第19卷󰀁第2期Vol.19󰀁No.2草󰀁地󰀁学󰀁报

ACTAAGRESTIASINICA󰀁󰀁󰀁2011年󰀁3月

󰀁Mar.󰀁󰀁2011

辉河国家自然保护区草地植物区系及

多样性空间分布研究

杜广明1,2,沈向群1*,杨智明2,吕世海3,常学礼4,叶生星3

(1.沈阳农业大学园艺学院,辽宁沈阳󰀁110161;2.黑龙江八一农垦大学动物科技学院,黑龙江大庆󰀁163319;

3.中国环境科学院生态环境研究所,北京󰀁100012;4.鲁东大学地理与规划学院,山东烟台󰀁264025)

摘要:保护区的建立对于保护物种多样性,保护生态环境尤为重要。对保护区草地植物区系、物种多样性的空间分

布现状及规律的研究有助于保护区的管理。于2009年7󰀁8月,对辉河国家自然保护区草地植物区系及植物多样性空间分布现状进行了研究,以期为辉河国家自然保护区的管理实践提供理论依据。结果表明:研究区有种子植物154种,分属30科,108属;研究地区草地植物区系地理成分较为简单,以世界广布类型占主导地位,草地植物以旱生草本为主;研究区域草地植物种类存在空间异质性,从高纬度到低纬度,草地植物种类呈现先增加后减少的趋

势;在经度方向,自西向东植物种类同样呈现先增加后减少的趋势,且这种变化趋势与海拔高度变化有关。关键词:植物区系;多样性;空间分布;保护区;草地中图分类号:Q948.2󰀁󰀁󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文章编号:1007-0435(2011)02-0202-05

GrasslandFloraandSpatialDistributionofPlantDiversity

inHuiRiverNationalNatureReserves

DUGuang-ming1,2,SHENXiang-qun1*,YANGZh-iming2,LVSh-ihai3,CHANGXue-li4,YESheng-xing3

(1.CollegeofHorticulture,ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang,LiaoningProvince110161,China;2.CollegeofAnimalScienceandTechnology,HeilongjiangBayiAgriculturalUniversity,Daqing,HeilongjiangProvince163319,China;3.InstituteofEcology,ChineseResearchAcademyofEnvironmentalScience,Beijing100012,China;4.CollegeofGeographyandPlanning,LudongUniversity,Yantai,ShandongProvince264025,China)

Abstract:Theestablishmentofnaturalreservesisparticularlyimportantforprotectedspeciesdiversityandecologicalenvironment.Spatialdistributionstatuscoupledwiththemanagementofgrasslandfloraandspeciesdiversitycontributestosignificantnaturereserves.Toprovidemanagingtheory,thecurrentfloraandspatialdistributionofplantdiversitywereinvestigatedinHuiRiverNationalReservesduringJulytoAugustof2009.Resultsshowthatthereare154speciesofseedplants,belongingto30families,108generainthestudyarea.ThegeographiccompositionoffloraissimplepredominantCosmopolitantype.Thereisspatialheterogeneityofplantspeciesintheresearchedgrasslandwithxerophyticherbsasthedominantspecies.Plantspeciesofgrasslandsinitiallyincreasethendecreasefromhighlatitudetolowlatitude.Longitudinally,plantspeciesalsoshowasincreasingthendecreasingfromwesttoeastasrelatestoaltitudechange.Keywords:Flora;Diversity;Spatialdistribution;Protectionzone;Grassland

󰀁󰀁植物区系是某一地区或某一时期,某一分类群、

某类植被等所有植物种类的总称,是植物界在一定

自然地理环境特别是自然历史条件综合作用下,长

期发展演化的结果。其以种群方式存在,是组成特

定地区植被的实体,是自然地理环境的反映及植被发生发展历史的见证和依据[1]。生物多样性的分布

格局及其影响因素一直是生物地理学和生态学研究

的核心问题之一[2]。有关生物多样性分布格局及其

影响因素的研究可以追溯到19世纪初期,Humboldt

最早论述了植物物种多样性的地理格局,并探讨了

收稿日期:2010-11-25;修回日期:2011-02-15基金项目:国家环境保护公益性行业科研专项(200809125);黑龙江大庆市科技攻关项目(SGG2007-045)资助作者简介:杜广明(1963-),男,内蒙古赤峰人,博士研究生,主要从事草地资源及观赏园艺研究,E-mail:dugmsy@163.com;﹡通讯作者Authorforcorrespondence,E-mail:shenxiangqun@sohu.com第2期杜广明等:辉河国家自然保护区草地植物区系及多样性空间分布研究

其纬度梯度格局的影响因素[3]。关于生物多样性格

局成因的研究很多,有诸多假说,如生态假说(Eco-

logicalhypothesis)[4]、水热动态假说等[5]。自然保

护区是指对有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野

生生物种群的天然生境地集中分布区、有特殊意义

的自然遗迹等保护对象所在的陆地、陆地水体或者

海域,依法划出一定面积予以特殊保护和管理的区

域。辉河国家自然保护区处于大兴安岭山地森林向

呼伦贝尔草原的过渡带和草甸草原向典型草原的过

渡带,集森林、草原、湿地于一体,具有低山丘陵、高

平原、沙地、河谷等多种类型组合的地貌,使保护区

呈现为类型多样、独特、结构复杂的自然生态系统。

该保护区的建立对保护生物多样性具有重要作用。

本文以辉河国家级自然保护区为研究对象,试图探

明该保护区植被区系组成及植物多样性空间分布现

状,为该自然保护区更好地发展提供理论依据。

1󰀁研究区和研究方法

1.1󰀁研究区自然概况

辉河国家级自然保护区位于内蒙古自治区呼伦

贝尔市西南部,处于大兴安岭山地森林向呼伦贝尔

草原的过渡带和草甸草原向典型草原的过渡带,地势由东南向西北倾斜。地理坐标为N48󰀁01.0󰀁~48󰀁

05.7󰀁;E118󰀁04.8󰀁~119󰀁04.5󰀁,平均海拔为800~

1000m。总面积为3468.48km2。气候属中温带大

陆性季风气候,冬季漫长寒冷,夏季温润短促,年均

气温为-2.4~2.2󰀁。无霜期为100~120d。年均

降水量为300~350mm,70%的降水集中在6󰀁8

月份。地带性土壤类型为黑钙土和栗钙土,由于受

区域内地貌、水文和地质的影响,发育有隐域性草甸

沼泽土、盐化草甸土和风沙土等。

1.2󰀁研究方法

于2009年7󰀁8月在辉河保护区内进行草地植

物种属成分野外调查工作。调查样地按照其空间位

置并结合草地类型地理位置选取,所取样地(图1)

尽可能均匀分布在保护区内。共选取28个样地,在

每个样地随机布设1m󰀁1m样方,4次重复,共计

112个样方。记录每个样方内的物种数,并按照恩

格勒系统进行种子植物科、属、种划分。同时,根据

样地经纬度坐标,自上而下划分为4个纬度区间;自

东至西,划分为3个经度区间,并利用2009年研究

区域遥感影像进行DEM图像制作,参照DEM图像进行植物多样性空间规律研究。

图1󰀁研究区空间位置及样点分布

Fig.1󰀁Spatiallocationandsamplepointdistributionofstudyregion

2󰀁结果分析

2.1󰀁植物种属组成特征据调查结果统计,研究区有种子植物154种,分属30科,108属(表1)。其中禾本科22种、豆科15

种、菊科22种、蔷薇科11种、百合科10种、伞形科

6种、莎草科4种,这7科植物种数占总种数的

58%。由此可见,该区域植物多样性较丰富。203草󰀁地󰀁学󰀁报第19卷

表1󰀁研究区植物科、属、种统计Table1Statisticsoffamily,genusandspeciesofstudyregion

科Family属Genus种Species蕨类植物门Pteridophyta木贼科Equisetaceae122

被子植物门Angiosperm双子叶植物Dicotyledonplants2579113单子叶植物Monocotyledonplants42739合计Total30108154

2.2󰀁植物区系科的地理成分分析

植物科的分布具有一定的地带性规律,通过对

该区30科植物的地理分布进行分析,将其分布类

型[6,7]划分如下:

2.2.1󰀁世界广布󰀁此类共计23科,占总科数的

76󰀁67%(表2),包括:蓼科(Polygonaceae)、石竹科

(Caryophyllaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、毛茛科

(Ranunculaceae)、十字花科(Cruciferae)、景天科

(Crassulaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、豆科(Legu-

minosae)、远志科(Polygalaceae)、瑞香科

(Thymelaeaceae)、伞形科(Umbelliferae)、报春花科

(Primulaceae)、龙胆科(Gentianaceae)、茜草科(Ru-

biaceae)、旋花科(Convolvulaceae)、紫草科(Borag-inaceae)、唇形科(Labiatae)、玄参科(Scrophulariace-

ae)、车前科(Plantaginaceae)、桔梗科(Campanu-

laceae)、菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、莎

草科(Cyperaceae)。

2.2.2󰀁泛热带󰀁该类型3科,占总科数的10%,包

括:芸香科(Rutaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、鸢

尾科(Iridaceae)。

2.2.3󰀁热带亚洲󰀁=牛儿苗科(Geraniaceae)。

2.2.4󰀁北温带󰀁百合科(Liliaceae)。

2.2.5󰀁旧世界温带󰀁木贼科(Equisetaceae)、川续

断科(Dipsacaceae)。

热带亚洲、北温带、旧世界温带3类型共4科,

占总科数13.33%。

表2󰀁植物科的分布区类型Table2󰀁Arealtypesofplantfamilies类型Type世界广布Cosmopolitan泛热带Pan-tropical热带亚洲TropicalAsia北温带NorthTemperateZone旧世界温带OldWorldTemperate数量Quantity233112比例Proportion,%76.67103.333.336.67

󰀁󰀁通过对植物区系科的地理成分分析可知,研究

地区植物区系优势科以世界广布类型为主(23科,

占76.67%),泛热带类型(3科,仅占10%)及其余

三类仅占13.33%。一般说来,世界广布性的大科

具有庞大的种系和很强的适应能力,能够在严酷地

域环境取得生存优势。研究区以世界广布类型为

主,其他类型比例较小,在一定程度上反映出了该区

草地植物所处生态环境的严酷性。

2.3󰀁植物区系属的地理成分分析

科是由不同分布格局和不同发源地的属组成

的,科的分布只能反映植物区系的大概组成及其一

般性质,它强调类群之间演化的阶段性和共有性。

而属的分类特征也相对稳定,占有比较稳定的分布

区,同时在进化过程中,随着地理环境的变化发生分

异,存在比较明显的地理差异。因此,植物属的分布

状况较植物科更能具体地反映植物演化扩展过程、

区域分异及地形特征等。由表3可知,在调查区草地世界广布植物属占总属数的86.11%,占据绝对主导地位。因世界广

布性植物具有庞大的根系和适应能力,对该区域严

酷的生态环境具有较强的适应能力。

2.4󰀁植物生活型和生态类型特征分析

植物生活型是指与一定生境相联系的,植物对

综合生境条件长期适应而在外貌上表现出来的生长

类型,如乔木、灌木、草本、藤本、垫状植物等。高等

植物的外貌特征主要指高矮、大小、形状、分枝等;有

时还结合植物的年度周期(一年生或多年生)来区

分。一般可以把高等植物分为乔木、灌木、木质藤

本、草质藤本、多年生草本、一年生草本、垫状植物、

肉质植物等生活型。

由表4和表5可知,研究区域内草本(地面芽及

地下芽)植物占主导地位,相对地上芽、高位芽植物,

其具有较强的耐寒、耐践踏能力,更能适应较为严酷

的生态环境(严寒、干旱、采食、践踏等),且具有较高

的营养价值。因此该区域是我国优良的牧草生产基

地之一。204