神农架植被及其生物多样性基本特征赵常明陈伟烈（中国科学院植物研究所神农架生物多样性定位研究站，北京 100093）摘要本文概述了神农架植被的研究史及其自然地理条件，分析了神农架植被的区系组成、植被的地理分异及其在全国植被区划中的地位，以及神农架植物的特有现象、生态系统中物种丰富度、神农架植被类型及植被景观等植物生物多样性基本特征。
神农架拥有很高的生物多样性，而且特有性也很高，种子植物约有3 000种左右，在神农架种子植物663属的区系组成中，最多的为北温带分布，占21．12%，其次为泛热带分布，占15．23%，再次为东亚分布占14．63%，其他较多的为热带亚洲分布、东亚和北美间断分布，分别占9．05%和7．39%。
热带分布属有237属，占35．75%，温带分布属有256属，占38．61％，热温比为1：1．08，这表明神农架植物区系有亚热带向温带过渡的特性。
神农架植被的垂直分布带划分如下：海拔900（1300）m以下为常绿阔叶林带；900（1300）～1500（1600）m为常绿落叶阔叶混交林带；1500（1600）～1800（2 400）m为落叶阔叶林带；1800（2 400）～2 400（2 600）m为针阔混交林带；2 400（2 600）m 以上为亚高山针叶林带。
提出了植被状况的综合评判标准——植被自然度的概念及其级别划分的原则和标准，初步将植被的自然度划分为5级，分别用1，2，3，4，5表示了极度破坏、严重破坏、中度破坏、轻度破坏、原生植被，并进一步阐述了神农架植被的现状；确定其自然度为3，即中度破坏；对神农架植物生物多样性的保护、恢复与重建及生物资源的可持续利用提出了一些建议。
关键词神农架植被生物多样性基本特征自然度神农架是我国中部的最高峰，也是大巴山系的最高峰，海拔31 05．4m，是我国东部平原丘陵区向我国中部山地区的过渡地区，也是中亚热带向北亚热带过渡的地区，具有明显的过渡带（Ecotone）特征。
研究它，不仅在地域分异上可以探索许多生态学上的规律，探讨气候变迁对当地的影响，也对当地的可持续发展（Sustainable Development）有所贡献。
植物学家很早以前就注意到神农架在生物区系上的重要性。
早在1888年，英国人亨利（Augustine Henry）在宜昌任职期间，先后7次去神农架采集植物标本，他写道“我是第一个登上神农主峰的外国人”。
英国人威尔逊（Ernest Henry wilson）曾于1900年在这一带采集植物标本、种子。
他们大量采集的标本保存在英国爱丁堡皇家植物园（Edinburgh BotanicalGarden），种子培育出的植物扩散到整个欧洲。
我国植物学家最早（1922年）赴神农架和兴山采集的是钱崇澍、陈焕镛和秦仁昌，而后陈嵘（1926、王战（1943）、刘瑛（1957）、陈封怀（1958）等人，先后对神农架植物标本进行了多次采集。
大量而较全面的植物考察当推1976、1978年的神农架植物资源考察和1980年的中美联合考察，不仅采集了大量的标本，而且开展了有关植被的研究。
在植被研究方面，王战曾写过有关神农架林业的报告（内部资料），当时神农架没有开神农架植被及其生物多样性基本特征 271发，森林茂密，人烟稀少，野外调查十分困难。
“鄂西神农架地区的植被和植物区系”（应俊生等，1979），是第一篇涉及植被的专题论文。
而后，《神农架植物》（中国科学院武汉植物研究所编著，1980）简要叙述了神农架植被的概况，《鄂西植被研究》（班继德等，1995）报道了神农架自然植被。
最近《人类活动对生态系统多样性的影响》（陈灵芝等，1999）一书中，专门就神农架的植被和区系受人为影响的方面作了报道。
《神农架自然保护区科学考察集》（朱兆泉等，1999）对神农架的植被类型也作了描述。
其他有关神农架植被的专题论文也很多。
这些工作都为分析神农架植被的生物多样性奠定了基础。
在许多资料中，由于研究工作的深度与范围不同，即使是植物种类其数量也相差甚远，如维管束植物就有1870种（班继德等 1995）、3 023种（应俊生等，1999）、27 762种（朱兆泉等，1999），具有明显差别。
关于植被类型，由于划分的级别、方法不同，差别更大。
被广泛关注的垂直带划分，也各有看法，不尽统一。
尽管如此，但是所有作者的某些看法是比较一致的，如维管束植物种类有3 000种左右，植被类型有常绿阔叶林、硬时常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、亚高山针叶林、竹丛、草甸等。
1 自然地理背景神农架地区，原为一片大海，约19亿年前“大别山运动”使其频繁升降并发生断裂与火山的喷发，10亿年前“黄陵运动”使其遭受褶皱与轻微变质，奠定了神农架基底构造的轮廓。
神农架绝大部分为扬子地台的隆起和剥蚀区。
距今8亿年前后的强烈造山运动——“晋宁运动”使其全部上升为陆地，7亿年前，遭受海侵，距今61．5亿年前开始进入古生代的沉积，从寒武纪到奥陶纪，形成明显的海侵沉积和构造环境。
“宜昌运动”又造成地块大面积抬升，海域收缩，志留纪时期出现滨海、浅海相泥砂质沉积，“广西运动”使神农架和扬子台地整体抬升为陆，泥盆纪、石炭纪神农架没有沉积，“燕山运动”又使神农架发生褶皱和断裂，基本奠定神农架现代构造的骨架，进入第四纪新构造运动主要影响在总体隆起的背斜上。
由于间隙式的抬升，形成了2 900～3 100m、2 500～2 700m、2 000～2 300m、1500～1700m等多级夷平面，某些断裂第四纪以来还在进行，常导致地震和山崩等。
神农架位于汉水与长江干流间的分水岭——大巴山脉的东端，呈近东西向延伸，山峰多在1500m以上，海拔3 000m以上的山峰有6座，2 500m以上20座，总体上表现出山地地貌与流水地貌相组合的地势形态。
由于岩层主要由沉积岩的灰岩地层所组成，岩溶地貌喀斯特地貌也十分明显。
山高谷深、坡度陡峻是神农架山地的特点，但在一级平面上，又显相对平缓。
两大水系——长江干流水系与汉江水系，使神农架南北的大小溪流各归其道，南侧的溪流相对较短，流水湍急，北侧的水系，随地势相对平缓。
目前，南侧水系由于小水电站建设，几乎每条水流都被利用。
气候受亚热带季风气候的强烈影响，降水丰沛，气温适中，全年降水量800～2 500mm，平均1219．93mm，全年蒸发量800mm左右。
但从8月初开始常有旱期，有时长达2个月。
有的年份则雨水不断，没有明显的旱期。
神农架的气温表现出明显的垂直分布（表1）。
气温的差异不仅在垂直高度上，如表1，南坡的龙门河，按海拔升高100m温度下降0．45℃计算，年平均气温应为10．48℃，但实际年均气温为12．5℃，明显表现南北侧温度的差异。
全年≥10℃以上积温从4 000～4500℃（海拔800m）到2 600℃（海拔1200m）。
272 生物多样性保护与区域可持续发展在土壤的水平分布中，神农架属黄棕壤带。
由于山地和植被的原因，在垂直带上，基带为黄棕壤，沿海拔升高分别为山地棕壤、暗棕壤、棕色森林土及山地草甸土。
pH值一般为微酸性至中性，由于基岩的原因，土壤及水的pH值常常在7～7．5，显偏碱性。
在以上各种自然条件下，植被与环境经过长期的相互作用，形成了不同的植被带、植被类型及其次生系列。
2 神农架的植物及其区系特征2．1 物种总数的统计分析根据过去及近年来对神农架地区植物区系的研究，已知神农架地区维管束植物约有 3 239种（应俊生等，1999），隶属于1027属236科，其中苔藓植物216种，隶属于111属47科，蕨类植物157种，隶属于61属28科；种子植物2866种，隶属于855属161科，其中裸子植物29种，隶属于16属5科；被子植物2837种，隶属于839属156科（表2）。
2．2 区系特征分析神农架植被及其生物多样性基本特征 273如表3和图1所示，在神农架种子植物663属的区系组成（方法取自吴征镒，1991）中，最多的为北温带分布，占21．12％，其次为泛热带分布，占15．23％，再次为东亚分布，占14．63％，其他比较多的为温带亚洲分布、东亚和北美间断分布，分别占9．05％和7．39％。
热带分布属（分布型2～7）有237属，占35．75％，温带分布属（分布型8～11）有256属，占38．61％，热温比为1：1．08，（如果温带分属为分布型8～14，则有361属，占54．45％，热温比为1：1．52，与应俊生等的分析结果1．6比较接近（应俊生等，1999）），这表明神农架植物区系有亚热带向温带过渡的特性。
3 神农架植被及其地理分异神农架植被，具有明显的过渡性。
《中国植被》（中国植被编辑委员会，1980）把神农架自大神农架主峰到老君山（2 936m）的山脊线，划为中、北亚热带的分界线。
其实际分界线位于木鱼坪至酒壶坪的山脊，经度约31°29＇00″E。
274 生物多样性保护与区域可持续发展神农架2 500m以下的植被遭到各种破坏，但从植被的生活型组成中，这些界线还是清晰可见。
有一种意见认为大巴山应为亚热带和暖温带的分界线（应俊生等，1979；宋永昌，1999；方精云，2001）。
这里涉及到植被带划分的标准问题，将另文予以探讨。
根据《中国植被》（中国植被编辑委员会，1980）赋予的标准及应考虑的诸多因素，该著作所表达的界线无疑是有足够的基础的。
不过无论如何，过渡带带来的复杂性及人为活动影响造成的植被次生性，的确容易在划带上产生的不同看法。
“三向地带性”理论（侯学煜著，1960）是水平和垂直地带性划分的重要依据。
垂直地带性在神农架山地上有足够的反映。
它的基带，在南坡无疑以常绿阔叶林带为基础，从长江谷地向上形成一个明显的带谱，北坡的基带，应为落叶常绿阔叶林的混交林带（应俊生等，1999）。
神农架植被的垂直分布是我国中部山地植被上表现得最为清晰最为完整的地区。
它不仅反映了垂直梯度上环境条件变化对神农架植被产生的影响，而且在我国山地植被的互相比较中，可以说明区域地带性的变化。
经过实地调查分析，我们将神农架植被的垂直分布带划分如下：海拔900（1300）m以下为常绿阔叶林带。
代表性的植被类型有青冈标（Cyclobalanopsis glouca）林、青稠（Cy．myrsinaefolia）林、曼青冈（Cy.oxodon）林、巴东栎（Quercus engleriana）林、水丝梨（Cycopsis chinensis）林、黑壳楠（Lindera megaphylla）林等。
由于人为活动的影响，本带植被破坏严重，海拔600m以下的原始植被几乎全被破坏或开垦，加之本带地区坡度陡峻，土壤冲刷严重，植被恢复困难，较大面积的群落斑块几乎难以找到，调查也十分困难。