物多樣性與分布格局研究

鄭 煒，晏 啟，施要強，伍小剛，李 剛，劉勝祥，李八斤，張 惠，謝貴模，楊紹平

四川格西溝國家級自然保護區蘭科植物多樣性與分布格局研究

鄭 煒1，晏 啟2，施要強1，伍小剛3，李 剛4，劉勝祥5*，李八斤4，張 惠4，謝貴模2，楊紹平1

1. 四川水利職業技術學院資源環境工程學院，四川成都 611231；2. 武漢市伊美凈科技發展有限公司，湖北武漢 430070；3. 中國科學院成都生物研究所，四川成都 610041；4. 雅江縣林業和草原局，四川雅江 627450；5. 華中師范大學，湖北武漢 430079

為了解四川格西溝國家級自然保護區蘭科植物多樣性與分布特征，于2020和2021年采用樣線樣方結合法，在保護區內進行系統性調查，共設置了17條總長95 km的樣線，涵蓋保護區各功能區、生境類型以及海拔范圍。結果表明：（1）保護區內調查到蘭科植物20屬34種。其中珍稀瀕危物種有10種，包括5種國家二級保護野生種類；四川省新記錄種2種[褐花羊耳蒜（）、齒突羊耳蒜（）]；生活型以地生蘭為主，屬的地理成分以北溫帶分布占絕對優勢。（2）34種蘭科植物共調查到6703株，分布于290個點位，以二葉盔花蘭（）數量最多，大花鳥巢蘭（）最少，火燒蘭（）分布點位最多。紫點杓蘭（）植株高度與海撥呈極顯著負相關性，其余種類在同物候期的種間高度變化輕微。（3）保護區3100～3300 m內的蘭科植物種屬數最多，其次是2900～3100 m區間，3900～4100 m內的蘭科植物數量最多。（4）頭蕊蘭（）數量與坡度因子呈顯著的中度正相關，二葉盔花蘭數量與海拔呈顯著的強正相關，叉唇角盤蘭（）數量與植被呈顯著的強正相關，角盤蘭屬（）數量與海撥呈顯著的中度負相關。綜上，在四川省內，格西溝自然保護區的蘭科植物資源相對豐富，分布格局符合“中間高度膨脹型”，大部分種類的數量與環境因子不顯著相關，與歷史上對該保護區的調查相比，本次調查到的蘭科植物種屬數量大幅增加，但有3種國家重點保護且觀賞價值高的杓蘭屬植物未調查到，1種杓蘭屬植物在調查期間種群數量下降。因此，對保護區的蘭科植物保護、宣傳、執法等刻不容緩。

蘭科；數量；分布；環境

蘭科是世界上被子植物中的第三大的科[1]，全世界蘭科植物約有736屬28 000種[2]。《中國植物志》中共收錄中國野生蘭科植物171屬1247種[3]；2000—2019年間，研究人員發現并正式發表中國蘭科植物共376種，使中國蘭科植物增至1677種[4]；而正在進行的全國野生蘭科植物資源專項調查項目階段性成果中又報道了43個新種和新記錄種[5]；中國蘭科植物合計達1720種。蘭科植物又是世界上最受威脅的類群之一[6]，在全球瀕危物種數據庫中有超過600種蘭科植物[7]，《野生動植物瀕危物種國際貿易公約》（CITES）中，將所有蘭科植物納入保護范圍[8]，2021年中國調整后的《國家重點保護野生植物名錄》中，也新增了蘭科植物中的兜蘭屬大部分植物作為國家一級保護野生植物，蘭屬大部分、杓蘭屬大部分等作為國家二級保護野生植物[9]。蘭科植物作為一個亟須重點保護的類群，其野外種群容易受到自身及外界因素的影響從而產生巨大的變化。因此，本研究針對格西溝國家級自然保護區的蘭科植物種類、區系地理及分布格局進行初步研究，為保護區決策部門制訂野生蘭科植物保護策略提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

四川格西溝國家級自然保護區（以下簡稱格西溝自然保護區）在1993年成立，于2012年晉升為國家級。保護區位于四川省甘孜藏族自治州雅江縣河口鎮，距縣城3 km，地處雅礱江中游右岸、青藏高原東南部橫斷山脈地帶，地理位置為東經100°46′51″～101°02′32″，北緯29°47′52″～30°05′30″，南北長23.56 km，東西寬15.29 km，總面積22 896.8 hm2（圖1）。海拔幅度在2600～4702 m之間，東部雅礱江河谷海拔較低。屬大陸性季風高原型氣候特征，年均氣溫2～10 ℃，平均降水量約705 mm，有明顯的旱季（11—翌年4月），植被和土壤類型豐富[10]。

圖1 格西溝自然保護區地理位置

1.2 方法

采用樣線和樣方法對保護區蘭科植物開展野外調查。于2020年8月和2021年6—7月選擇蘭科植物的主要開花期開展調查。在考慮可達性的前提下，盡量將樣線均勻布設于核心區、緩沖區和實驗區，涵蓋不同海拔帶、溝谷、山坡、山頂生境。考察樣線合計17條，總長度95 km，海拔區間介于2700～4300 m之間，生境以溝谷和山坡為主，山頂相對較少（圖2）。

圖2 蘭科植物調查樣線與樣點圖

對樣線上所有蘭科植物進行調查，記錄種類、數量、高度、物候、地理坐標、坡度、坡向等，對每種蘭科植物設置典型樣方了解其植被類型信息。每種蘭科植物的分布有時具有成叢性，如黃花杓蘭（）、山西杓蘭（），有時具有明顯的連續性，連續分布于同一植被類型、坡向和坡度的生境內，將這些成叢分布以及連續（不超過20 m）分布的個體于同一個分布點位，統計每種蘭科植物的分布點位和分布數量。

1.3 數據處理

調查數據錄入Excel 2010軟件，并在SPSS 19軟件中進行相關性分析；用Shapiro-Wilk軟件對數據進行正態性檢驗，不符合正態分布的數據先進行正態轉換后，用Pearson相關系數分析相關性；對轉換后仍無法滿足正態分布的數據，用Spearman相關系數分析相關性。調查路線采用ArcGIS 10. 8軟件進行制圖。

2 結果與分析

2.1 格西溝自然保護區蘭科植物種類與區系

通過野外調查累積調查到蘭科植物20屬34種[其中1種未知屬種，物種分類系統參照中國植物志英文版（Flora of China），表1]。其中，國家二級重點保護野生植物5種：黃花杓蘭、紫點杓蘭（）、山西杓蘭、西南手參（）和獨蒜蘭（）。根據《中國物種紅色名錄》，有瀕危種1種：紫點杓蘭；易危種3種：黃花杓蘭、山西杓蘭、西南手參；近危種5種：西藏玉鳳花（）、扇唇舌喙蘭（）、角盤蘭（）、寬萼角盤蘭（）、川西兜被蘭（）。四川省蘭科種類新記錄種2種，分別是褐花羊耳蒜（）、齒突羊耳蒜（）（圖3）。

34種蘭科植物中，腐生蘭有3種（7.9%）：高山鳥巢蘭（）、尖唇鳥巢蘭（）、大花鳥巢蘭（），附生蘭僅有獨蒜蘭（2.6%），其余均為地生蘭（89.5%）。

除去1種不知屬種的蘭科植物，20屬中，鳥巢蘭屬有4個種，杓蘭屬、角盤蘭屬、兜被蘭屬、舌喙蘭屬均有3個種，羊耳蒜屬、舌唇蘭屬、玉鳳花屬有2個種，其余12個屬內均只含1種。在屬級水平上，將格西溝的蘭科植物20屬劃分為7個類型2個變型（表2）。熱帶分布占20%，溫帶分布占65%。說明保護區內蘭科植物屬以溫帶分布占優勢，尤其是北溫帶分布，達8屬，占40%。中國-喜馬拉雅分布有1屬。

圖3 四川省蘭科植物2個新記錄種

2.2 格西溝自然保護區蘭科植物數量、物候、高度特征

所有樣線的2次調查合計34種6703株蘭科植物。各蘭科植物的分布點位和數量如圖4所示，其中二葉盔花蘭（）最多，達1972株，大花鳥巢蘭最少僅1株；超過100株的有13種，10～100株之間的有14種，10株之內的有8種。所有蘭花共分布于290個點位，其中火燒蘭（）點位最多，達到45個點位，分布點位大于等于10個的有9種，小于10個的有26種，有5種只分布于1個點位。

表2 格西溝自然保護區蘭科植物分布區類型

圖4 蘭科植物分布數量與點位

由于調查月份在6—8月，是該地區大多蘭科植物的主花期。植株高度在3～40 cm之間，對同樣物候的同種蘭科植物而言，不同植株之間高度變化很小。比較特殊的是紫點杓蘭，同樣是花期，其最大個體高達30 cm，最小個體高度僅5 cm，海拔越高，個體越小。Pearson相關系數也表明，其個體高度與海拔之間呈極顯著負相關關系（= –0.968，<0.01）。

2.3 格西溝自然保護區蘭科植物整體分布

在垂直分布上，自然保護區海拔區間為2700～ 4702 m，本次調查海拔為2700～4300 m，出現蘭科植物的海拔區間為2823～4055 m。以200 m為梯度，制作保護區蘭科植物分布海拔圖（圖5）。在3100～3300 m內的蘭科植物種屬數最多，有14屬23種，其次是2900～3100 m區間。而3900～4100 m內的蘭科植物數量最多，遠高于其他海拔區間。

圖5 保護區不同海拔區間的蘭花種類和數量

在水平分布上，格西溝自然保護區的核心區有16屬21種合計2336株蘭科植物，緩沖區有8屬9種合計202株蘭科植物，實驗區有17屬25種合計4165株蘭科植物。北部（格西溝流域）有14屬21種1822株蘭科植物，中部（G318及無名河及兩側）有12屬15種合計2941株蘭科植物，南部（下獨溝流域）有15屬19種合計1940株蘭科植物。

2.4 屬/種內分布與環境因素關系

本次調查中記錄了各蘭科植物分布點位的植被類型、坡向和坡度，記錄的植被類型有自然保護區科學考察集[10]中提到的針葉林（21種2730株）、針闊葉混交林（26種2039株）、落葉闊葉林（2種12株）、常綠闊葉林（2種11株）、落葉闊葉灌叢（7種247株）、常綠闊葉灌叢（6種1159）、高山草甸（1種7株）、流石灘（1種17株）。并根據實際情況，新增了雜草草地和裸地這2個次生植被/土地類型，種類數量均較少，其中雜草草地中僅有綬草和寬萼角盤蘭，裸地中有火燒蘭、二葉舌唇蘭和扇唇舌喙蘭。坡度按0°、30°以下和30°以上分3類，平地上有12種271株，緩坡上有28種4294株，陡坡上則有20種2138株，尤以扇唇舌喙蘭分布區坡度最大，部分區域接近垂直，落地金錢和西藏玉鳳花次之。坡向按北、北偏東、東偏北、東等依次劃分的12種坡向，其中，北向有14種1833株，北東向12種1056株，東北向5種36株，東南向13種854株，南東向7種139株，南向3種70株，南西向10種170株，西南向5種46株，西向14種758株，西北向18種1295株，北西向9種125株，其余為無坡向。

此外，對分布點位大于等于10的物種或多種的屬[包括頭蕊蘭（23點位184株）、杓蘭屬（23點位284株）及紫點杓蘭（18點位230株）、火燒蘭（45點位209株）、二葉盔花蘭（13點位1972株）、西南手參（10點位41株）、舌喙蘭屬（11點位493株）、角盤蘭屬（45點位824株），叉唇角盤蘭（25點位393株），寬萼角盤蘭（18點位373株）、鳥巢蘭屬（13點位50株），鳥足蘭（原變種）（10點位374株）、綬草（37點位585株），進行分布數量與環境因素的相關性分析。結果表明：僅頭蕊蘭數量與坡度因子呈顯著正相關；二葉盔花蘭的數量與海拔呈極顯著正相關；叉唇角盤蘭數量與植被呈極顯著正相關；角盤蘭屬數量與海撥呈顯著負相關（表3）。

3 討論

3.1 格西溝自然保護區蘭科植物資源相對豐富

西南地區是中國蘭科植物最為突出的地區之一[11]，據記載，四川有蘭科植物450余種[12]，2020年至今，又報道了十余種蘭科植物四川省新記錄種[13～16]，四川蘭科植物有近460種。格西溝自然保護區內的38種蘭科植物占四川省蘭科植物的8.44%，占全國1720種蘭科植物的2.21%。與鄰近的栗子坪國家級自然保護區[17]（102°10′33″E～ 102°29′07″E，28°51′02″N～29°08′42″N）和臥龍國家級自然保護區[18]（102°52′E～103°25′E，30°45′N～31°25′N）相比，格西溝保護區雖然蘭科植物種屬最少，但其單位面積上的蘭科植物種數是其他保護區的4～114倍。此外，從蘭科植物株數來看，格西溝自然保護區內調查到的株數達到6703株，遠高于栗子坪保護區的1800株（表4）。加上2種四川省蘭科種類新記錄，說明在四川省內，該保護區的蘭科植物資源相對豐富。

表3 蘭科植物種內數量分布與環境因子的相關系數

注：陰影數據為Pearson相關系數，其余為Spearman相關系數；**表示在0.01水平（雙側）上極顯著相關，*表示在0.05水平（單側）上顯著相關。

Note: Shaded data are Pearson’s correlation coefficients, and others are Spearman’s correlation coefficients;**indicateextremelysignificant correlation at 0.01 level (two-sided),*indicates significant correlation at 0.05 level (one-sided).

表4 格西溝與相鄰區蘭科植物比較

3.2 格西溝自然保護區蘭科植物分布格局

保護區內蘭科植物的種類豐富度在水平分布上比較平均，北部略多于南部，中部最少，這與3個區域大環境無論海拔高度還是與雅礱江的距離都類似有關，因此沒有很大的差異。在垂直分布上，3100～3300 m區間的蘭科植物種屬最多，物種多樣性最高，符合“中間高度膨脹型”，與貴州佛頂山國家級自然保護區的蘭科植物分布[19]相似。

調查到的34種6703株蘭科植物，主要處于針葉林、針闊葉混交林和高山灌叢植被類型中，3種生境下數量比例達到88%，這3種植被類型大多是原生植被類型，適應蘭科植物生長。而裸地和雜草草地是由保護區內道路影響形成，綬草、寬萼角盤蘭、火燒蘭、二葉舌唇蘭、扇唇舌喙蘭等已擴張到這些次生生境，說明其適應性較好、生境廣泛。蘭科植物主要分布于緩坡上，陡坡上常見的扇唇舌喙蘭、落地金錢和西藏玉鳳花大多生長于多石基質，靠苔蘚或石縫即可存活。在不同坡向上的數量排序中，排名前5位的坡向中，陰坡半陰坡占4位，比例達73%，說明北坡、西北、北東和西坡等陰坡半陰坡是蘭科植物的主要生境，陽坡出現的有火燒蘭、頭蕊蘭、綬草、廣布小紅門蘭、寬萼角盤蘭、綬草、叉唇角盤蘭、小斑葉蘭等。

從不同蘭科植物種/屬分布數量與環境因子的相關性分析結果來看，大部分物種/屬的分布數量與環境因子無顯著相關關系，二葉盔花蘭和角盤蘭屬的數量都與海拔顯著相關。二葉盔花蘭在高海撥區成片集群分布，最大集群量達到504株，已成為杜鵑常綠闊葉灌叢的草本層優勢物種。而角盤蘭屬則傾向于成群分布于低海拔區域，它們個體間間距常常很近。頭蕊蘭的數量則與坡度因子呈顯著正相關，在平坦地段數量少，在陡峭崎嶇之處生長更多。叉唇角盤蘭的數量與植被呈極顯著正相關，在針闊葉混交林下分布明顯，較針葉林下更多。

4 展望

受保護區地形地貌及空間可達性制約，本研究對山頂區域的調查不甚充足，尤其是高海拔的4300～4700 m區域，還應對其進行詳細調查。建議對保護區內一些蘭科種類集中分布的區域設立保護點并進行監測，對那些數量和點位均較少的蘭科植物尤其是珍稀瀕危植物開展保育與繁殖生態學研究。

本研究歷時2年，在前后2次同路線的調查中，有4株叢生于低海拔且靠近國道318的紫點杓蘭消失。此外，與前人在該保護區內蘭科植物調查[10, 20]相比，雖然本次調查獲得的蘭科植物種屬數大幅增加，但也失去了毛杓蘭（），無苞杓蘭（）和西藏杓蘭（）的蹤跡。這幾種杓蘭都是國家保護種類，也是觀賞價值較高的種類，花期很容易被發現，因此推測是人為破壞帶來的種類消失和減少。如今川西旅游熱度持續上漲，318線自駕人車逐年增多，加強對保護區內觀賞蘭科植物的宣傳保護及森林執法刻不容緩。

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Diversity and Distribution Pattern of Orchids in Gexigou National Nature Reserve, Sichuan, China

ZHENG Wei1, YAN Qi2, SHI Yaoqiang1, WU Xiaogang3, LI Gang4, LIU Shengxiang5*, LI Bajin4, ZHANG Hui4, XIE Guimo2, YANG Shaoping1

1. College of Resources and Environment, Sichuan Water Conservancy College, Chengdu, Sichuan 611231, China; 2. Wuhan Imagination Science and Technology Development Co. Ltd., Wuhan, Hubei 430070, China; 3. Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu, Sichuan 610041, China; 4.Yajiang County Forestry and Grassland Administration, Yajiang, Sichuan 627450, China; 5. Central China Normal University, Wuhan , Hubei 430079, China

In order to understand the diversity and distribution characteristics of orchids in Gexigou National Nature Reserve in Sichuan province, a systematic survey was conducted using the line transect combined with sample sampling method from 2020 to 2021. A total length of 95 km including 17 lines were set up, covering various function, habitat and elevation of the reserve. 34 species of Orchidaceae in 20 genera were investigated. Among them, 10 were rare and endangered species, five were wild species under second-class national protection; and two (and) were new record species in Sichuan province. Most of them were mainly in terrestrial orchid of life type and absolutely dominant in north temperate zone of geographical. A total of 6703 orchids of 34 species were investigated and distributed in 290 sites.andwere the most and least abundant species respectively, andwas the most widely-distributed. Among them, the height ofshowed a significant negative correlation with elevation, while there was a slightly correlation in other species. Most of Orchidaceae genera were distributed in 3100-3300 m, followed by 2900-3100 m, while the maximum number of individuals were distributed in 3900-4100 m. The number ofwas positively correlated with slope significantly, the number ofwas positively correlated with elevation significantly, the number ofwaspositively correlated with vegetation significantly, the number of whole genus ofwas positively correlated with elevation moderately. In general, the orchid resources in Gexigou Nature Reserve are relatively rich, and more distribute in the middle elevation. The number of some species is significantly correlated with environmental factors. Compared with the previous investigations in this reserve, the number of orchid species is significantly increased. However, three national protected species ofwith high ornamental value were not found, and the population of one species ofdecreased. Therefore, it is urgent to protect, publicize and enforce the law on orchids in the reserve.

Orchidaceae; quantity; distribution; environment

Q948

A

10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.008

2022-09-08；

2022-11-07

格西溝國家級自然保護區蘭科資源調查項目（No. 0703-1941CNIITC2027）；雅江縣生物物種（植物）調查評估服務項目（No. N5133112022000016）；四川水利職業技術學院科研項目（No. 2021SCSZYD-04）。

鄭 煒（1985—），女，博士，教授，研究方向：植物資源調查與生態環境保護。*通信作者（Corresponding author）：劉勝祥（LIU Shengxiang），E-mail：1612066112@qq.com。