全 文 ：第25卷 第 1期 西 南 师 范 大 学 学 报 (自然科学版) 2000年 2月
Vol .2 5 No .1 Journal of Southwest China Normal University (Natural Science ) Feb. 2000
文章编号:1000-5471(2000)01-0056-06
神农架国家级自然保护区
毛茛科植物的区系分析
杨 娟 刘胜祥
(西南师范大学生命科学学院 , 重庆 400715) (华中师范大学生命科学学院 , 武汉 430079)
摘要 对神农架国家级自然保护区毛茛科植物进行区系分析研究 , 结果表明:该地区毛茛科植物种类异常
丰富 , 共计 19属 97 种;分布类型以温带分布区为主 , 属的温带分布区类型占 81.25%;该地区区系成份丰
富多彩 , 不仅是连接南北植物区系的纽带 , 而且还是中国-日本植物区系和中国-喜玛拉雅区系的交汇点.
UPGMA聚类结果表明:神农架毛茛科植物区系成份与我国西南山区最为接近 , 其次与华中地区 , 东北 , 日
本等地区也有较高的相关性.
关 键 词 物种丰度;分布区类型;神农架;区系分析;毛茛科植物
中图分类号 Q94 文献标识码:A
神农架地区位于鄂西北 , 西与大巴山相接 , 北临房县与武当山脉相邻 , 东与保康 、 兴山低山区相
连 , 南濒巴东 , 隔长江与武陵山相望 , 卧长江之北 , 汉水之南的广阔地带上.地理坐标为北纬 31°15′
～ 31°57′, 东经 109°56′～ 110°58′是鄂西山地的最高峰 , 海拔一般在 1 700 m 左右 , 许多山峰超过 2 500
m , 山地坡度一般在 30°～ 50°之间 , 在华中地区占有突出地位.该地区属北亚热带季风区 , 气候温暖
湿润 , 降水有明显的季节性.≥10℃的年积温 5 100℃以下 , 无霜期220天以上 , 年降水量 900 ～ 1 400
mm , 土壤以山地黄壤和山地棕壤为主[ 1] .
因地形 、气候多样 , 该区植物种类繁多 , 达二千余种 , 自然植被保存较好.植被的垂直分布明
显.海拔 800 m以下为以樟 、 楠为主的块状分布的常绿阔叶林 , 800 ～ 1 700 m为常绿落叶阔叶混交林
带 , 另有锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata)林 、 栓皮栎(Quercus variabilis)林 、和巴山松(Pinus
heryi)林分布;1 700 ～ 2 500 m为落叶阔叶林带 , 以红桦(Betula albosinensis)林 、山杨(Populus davidiana)
林 、水青冈(Fagus)林和以华山松(Pinus armandii)为主 , 混有阔叶树种的针阔混交林 , 以及块状铁杉
(Tsuga chinensis)林分布 , 局部地段为湿地植被;2 500 m以上为亚高山针叶林带 , 以巴山冷杉(Abies far-
gesii)林为主 , 低海拔地区有时混生有大果青杆(Picea neoveitchii)、铁杉 、红桦等 , 巴山冷杉林破坏后 ,
常形成以箭竹(Sinarundinaria nitida)和香柏(Sabina pingii var.wilsonii)为主的灌丛.个别地段为山地草
丛 、 亚高山草甸[ 2] .
组成该区植被区系成份以温带的科 、属为主.亚热带 、热带成份由低海拔上升至 1 700 m 成为群
收稿日期:1999-09-06
杨 娟 , 女 , 24岁 , 硕士研究生.
DOI :10.13718/j.cnki.xsxb.2000.01.013
落的优势种 , 而温带成份下降至 1 600 m以下与亚热带 、热带成份结合在一个群落类型中[ 3] .由于神
农架自然保护区山势高峻 , 地理位置独特 , 加之受第四纪冰川影响甚微和长期的封闭阻塞等原因 , 成
为中国东 、 南 、 西 、 北植物区系的荟萃地和古老孑遗植物的 “避难所” , 生物物种具有古老性 、珍稀
性 、濒危性 , 素有 “绿色宝库” 之誉.毛茛科植物是我国 11科种属超过 600种以上的大科之一 , 属
于温带分布型[ 4] , 在神农架分布广泛.研究该地区毛茛科植物的区系组成 , 不仅有助于对神农架植物
区系丰富度 , 作出正确的综合评价 , 而且对探索我国植物分布地起源和发展有着重要意义.
1 资料与方法
1.1 野外调查与资料收集
为弄清神农架毛茛科植物的区系成份及起源 , 在实地调查采集标本进行鉴定的基础上 , 对华中师
大植物分类实验室历年收集 、 整理的神农架毛茛科植物标本再鉴定 , 与此同时查阅了大量有关毛茛科
植物在神农架地区及其周边分布的文献.
1.2 资料整理方法
从物种丰度 、分布区类型分析 、聚类分析三个方面对该区毛茛科区系进行深入研究 , 具体包括:
建立原始矩阵 、 建立相似性系数矩阵 、 绘制分类树系图[ 5] , 以上均通过计算机处理后完成.相似性系
数依据波兰学者 Czekanowski相似性系数公式:CS=2c/ (a +b)×100 , 式中 c—两地区共有植物总
和;a —A地区植物总和;b —B地区植物总和.聚类方法采用 UPGMA法.
2 结果与讨论
2.1 物种丰度
根据实地调查资料显示 , 神农架毛茛科植物共计 19属 96种.全国 44属 , 725种.占全国总属数
43%, 总种数 13.2%, 毛茛科属种名录如表1:
由此可见 , 该区毛茛科植物资源非常丰富 , 分布有较多的单种属 , 如类叶升麻属 、 星果草属 、铁
破锣属 、驴蹄草属 、黄连属 、 铁筷子属 、 獐耳细辛属 、 白头翁属等 8属.10 种以上的属有乌头属 、
银莲花属 、铁线莲属 、唐松草属等 4属.
2.2 分布区类型分析
从表 2可见 , 神农架毛茛科植物以温带分布区类型为主 , 其中北温带分布型 10 属 , 占总属数
62.5%.如乌头属 、类叶升麻属 、耧斗菜属 、 驴蹄草属 、升麻属 、 黄连属 、 翠雀属 、芍药属 、 白头翁
属 、 唐松草属.
此外东亚分布型的 3属:星果草属 、 铁破锣属 、人字果属均为中国—喜马拉雅分布型 , 推测该区
植物区系与西部山地有较密切的联系.
2.3 植物分区的聚类分析
以神农架地区分布的毛茛科植物 19属在周边 8个植物省区的分布情况对毛茛科区系进行聚类分
析(表 3 ,表4).
57第 1期 杨 娟等:神农架国家级自然保护区毛茛科植物的区系分析
表 1 神农架毛茛科植物属种名录
Table 1 The genera and species of SNJ Ranunculaceae plants
乌头属 Acoitum L. 高乌头 A.sinomontaum 草玉梅 A.rivularis
大麻叶乌头 A.cannabifolium 拟鞘柄乌头 A.jucundum 小花草玉梅 A.Rivularis Buch.
乌头 A.carmichaeli 类叶升麻属 Actaea L. Ham.ex DC.var.flore-minore
深裂乌头 A.carmichaeli Debx. 类叶升麻 A.asiatica 大火草 A.tomentosa
var.triparti tum 侧金盏花属 Adonis L. 耧斗菜属 Aquilegia L.
瓜叶乌头 A.hemsleyanum 短柱侧金盏花 A.brevistyla 无距耧斗菜 A.ecalcarata
川鄂乌头 A.henryi 狭瓣侧金盏花 A.davidii 尖萼耧斗菜 A.oxysepala
毛果吉林乌头 A.kirinense Nakai 银莲花属 Anemone L. 华北耧斗菜 A.yabeana
var.australe 毛果银莲花 A.baicalensis 星果草属 Asteropyrum L.
长齿乌头 A.lonchodontum 西南银莲花 A.davidii 星果草 A.peltatum
花葶乌头 A.scaposum 展毛银莲花 A.demissa 铁破锣属 Beesia L.
等叶花葶乌头 A.scaposum 鄂西银莲花 A.exiensis 铁破锣 B.calthifolia
Franch.var.hupehanum 小银莲花 A.exigua 驴蹄草属 Caltha L.
聚叶花葶乌头 A.scaposum 鹅掌草 A.flaccida 驴蹄草 C.palustris
Franch.var.Vaginatum 打破碗花花 A.hupehensis 升麻属 Cimicifuga L.
小升麻 C.acerina 柱果铁线莲 C.uncinata 毛叶草芍药 P.obovata Maxim.var.
硬毛小升麻 C.acerina 皱叶铁线莲 C.uncinata var.coriacea willottiae
升麻 C.foetida 尾叶铁线莲 C.urophylla 牡丹 P.suffruticosa
单穗升麻 C.simplex 黄连属 Coptis Salisb. 紫斑牡丹 P.suffruticosa Andr.var.
铁线莲属 Clematis L. 黄连 C.chinensis papaveracea
粗齿铁线莲 C.argentilucida 翠雀属 Delphinium L. 白头翁属 Pulsatilla Adans.
小木通 C.armandii 大花还亮草 D.anthriscifolium 白头翁 P.chinensis
威灵仙 C.chinensis Hance var.majus 毛莨属 Ranunculus L.
金毛铁线莲 C.chrysocoma 秦岭翠雀花 D.giraldii 茴茴蒜 R.Chinensis
多花铁线莲 C.dasyandra Maxim var.polyantha 毛茎翠雀花 D.iirtilcaule 毛莨 R.japonicus
山木通 C.finetiana 腺毛茎翠雀花 D.hirticaule Franch. 扬子毛莨 R.sieboldii
毛果杨子铁线莲 C.ganpiniana var.mollipes 唐松草属 Thalictrum L.
金佛铁线莲 C.gratpsis 河南翠雀花 D.honanense 贝加尔唐松草 T.baicalense
单叶铁线莲 C.henryi 毛梗翠雀花 D.honanense W.T.Wang 西南唐松草 T.fargesii
大叶铁线莲 C.heracleifolia var.piliferum 盾叶唐松草 T.ichangense
巴山铁线莲 C.kirilowii 黑水翠雀花 D.potaninii 长喙唐松草 T.macrorhynchum
毛蕊铁线莲 C.lasiandra 人字果属 Dichocarpum L. 小果唐松草 T.microgynum
绣球藤 C.montana 铁线蕨叶人字果 D.adiantifolium 东亚唐松草 T.minus L.var.
红木通 C.montana Buch.var , 人字果 D.adiantifolium var. hypoleucum
rubens sutchuenense 川鄂唐松草 T.tosmundifoliulm
秦岭铁线莲 C.obscura 纵肋人字果 D.fargesii 瓣蕊唐松草 T.petaloideum L.
宽柄铁线莲 C.otophora 铁筷子属 Helleborus L. 长柄唐松草 T.przewalskii
钝萼铁线莲 C.peterae 铁筷子 H.thibetanus 粗壮唐松草 T.robustum
毛果铁线莲 C.eterae 獐耳细辛属 Hepatica Mill. 神农架唐松草 T.shennongjiaense
须蕊铁线莲 C.pogonandra 川鄂獐耳细辛 H.henryi 短枝箭头唐松草 T.simplex L.
五叶铁线莲 C.quinquefoliolarta 芍药属 Paeonia L. var.brevipes
神农架铁线莲 C.shennongjiaense 芍药 P.lactifora 弯柱唐松草 T.uncinulatum
圆锥铁线莲 C.terniflora 草芍药 P.obovata 东亚唐松草 T.thunbergii
表2 神农架毛茛科植物属分布区类型
Table 2 Types of floristic regions of Ranunculaceae in SNJ (in term of genera)
分布区类型 属数 占总属数比例 (%)
世界分布 (Cosmopolitan) 3 —
北温带分布 (North Temperate) 10 62.50
旧世界温带分布 (Old World Temperate) 3 18.75
东亚分布 (E.Asia) 3 18.75合计 (TotalA) 19 100
注:百分率统计世界分布除外.
58 西南师范大学学报(自然科学版) 第 25卷
表3 神农架毛茛科 19属与周围 8个植物区的存在度统计
Table 3 Statistic on the existence of 19 genera in SNJ and the 8 surrounding regions
属名 鄂东 神农架 广西 云南 嵩山 黄山 东北 西藏 日本
乌头属 1 1 1 1 1 1 1 1 1
类叶升麻属 0 1 0 1 1 0 1 1 1
侧金盏花属 0 1 0 1 0 0 1 1 1
银莲花属 1 1 1 1 1 1 1 1 1
耧斗菜属 1 1 0 1 1 0 1 1 1
星果草属 0 1 1 1 0 0 0 0 0
铁破锣属 0 1 1 1 0 0 0 1 0
升麻属 1 1 0 1 1 0 1 1 1
驴蹄草属 0 1 0 1 1 0 1 1 1
铁线莲属 1 1 1 1 1 1 1 1 1
黄连属 1 1 1 1 0 0 0 1 1
翠雀属 1 1 1 1 1 0 1 1 0
人字果属 0 1 1 1 0 0 0 0 0
铁筷子属 0 1 0 0 0 0 0 0 0
獐耳细辛属 1 1 0 0 0 0 1 0 0
芍药属 1 1 1 1 1 0 1 1 1
白头翁属 1 1 0 1 1 1 1 0 1
毛茛属 1 1 1 1 1 1 1 1 1
唐松草属 1 1 1 1 1 1 0 1 1
表 4 相关系数矩阵
Table 4 The similarity coefficients matrix
鄂东 神农架 广西 云南 嵩山 黄山 东北 西藏 日本
鄂东 100 63.16 69.57 75.86 80.00 66.67 80.00 76.92 80.00
神农架 100 57.89 89.47 63.16 48.00 68.42 73.68 68.42
广西 100 78.57 60.87 58.82 50.00 72.00 58.33
云南 100 82.76 52.17 80.00 90.32 86.67
嵩山 100 66.67 88.00 84.62 88.00
黄山 100 52.63 50.00 63.16
东北 100 81.48 84.62
西藏 100 88.89
日本 100
图1 基于 19属分布的分布区表征图(选用 similar coefficients和 UPGMA聚类法)
Fig.1 A area phenogram of Caragana 19 genus(using similar coefficients and UPGMA)
59第 1期 杨 娟等:神农架国家级自然保护区毛茛科植物的区系分析
从聚类结果看 ,神农架毛茛科植物区系成份与云南 、西藏最为接近 ,其相关系数分别是 89.47和
73.68 ,从而证实了神农架植物区系与西部山地的紧密联系;其次与华中地区(鄂东 、嵩山)、 东北 、 日
本等地结合较密切;相距最远的是广西 、 黄山 , 其相关系数分别是 57.89和 48.00.值得注意的是黄
山与神农架相比 , 黄山仅比神农架低 2个纬度 , 可是毛茛科植物在这两个地区分布的区系成份相去甚
远.推测其原因 , 神农架气候 、环境条件优越 , 地形复杂多样 , 植物资源丰富且保存完好 , 而黄山人
为干扰较大;地史上神农架地区植物系统发育较黄山早 , 植物区系成份的主要来源是第三纪植物区系
的后裔;植被类型 、 植物种类以温带区系成份为主 , 而毛茛科本身正是温带分布的科 , 因而在这一地
区分布范围及类型都远高于黄山.另外 , 黄山属东部区系 , 与神农架区系类型不同也是其原因.
神农架所处的中国—日本森林植物亚区(IE), 是相当丰富和古老的温带至亚热带植物区系 , 包括
日本几乎 2 000种以上 , 从白垩纪以来改变不大 , 保留了很多第三纪甚至更古老的孑遗植物.神农架
正处在孑遗植物的分布中心(湘鄂西部和川东), 东亚 —北美成份相当发达 , 北温带分布属在这里充分
发展.华中(IE13)、华东(IE12)和华南(IE13)是中国 —日本植物区系的核心部分 , 主要是与日本共有
和中国特有的属种 , 但向华南热带成份增加 , 深受古热带和印度—马来西亚植物区系的影响 , 具有向
热带区系过渡的性质.而向华北(IE11)和东北(IE10), 东亚广布种 、东亚—蒙古 、 东北亚—东西伯利
亚和东北亚成份逐渐增加.东北温带针阔混交林中还有第三纪古热带残遗植物及大量典型的南方植
物.这种现象说明这一地区在地史上曾有过潮湿的亚热带气候.而现代海洋影响造成的夏季温湿季风
作用 , 使这些南方植物能够保存下来 , 正常生长发育.神农架毛茛科成份与东北地区结合较密切 , 间
接证实了东北地区植物区系的热带渊源.
中国 —喜马拉雅森林植物亚区(IF)是另一个分布于北纬 20°～ 40°之间最丰富 、最古老的温带 、亚
热带至热带北缘的植物区系 , 包括云南高原(IF16)、横断山脉地区(IF17)、东喜马拉雅地区(IF18).这
里的区系成份新老兼备 , 物种异常丰富 , 不仅保留了许多第三纪以前的孑遗植物 , 而且许多新生类型
不断涌现 , 演化过程中的中间类型得以保留.神农架毛茛科植物与云南 、 西藏的相关性超过其他植物
省区 , 推测地史上神农架植物系统发育时期与这些地区更为接近.
有关温带区系的热带起源问题 , 至今仍存在着争议 , 但已有学者以中国分布的几个典型北温带科
属为例证明了它们的热带起源[ 15] .此外 , 王文采 1992年根据毛茛科等植物的地理分布和亲缘关系分
析提出自我国西南分别向东 、 向西和向东北方向伸展的三条迁移路线 , 并指出云南高原和四川一带可
能是中生代白垩纪被子植物在赤道地区起源后向北半球到达上述地区形成的一个重要发展中心 , 在这
里发生了强烈辐射的结果[ 16] .
3 结 语
神农架地区位于我国东部低山丘陵到西部高山和青藏高原的过渡地带 , 同时又是我国中亚热带过
渡至暖温带的地区 , 有着丰富多彩的植物区系成份[ 17] .该区不仅与华中地区植物区系有密切联系 ,
而且分布有较多秦岭及秦岭以北等地区的区系成份.此外 , 神农架还是中国—日本植物区系和中国—
喜马拉雅区系的交汇点.该区分布的毛茛科植物资源非常丰富 , 主要以温带分布区类型为主 , 反映了
华中地区毛茛科植物区系的一般特征.对该区毛茛科植物区系进行聚类分析反映了神农架与周边地区
的联系 , 因此进一步研究该区内毛茛科植物将会对最终弄清毛茛科植物不同区系成份间的南迁北移等
问题大有助益.
致谢:本文撰稿过程中得到西南师大生物系刘玉成教授 、 钟章成教授的亲切指导 , 在此表示衷心
的感谢.
参 考 文 献
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A study on the Ranunculaceae flora of Shen Nongjia
National Nature Reserve
Yang Juan
(School of Life Science , Southwest China Normal University , Chongqing 400715)
Liu Shengxiang
(School of Life Science , Cent ral China Normal University , Wuhan 430079)
ABSTRACT
A study on Ranunculaceae plants flora of Shen Nongjia National Nature Reserve was undertaken.The result
shows that there are a great variety of Ranunculaceae plants whose total number of genus of Ranunculaceae plants is
19 and species is 97.Most of the plants are temperate types.The percentage of generic types of temperate floristic
regions is 81.25%.The composition of flora in this region is rich and varied , which is the joint not only of the
south and the north flora , but also of the Chinese-Japanese and the Chinese-Himalayasflora.Based on the result
of UPGMA , the composition of Ranunculaceae flora of Shen Nongjia is mostly similar to that in mountain area of
southwest China and has high relativity with those in the area of central China , northeast China and Japan.
KEY WORDS:variety of species;type of floristic regions;Shen Nongjia (SNJ);flora;Ranunculaceae
plants
责任编辑 汤兴华
61第 1期 杨 娟等:神农架国家级自然保护区毛茛科植物的区系分析