大连小黑山水源涵养生态功能自然保护区植物区系及保护对策研究

张恒庆， 刘静怡， 王海双， 李佳欣， 焦 悦

(辽宁师范大学 生命科学学院，辽宁 大连 116081)

植物区系指一定地区所有植物种类的总和，是植物在一定自然地理条件下，特别是在自然历史条件下综合作用和发展的结果[1].近年来，区域生物多样性丧失的问题越来越严重[2]，保护生物多样性已成为人类共同面临的全球性问题，建立自然保护区就是保护生物多样性的一种措施[3].为了遏制区域野生动植物及其生境丧失的态势，全球建立了大量的自然保护区.对保护区的调查及保护一直是生态学领域的研究热点，通过对植物区系组成及分布区类型的研究有助于划分植物濒危等级、保护珍稀濒危野生物种以及保护植物多样性.目前，对植物区系的研究主要集中在山脉、湿地和自然保护区，如：赵万义等对罗霄山脉的研究[4]；覃俏梅等对江西九岭山脉的研究[5]；刘欣艳等对神农架大九湖湿地的研究[6]；谢勇等对黄金河国家湿地公园的研究[7]；郭舜等对福建武平中山河国家湿地公园的研究[8]；苏亚拉图对阿鲁科尔沁国家级自然保护区的研究[9]；赵丹对吉林市松花湖自然保护区的研究[10]；马国青等对辽宁努鲁儿虎山国家级自然保护区的研究[11].本研究在系统调查的基础上，对大连小黑山水源涵养生态功能自然保护区的植物区系进行了分析研究，并针对保护区面临的干扰提出合理的保护建议.

1 研究区域及方法

1.1 研究区域概况

小黑山水源涵养生态功能自然保护区位于大连市金州东北部，地理位置为东经121°50′～121°56′，北纬39°15′～39°22′，保护区总面积4 210 hm2.2001年12月经大连市政府批准，大连市建立小黑山水源涵养生态功能自然保护区，该保护区属于森林生态系统类型的自然保护区.

1.2 研究方法

1.2.1 植物调查

参考国家生态环境部下发的《自然保护区综合科学考察规程》《生物多样性观测技术导则——陆生维管植物》的要求，结合小黑山水源涵养生态功能自然保护区的地形地貌特征及植被分布规律，在踏查的基础上确定调查方案.采用样方与样线相结合的方法对保护区进行系统的植物调查：森林群落采用乔木30 m×30 m样方，并在样方对角线设置4个10 m×10 m灌木样方及5个2 m×2 m草本样方；灌木群落采用10 m×10 m样方，并在样方中央及对角线设置2 m×2 m草本样方；草本群落采用2 m×2 m样方.本研究共设置样方49个，其中,森林标准样方37个，灌木样方3个，草本样方9个；样线14条，样线长度共计9 287 m.样方设置见表1，样线设置见表2.对调查过程中未能识别的物种进行标本的采集，并详细记录物种的相关特征及生境等信息，带回实验室鉴定.种类的鉴定依据《中国植物志》[12]《大连地区植物志》[13]《大连生物物种多样性辞条》[14]及其他权威书籍或资料，对仍有疑问的物种，请两位以上的专家鉴定确认.

表1 样方设置

表2 样线设置

1.2.2 数据处理

(1)统计小黑山水源涵养生态功能自然保护区维管植物的科、属、种组成，并进行详细分析；

(2)依据《世界种子植物科的分布区类型系统》[15]及《世界种子植物科的分布区类型系统》的修订[16]对小黑山水源涵养生态功能自然保护区的种子植物进行区系分析.

2 结果与分析

2.1 植物科属组成分析

在小黑山水源涵养生态功能自然保护区453种维管植物中:蕨类植物共18种，隶属6科8属，占保护区维管植物总种数的3.97%；裸子植物5种，隶属2科3属，占保护区维管植物总种数的1.10%；被子植物430种，隶属74科242属，占保护区维管植物总种数的94.93%.植物科种组成见表3，植物属种组成见表4.

表3 保护区植物各科含有种数统计

表4 保护区植物各属含有种数统计

表3所显示的为小黑山水源涵养生态功能自然保护区植物科的组成情况.根据科内种的数量进行统计:单种科22个，占所有科的26.83%；寡种科39个，占所有科的47.56%；中等科12个，占14.63%；较大科6个，占7.32%；大科3个，分别为菊科、禾本科和豆科，占所有科的3.66%.由此可见，本区域占主要地位的为寡种科.

表4所显示的为小黑山水源涵养生态功能自然保护区植物属的组成情况.单种属157个，占小黑山水源涵养生态功能自然保护区所有属的62.06%；寡种属90个，占所有属的35.57%；中等属5个，占所有属的1.98%；大属仅1个，为菊属，占所有属的0.39%.由此可知，本区域占主要地位的是单种属.

2.2 种子植物区系分析

依据《世界种子植物科的分布区类型系统》及《世界种子植物科的分布区类型系统》的修订版，小黑山水源涵养生态功能自然保护区76科435种种子植物涉及6种分布区类型，见表5.根据吴征镒的《中国种子植物属的分布区类型》划分，小黑山水源涵养生态功能自然保护区245属435种种子植物涉及15种分布区类型，见表6.

表5 种子植物科的分布区类型

表6 种子植物属的分布区类型表

保护区种子植物科的区系成分主要为世界广布类型，共有38科，占保护区种子植物总科数的50.00%，包含蔷薇科(Rosaceae)、豆科(Leguminosae)等，涵盖335种植物；其次为泛热带分布类型，共有19科，占保护区种子植物总科数的25.00%，包含大戟科(Euphorbiaceae)、椴树科(Tiliaceae)等，涵盖42种植物；北温带分布类型排在第三位，共有16科，占保护区种子植物总科数的21.04%，包含松科(Pinaceae)、百合科(Liliaceae)等，涵盖53种植物.其余3个分布区类型均仅含1科，马鞭草科(Verbenaceae)属于东亚(热带、亚热带)及热带南美间断分布，杜鹃花科(Ericaceae)属于热带亚洲至热带非洲分布，透骨草科(Phrymaceae)属于东亚及北美间断分布.

保护区种子植物属的区系成分主要为北温带分布，共有78属，占保护区种子植物总属数的31.84%，包含蒿属(Artemisia)、黄精属(Polygonatum)、委陵菜属(Potentilla)、唐松草属(Thalictrum)等，涵盖165种植物；其次为世界广布，有41属，占保护区种子植物总属数的16.73%，包含蓼属(Polygonum)、藜属(Chenopodium)、鼠李属(Rhamnus)、堇菜属(Viola)等，涵盖88种植物；泛热带分布排在第三位，共有32属，占保护区种子植物总属的13.06%，包含大戟属(Euphorbia)、鹅绒藤属(Cynanchum)、打碗花属(Calystegia)、狗尾草属(Setaria)等；旧世界温带分布排在第四位，共有30属，占保护区种子植物总属数的12.24%，包含石竹属(Dianthus)、益母草属(Leonurus)、沙参属(Adenophora)、隐子草属(Cleistogenes)等.其他11种分布类型依次为东亚分布，共有18属，占保护区种子植物总属数的7.34%；东亚和北美洲间断分布，共12属，占保护区种子植物总属数的4.90%；温带亚洲分布，共8属，占保护区种子植物总属数的3.27%；旧世界热带分布，共7属，占保护区种子植物总属数的2.86%；热带亚洲至热带非洲分布，共7属，占保护区种子植物总属数的2.86%；热带亚洲至热带大洋洲分布，共3属，占保护区种子植物总属数的1.22%；热带亚洲分布，共3属，占保护区种子植物总属数的1.22%；地中海区、西亚至中亚，分布2属，占保护区种子植物总属数的0.82%；中亚分布，分布2属，占保护区种子植物总属数的0.82%；东亚及热带南美间断分布仅1属，占保护区种子植物总属数的0.41%；中国特有分布仅1属，占保护区种子植物总属数的0.41%；

3 讨 论

3.1 植物组成

小黑山水源涵养生态功能自然保护区植物物种数量较为丰富，在科属组成上，单种科、寡种科、单种属和寡种属在保护区占优势.在科水平上，寡种科占主要优势，另外含30种以上的科有3个，分别为菊科、禾本科和豆科，这3科共有植物132种，隶属77属，分别占总种数和总属数的29.14%和30.43%，可以看出大科的优势作用明显，在保护区的区系组成中起重要作用，并且较多对保护区的研究都发现这3科植物优势明显[9，17-20].在属水平上，保护区共有单种属157个，占总属数的62.06%，优势明显，是保护区植物的重要的组成部分，韩小军对贵池十八索省级自然保护区的研究[21]、张晓明等对辽宁仙人洞国家级自然保护区药用植物的研究[22]以及洪宇薇等对天津北大港湿地自然保护区的研究[23]同样得出单种属占主要优势的结论.

努鲁儿虎山国家级自然保护区有维管植物97科412属1 006种(含变种和亚种).其中,蕨类植物10科13属33种，裸子植物3科6属12种，被子植物84科393属961种[11].大连城山头海滨地貌国家级自然保护区有维管植物63科188属270种，其中，蕨类植物7科7属9种，裸子植物2科2属3种，被子植物54科179属258种[24-25].这两个保护区与小黑山水源涵养生态功能自然保护区均为辽宁省内的保护区，比较发现小黑山水源涵养生态功能自然保护区的多样性在另外两个保护区之间.3个保护区被子植物种数分别占保护区植被总种数95.56%、95.53%、94.92%，可以看出被子植物在数量上占绝对优势，其次是蕨类植物，裸子植物所占比例最小.

3.2 植物区系

小黑山水源涵养生态功能自然保护区245属435种种子植物涉及15种分布区类型.北温带分布和世界广布居保护区种子植物的前两位，具有典型的温带性质，符合小黑山水源涵养生态功能自然保护区所在地理位置和气候条件，并与泛热带分布和旧世界温带分布区系来源较近，体现出不同分布类型交叉分布的特征.保护区同时含有15种分布区类型，复杂多样，这可能与保护区生物类群的起源、迁移和分布及地质时期气候变化对植物的选择有关.

4 面临问题及保护建议

4.1 人为活动频繁

小黑山水源涵养生态功能自然保护区内，尤其是实验区内，有常住人口，以从事农业生产为主.人类生产、生活中产生的垃圾是保护区生态环境面临的一个较大威胁.另外，保护区内没有集中供水和排水设施，造成该区存在点源、面源污染的隐患.建议加大宣传力度，使当地居民了解保护生态系统的重要性，必要时采取乱扔垃圾罚款的措施，以避免乱丢垃圾的现象发生.

随着社会经济的发展，保护区周边旅游业争相开发.在旅游旺季，大量人口涌入，对保护区造成一定程度的破坏，给物种的生存和生态环境的稳定带来隐患.另外，由于旅游业的开发，大量基础设施开始建设，尤其是在保护区实验区内的基础设施建设，对保护区内水源涵养功能的发挥、物种的生存、生态环境的保持都有一定的影响.保护区管理机构应不断加大对旅游景点周边区域的管理工作，确保在旅游业不断发展的过程中，保护区的生态功能不遭到破坏.加大对游客的宣传教育，让游客了解保护区对于环境保护的重要性.

4.2 植物资源受威胁

在调查过程中发现，保护区内分布大量野葛.野葛具有极强的抗逆性，其根颈部和块根耐寒，可在土中安全越冬，第二年继续露土出芽，生长出枝叶.野葛在保护区内已经成为一大隐患，它们缠绕树木，甚至将一棵棵树木绞缠而死，肆意蔓延破坏植物资源，危害生态环境，如不加以控制，野葛将会对保护区的植物资源造成巨大危害.

鉴于潜在的巨大威胁，应对保护区内的野葛进行挖除，并加强后期的监测，同时也应在保护区内建立长期的生物多样性监测机制，防止类似现象发生.