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九寨沟地区分布有多个自然保护区和世界自然遗产地,是长江源天然林保护工程的重点地区,生物多样性高,分布有大量珍稀保护动植物[1-4],属长江、黄河上游重要的水源涵养及生态安全屏障,生态地位极其重要[5]。“8·8”九寨沟地震及山体滑坡、泥石流、危岩崩塌等[6]次生灾害的发生造成区域植被遭到破坏[7],显著影响该地区珍稀保护动植物的栖息地环境,使野生珍稀保护动物生境斑块破碎化、连通性降低[8]。
九寨沟地震灾区是我国生物多样性保护的关键区域,尤其是灾区内的自然保护区和世界自然遗产地。植被的自然恢复是一个漫长的过程,且受到众多因素的影响[9];为加快地震灾区植被恢复重建工作,进行必要的人工恢复可极大加快植被恢复的进程。生态环境的恢复及重建工作的关键地段和重点便是地震灾区内珍稀保护动物受损栖息地[10],对此在九寨沟地震灾区植被恢复中必须掌握地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内的物种组成、植被分布、受损程度等基础资料。本文通过样线、样方法等对九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内的维管植物种类进行调查统计,借此分析调查区内植物区系组成及特征,为九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地的植被恢复重建工作的开展提供重要参考依据和基础数据。
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通过野外调查统计结果及资料查阅补充,九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内共计野生维管植物580种、291属、89科(见表1),其中蕨类植物13科16属24种、裸子植物3科8属19种,被子植物73科267属537种(其中:双子叶植物64科211属452种、单子叶植物9科56属85种)。
物种组成 科 属 物种 数量 比例/% 数量 比例/% 数量 比例/% 蕨类植物 13 14.61 16 5.50 24 4.14 裸子植物 3 3.37 8 2.75 19 3.28 双子叶植物 64 71.91 211 72.51 452 77.93 单子叶植物 9 10.11 56 19.24 85 14.66 合计 89 100.00 291 100.00 580 100.00 Table 1. Statistical results on species richness of wild vascular plants in the study area
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根据各科所含植物种数的实际状况及相关文献资料对科的划分方案[19],九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内580种野生维管植物中,含20 种以上的大科有5个,即蔷薇科(Rosaceae/17属44种)、禾本科(Poaceae/24属35种)、菊科(Compositae/31属71种)、毛茛科(Ranunculaceae/12属33种)和蝶形花科(Papilionaceae/9属21种),共93属204种;含10~19种的中等科12个,共72属149种,包括百合科(Liliaceae/11属17种)、虎耳草科(Saxifragaceae/9属16种)、蓼科(Polygonaceae/3属14种)、伞形科(Umbelliferae/11属13种)等;含6~9种的少种科9个,共33属67种,包括十字花科(Cruciferae/8属9种)、小檗科(Berberidaceae/3属9种)、龙胆科(Gentianaceae/3属8种)、报春花科(Primulaceae/3属7种)和五加科(Araliaceae/3属7种)等;含2~5种的寡种科47个,共77属144种,包括堇菜科(Violaceae/1属5种)、景天科(Crassulaceae/2属5种)、桔梗科(Campanulaceae/2属5种)和灯心草科(Juncaceae/1属4种)等;其余均为单种科,共16个。
从科的分类及比例可以看出:九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内维管植物以寡种科为优势科的特征十分显著,所占比例52.81%;在属和种的层次水平上,大科的优势十分突出,中等科和寡种科的比例接近,分别占总属数的比例为31.96%、24.74%、26.46%,占总种数的35.17%、25.69%、24.83%(见表2)。
类别 科数 科比例/% 属数 属比例/% 种数 种比例/% (大科)≥20种 5 5.62 93 31.96 204 35.17 (中等科)10~19种 12 13.48 72 24.74 149 25.69 (少种科)6~9种 9 10.11 33 11.34 67 11.55 (寡种科)2~5种 47 52.81 77 26.46 144 24.83 单种科(区域单种科) 16 17.98 16 5.50 16 2.76 Table 2. Statistical results on family diversity of wild vascular plants in the study area
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以各属所含物种数量的多少,九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内维管植物291个属中:含物种数≥10种的多种属1个,即杜鹃属(Rhododendron/10种);含6~9种的中等属13个,分别是蒿属(Artemisia/9种)、蓼属(Polygonum/9种)、柳属(Salix/9种)和忍冬属(Lonicera/8种)等;含2~5 种的寡种属110个,包含307个植物种,占植物总数的52.93%,如堇菜属(Viola/5种)、老鹳草属(Geranium /5种)、蔷薇属(Rosa/5种)和铁线莲属(Clematis/5种)等;单种属167个,主要包括独行菜属(Lepidium)、短柄草属(Brachypodium)、鹅观草属(Roegneria)、发草属(Deschampsia)等。
由表3可见,单种属和寡种属是九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内维管植物区系的主体,在属和种的层次上均占较大比例,分别为57.39%、37.80%和28.79%、52.93%;而中等属的比例较小,占植物总属数的4.47%和植物总种数的16.55%;多种属则少见,仅1属,所含物种占总物种数量的1.72%。
类型 属数 占总属数比例/% 种数 占总种数比例/% 多种属(≥10种) 1 0.34 10 1.72 中等属(6~9种) 13 4.47 96 16.55 寡种属(2~5种) 110 37.80 307 52.93 单种属 167 57.39 167 28.79 总计 291 100.00 580 100.00 Table 3. Statistical results on genera diversity of wild vascular plants in the study area
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按照世界种子植物[15, 20]及蕨类植物[21]科的分布区类型划分系统,九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内野生维管植物89科共划分为9个分布区类型,其中蕨类植物13科划分为4个分布区类型(见表4)。区系中世界分布的科共42科,占总科数的47.19%;热带分布(2~7类)的科有23科,占总科数的25.84%;温带分布(8~14类)的科有24科,占总科数的26.97%;无中国特有分布的科。
分布区类型 科数 合计 比例/% 蕨类植物 种子植物 (1)世界分布 6 36 42 47.19 (2)泛热带分布 3 15 18 20.22 (3)热带亚洲和美洲间断分布 − 2 2 2.25 (4)旧大陆热带分布 − − − − (5)热带亚洲至热带大洋洲 1 1 2 2.25 (6)热带亚洲至热带非洲分布 − 1 1 1.12 (7)热带亚洲(印度−马来西亚)分布 − − − − (8)北温带分布 3 17 20 22.47 (9)东亚和北美洲间断分布 − 1 1 1.12 (10)旧大陆温带分布 − 1 1 1.12 (11)温带亚洲分布 − − − − (12)地中海分布、西亚至中亚分布 − − − − (13)中亚分布 − − − − (14)东亚(喜马拉雅−日本)分布 − 2 2 2.25 (15)中国特有 − − − − 合计 13 76 89 100.00 Table 4. Distribution types of wild vascular plants families in the study area
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根据吴征镒、李锡文等[16, 20]关于植物属的分布类型的划分,九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内野生维管植物291属可归为15个分布区类型(见表5),其中世界分布属49属;热带分布属46属(分布类型2~7,共6型),占总属数(不含世界分布)的19.01%;温带分布属(分布型8~14,共18型)191属,占总属数(不含世界分布)的78.93%;中国特有属5属,占总属数的2.07%。
分布区类型 属数 合计 比例/% 蕨类植物 种子植物 1. 世界分布 10 39 49 − 2. 泛热带分布 1 25 26 10.74 3. 热带亚洲和热带美洲间断分布 1 1 0.41 4. 旧世界热带分布 3 3 1.24 5. 热带亚洲至热带大洋洲分布 1 3 4 1.65 6. 热带亚洲至热带非洲分布 2 6 8 3.31 7. 热带亚洲(印度−马来西亚)分布 4 4 1.65 8. 北温带分布 2 89 91 37.60 8−2. 北极−高山分布 2 2 0.83 8−4. 北温带和南温带(全温带)间断分布 21 21 8.68 8−5. 欧亚和南美洲温带间断分布 1 1 0.41 8−6. 地中海区、东亚、新西兰和墨西哥到智利间断分布 1 1 0.41 9. 东亚和北美洲间断分布 14 14 5.79 10. 旧世界温带分布 19 19 7.85 10−1. 地中海区、西亚和东亚间断分布 3 3 1.24 10−2. 地中海区和喜马拉雅间断分布 1 1 0.41 10−3. 欧亚和南非洲(有时也在大洋洲)间断分布 1 1 0.41 11. 温带亚洲分布 8 8 3.31 12. 地中海区,西亚至中亚分布 1 1 0.41 12−3. 地中海区至温带、热带亚洲,大洋洲和南美洲间断 1 1 0.41 13. 中亚分布 13−2. 中亚至喜马拉雅分布 1 1 0.41 14. 东亚(东喜马拉雅−日本)分布 18 18 7.44 14−1. 中国−喜马拉雅(SH)分布 6 6 2.48 14−2. 中国−日本(SJ)分布 2 2 0.83 15. 中国特有分布 5 5 2.07 合计(不计世界分布) 6 236 242 100.00 Table 5. Distribution types of wild vascular plants genera in the study area
世界分布的属遍及各大洲而无特殊分布中心,或者有一个或数个分布中心而包含世界种的属[22]。由表5可得,世界分布属共49属,包括银莲花属(Anemone)、黄耆属(Astragalus)、碎米荠属(Cardamine)、薹草属(Carex)、蓼属(Polygonum)和灯心草属(Juncus)等,多为草本植物。
研究区域内,热带成分46属(分布类型2~7),占总属数的19.01%,其中以泛热带分布类型(26属)为主,占区系总属数的10.07%,包含有醉鱼草属(Buddleja)、打碗花属(Calystegia )、南蛇藤属(Celastrus)、朴属(Celtis)、大青属(Clerodendrum)等。
温带成分共计191属,占总属数的78.93%,其中以北温带分布(91属)为主,北温带和南温带(全温带)间断分布(21属)、东亚和北美洲间断分布(14属)、旧世界温带分布(19属)、东亚(东喜马拉雅-日本)分布(18属)占比例成分较高,它们构成了温带成分的主要分布类型,包括有野古草属(Arundinella)、紫菀属(Aster)、菵草属(Beckmannia)、小檗属(Berberis)、短柄草属(Brachypodium)、拂子茅属(Calamagrostis)、荠属(Capsella)、紫堇属(Corydalis)、琉璃草属(Cynoglossum)等。中国特有成分5属,占总属数的2.07%,分别是:藤山柳属(Clematoclethra)、箭竹属(Fargesia)、细裂芹属(Harrysmithia)、华蟹甲属(Sinacalia)、高山豆属(Tibetia)。
通过分析表明,九寨沟地震灾区珍稀保护动物受损栖息地内野生维管植物属的区系组成中,世界分布成分比例较低,温带成分占78.93%,热带成分占19.01%,北温带分布(91属)是主要的分布区类型,中国特有成分5属,体现了植物区系显著的温带性质。