内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园维管植物区系分析

2024-01-06 03:50韩丽荣特喜铁吴淘锁黄学文
湿地科学 2024年1期
关键词:分布区植物区系区系

李 杰,韩丽荣,刘 琼,特喜铁,吴淘锁,黄学文*

(1.呼伦贝尔学院农学院,内蒙古海拉尔 021008;2.呼伦贝尔学院旅游地理与历史文化学院,内蒙古海拉尔 021008;3.呼伦贝尔学院工学院,内蒙古海拉尔 021008)

湿地公园是指拥有一定的规模和范围,以湿地景观为主体,以湿地生态系统保护为核心,兼顾湿地生态系统服务功能展示、科普宣教和湿地合理利用示范,蕴涵一定文化或美学价值,具有一定基础设施,可供人们进行科学研究和生态旅游,并予以特殊保护和管理的湿地区域[1-2]。植物作为湿地公园的构成本底,植物的多样性水平和区系特征,对湿地公园生态系统的稳定性具有影响。

植物区系指一定地区所有植物分类单位的总和,是植物在一定的自然地理条件下,特别是在自然历史条件综合作用下发展演化的结果[3-4]。一定区域的植物区系反映了植物在地质历史时期中的演化脉络[5]。通过植物区系划分,分析不同植物区系形成的历史和地理因素,可以为野生植物资源的保护和持续利用、生物多样性保护和植物恢复等提供科学依据[6]。

2016年,经国家林业局批准,内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园试点建设。2021 年7 月,内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园通过国家评估验收。该湿地公园位于大兴安岭西麓,呼伦贝尔市鄂温克族自治旗的南端。该湿地公园主要由伊敏河上游河道、河滩地、河流阶地以及周边林地、草原草甸等组成,湿地率为68.84%。该湿地公园位于大兴安岭与呼伦贝尔草原之间、山地与高原和森林与草原的过渡地带以及中国主体功能区的北方防沙带中,对阻隔呼伦贝尔沙地向南扩散,改善当地生态环境发挥了重要作用。伊敏河是呼伦贝尔市鄂温克族自治旗与海拉尔区40万人口唯一的饮用水源地。因此,内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园的建设与保护是完善国家生态保护体系和保障流域生态用水安全的需要。另外,该湿地公园与内蒙古红花尔基樟子松林国家级自然保护区、内蒙古辉河国家级自然保护区、内蒙古红花尔基樟子松国家森林公园毗邻。

本研究于2021年5月至9月,在内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中,开展了野外植物调查,研究了该湿地公园中维管植物的组成和维管植物科、属、物种的区系特点,分析了植物区系形成的因素,旨在为该湿地公园及周边区域生物多样性保护和植物恢复积累基础数据和提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究区

内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园(48°7′52.4″N 至48°18′14.3″N,120°11′34.2″E 至120°28′0.3″E)位于内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗红花尔基林业局头道桥林场施业区内。

该湿地公园的海拔为700~1 000 m,东西长21 km,南北宽17 km,总面积为3 144 hm2;其主要地貌为低山、丘陵或平原;所处水系为伊敏河源头;土壤以灰色森林土、黑钙土、沙土、暗色草甸土、泥炭沼泽土和腐殖质沼泽土为主[7]。该区域的气候属中温带大陆性季风气候,年平均气温为-1.5~-3.7 ℃,年降水量为344~420 mm,年日照时数为2 800 h。

1.2 调查方法

考虑到内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中的植物物候期、植物分布情况和地形差异等因素,于2021年5月至9月每月的1日至3日,在该湿地公园中,开展了5次野外维管植物调查,辅以维管植物的标本采集和种类鉴定,建立了该湿地公园维管植物名录。

根据该湿地公园的总体规划,共设置15 条植物调查样线(图1)。在每条调查样线上,设置5 个规格为1 m×1 m 的样方。在植物调查时,记录样方内所有植物物种的名称。另外,在调查样线周边的特殊小生境区域内,增设30个调查点,记录其中的植物物种组成和环境状况。对在野外不能鉴定种类的植物物种,采集其标本,带回实验室鉴定植物的种类。

图1 内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中的植物调查样线分布图Fig.1 Distribution map of plant survey lines in Inner Mongolia Honghuaerji Yimin River National Wetland Park

依据《内蒙古植物志》[8]、《中国植物志》[9]、《东北植物检索表》[10]和APG Ⅳ系统[11],对调查中记录的植物种类进行鉴定。采用文献[12]至文献[14]中的相关方法,确定湿地公园蕨类植物物种的区系类型。参照文献[3]至文献[5]和文献[15]至文献[17]中的中国种子植物科、属分布区类型的划分方法,确定种子植物科、属的分布区类型。参照文献[18]和文献[19]中的相关方法,确定研究区中的种子植物物种的地理成分。

2 结果与分析

2.1 维管植物的物种组成

调查期间,在内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中,记录了63 科241 属445 种维管植物(表1)。其中,有蕨类植物4 科4 属7 种,有裸子植物1科1属1种,有被子植物58科236属437种。

表1 2021年内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中的维管植物物种名录Table 1 List of vascular plant species in Inner Mongolia Honghuaerji Yimin River National Wetland Park in 2021

在内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园的63科维管植物中,菊科、禾本科、蔷薇科、毛茛科和豆科的物种数量位居前五位,其分别为37 属78 种、27属47种、15属34种、13属29种和12属22种,共有104属210种;石竹科、唇形科、莎草科、伞形科、十字花科、玄参科、蓼科和杨柳科的物种数量位居第六位至第十三位,其分别为8 属15 种、12 属14种、4 属14 种、11 属13 种、11 属13 种、7 属13 种、2属12 种和3 属10 种,共有58属104种;百合科、龙胆科、桔梗科、牻牛儿苗科、鸢尾科、苋科和堇菜科的物种数量分别为4 属8 种、4 属8 种、3 属8 种、2属7种、1属7种、5属6种和1属6种,共有20属50种;物种数量为5种及以下的科包括景天科、报春花科和茜草科等17科,共有33属55种;有26科为单种科,共有26属26种(见表1)。

将包含10 种物种及以上的科确定为优势科。在内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园的维管植物科中,有13 科为优势科,其分别为菊科、禾本科、蔷薇科、毛茛科、豆科、石竹科、唇形科、莎草科、伞形科、十字花科、玄参科、蓼科和杨柳科,共有162属314种维管植物。

艾蒿属(Artemisia)、委陵菜属(Potentilla)和薹草属(Carex)的物种数量位居241属的前三位,其物种数量都在10~19种之间;有7属的物种数量都在6~9种之间;有76属的物种数量都在2~5种之间;有155属的物种数量都为1种。由此可见,单种属和寡种属构成了该湿地公园维管植物属的主体。

2.2 维管植物的区系

内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中的63科维管植物分属于5 种分布区类型及其3 种变型(表2),包括世界分布(33科)、泛热带分布(8科)、热带亚洲-热带非洲-热带美洲分布(1科)、以南半球为主的泛热带分布(1 科)、旧世界热带分布(1 科)、热带亚洲至热带澳洲洲际连续或间断分布(1 科)、北温带分布(11 科)、北温带和南温带间断分布(7科)。33科世界分布科包括木贼科、鳞毛蕨科和榆科等;12科具有热带成分;18科具有温带成分。因此,该湿地公园中的维管植物科的区系具有比较明显的温带性质。

表2 内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中维管植物科的分布区类型Table 2 Flora of vascular plants in family in Inner Mongolia Honghuaerji Yimin River National Wetland Park

内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园的241属维管植物分属于12种分布区类型及其8种变型(表3)。其中,有48 属的分布区类型为世界分布型,包括蕨类植物的木贼属(Hippochaete)、问荆属(Equisetum)、鳞毛蕨属(Dryopteris)和种子植物的 香 蒲 属(Typha)、芦 苇 属(Phragmites)、苋 属(Amaranthus)、独 行 菜 属(Lepidium)、鬼 针 草 属(Bidens)、早熟禾属(Poa)、剪股颖属(Agrostis)等45属;有11属的分布区类型为热带分布型,其中有7属为泛热带分布属;有182属的分布区类型为温带分布型,占绝对优势地位,其中,分布区类型属于北温带分布型及其变型的属数(115属)最多;有35属的分布区类型属于旧世界温带分布型及其变型;有5属的分布区类型属于地中海区、西亚至中亚分布及其变型。这表明该湿地公园中的维管植物属的区系具有明显的温带性质,且区系之间联系比较广泛。

表3 内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中维管植物属的分布区类型Table 3 Flora of vascular plants in genera in Inner Mongolia Honghuaerji Yimin River National Wetland Park

内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中的445 种维管植物分属于8 种分布区类型及其20 种变型(表4)。其中,有15 种为世界分布种,以水生植物和一年生杂草为主;有4种为泛温带分布种,表明南、北半球温带植物区系具有一些联系;有70种为泛北极(北温带)分布种,包括蔺木贼和铃兰等林下植物,地榆是草甸的建群种之一,水杨梅、广布野豌豆和蓬子菜等都为草甸中的中生植物,洽草为草原植物的典型代表,冷蒿是草原退化的指示植物;有8 种为亚洲-北美分布种;有80 种为古北极(旧大陆温带)分布种;有1种(鹿蹄柳)为欧洲-西伯利亚分布种;有120种为东古北极(温带亚洲)分布种,其中,榆树可以在草原带的沙地和古河床两岸形成疏林,甜杨常见于河岸杂木林,蒿柳也是河岸常见的柳灌丛建群种,兴安升麻和毛蕊老鹳草等为山地森林的代表种,芍药、秦艽和黄海棠等常见于草甸和林缘草甸,脚薹草、轮叶委陵菜、阿尔泰狗哇花和野韭等是草甸草原和林缘草甸的伴生种;有23种为东亚分布种,其中,木本植物只有山杨1种,为山地落叶阔叶林的建群种,草本植物有乌腺金丝桃、紫斑风铃草和桔梗等。分布在东亚、古地中海和中亚的物种也属于温带物种。在该湿地公园中,泛北极分布种、古北极分布种和东古北极分布种共有351种,说明该湿地公园中的植物区系属于泛北极植物区,是具有温带性质的区系。

表4 内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中维管植物种的分布区类型Table 4 Flora of vascular plants in species in Inner Mongolia Honghuaerji Yimin River National Wetland Park

3 讨 论

内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中的维管植物种类丰富,这与其所处地理位置有关。该湿地公园处于呼伦贝尔草原与大兴安岭林区的交错地带,在森林、草原、草甸、灌丛和湿地等复杂的环境条件下,生长着多种类的植物。

在植物区系地理中,科作为高级分区的指标,能够体现区域中植物区系与其他植物区系的联系[20]。植物优势科是分析区域植物区系的重要指标[21]。内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中的菊科、禾本科和毛茛科等13 科优势科的物种数量(314 种,占总物种数量的70.56%)占有绝对优势。该湿地公园与内蒙古额尔古纳国家湿地公园中种子植物的组成和数量[22]相似。

属的分布区是其组成物种分布区的总和[23]。与科的区系特征相比,属的区系特征能体现出植物进化和变异的情况,也更能说明一个地区植物区系的特征[24]。在地区性植物研究中,研究植物属的多样性可以为地区植物区系的演变提供佐证或线索。内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中维管植物属的区系成分包括了中国维管植物15种分布区类型中的12 种类型及其8 种变型,表明该湿地公园中维管植物的区系成分比较复杂。其中,温带成分有182属(北温带分布及其变型、东亚和北美间断分布、东半球温带分布及其变型、温带亚洲分布、地中海地区、西亚至中亚分布及其变型、中亚分布及其变型、东亚分布及其变型和中国特有分布),占总属数的75.52%。

一个地区的植物区系性质是由植物种的地理成分决定的,种的分布类型与科、属的分布类型不一定完全相同。通过对植物属内种的区系成分分析,可以充分而准确地佐证该地区植物区系的地带性质、演化历史、迁移途径和环境变迁等区系地理学的重要问题[25]。在内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园的维管植物种的分布区类型中,泛北极分布种、古北极分布种和东古北极分布种的物种数量占总物种数量的78.88%,是该湿地公园中维管植物区系的基本成分,说明该湿地公园中维管植物区系属于泛北极植物区,具有温带性质。这与该湿地公园地处欧亚大陆东端的地理位置和所属气候带[26]相吻合。在该湿地公园中维管植物种的地理成分中,有56种为西伯利亚性质分布种,占维管植物总物种数量的12.58%,这与该湿地公园位于大兴安岭寒温带气候带东侧边缘相关;有21 种为蒙古性质分布种,占维管植物总物种数量的4.72%,这是因为该湿地公园地处大兴安岭西麓中低山区;有41种为东北性质分布种,占维管植物总物种数量的9.21%,这与东北植物区系有一定联系。在种水平上,该湿地公园中维管植物区系与世界分布类型有普遍联系,且有部分热带分布型物种渗入,这与中国东北植物区系[27]、东北湿地的种子植物区系[28]特征一致,也与内蒙古自治区大兴安岭林区湿地中的植物区系[29]具有一定的相似性。综上所述,内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园是东北植物区系与蒙古植物区系物种交流的重要通道。

特有属和特有物种能较好地反映某一区域植物区系在起源方面的特征[20]。内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中维管植物的区系绝大部分为年轻的区系成分,无特有成分,表明该湿地公园的维管植物区系的个性特征[30]不明显。

在内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园的维管植物科的分布区类型中,有35科为世界分布科,占绝对优势;在属的分布区类型中,有48属为世界分布属,占该湿地公园中维管植物总属数的19.92%;在种的地理成分上,有19 种为世界分布和泛温带分布种,占该湿地公园中维管植物总物种数量的4.27%。这说明该湿地公园中维管植物区系科的层面普遍性大,属的层面普遍性较大,种的层面普遍性小。

4 结 论

2021年5月至9月期间,在内蒙古红花尔基伊敏河国家湿地公园中,分布着63科241属445种维管植物;菊科、禾本科、蔷薇科、毛茛科和豆科的物种数量分别为78种、47种、34种、29种和22种,在该湿地公园的维管植物组成中占据优势地位;艾蒿属、委陵菜属和薹草属的物种数量较多,分别为15种、12种和10种。

该湿地公园中维管植物的区系具有明显的温带性质,科、属、种的分布区类型都以温带属性为主,尤其是在属的分布区类型中,具有温带属性的属数占非世界分布属数的94.30%。在该湿地公园的维管植物区系成分中,绝大部分为年轻区系,没有特有成分;植物区系科的层面普遍性大,属的层面普遍性较大,种的层面普遍性小。

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