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Analysis on phytogeographical elements of Quercus mongolica community in northeast China

东北地区蒙古栎群落区系地理成分分析



全 文 :东北地区蒙古栎群落区系地理成分分析 3
于顺利 3 3  马克平 陈灵芝 (中国科学院植物研究所 ,北京 100093)
【摘要】 分析了东北地区蒙古栎群落 192 个属分布区类型 ,其中温带分布属占 72 % , 热带分布属占 9. 7 %. 也
比较了东北地区 10 个地点和河北省 1 个地点的蒙古栎群落物种所在属的分布区类型 , 统计了不同地点属的分
布区类型占总属的比例 ,计算了温带属与热带属 ( T/ R) 的比值 ,结果发现蒙古栎群落的温带分布属和 T/ R 值
(温带属和热带属之比值)不仅受纬度地带性影响 ,也受垂直地带性影响 ;在海拔相差不大的情况下蒙古栎群落
T/ R 值随着纬度的递增而递增 ,热带分布属随着纬度递增而减少. 垂直地带性对 T/ R 之比率也有较大的影响 ,
使得 T/ R 值随纬度变化时出现波动. 并给出了 T/ R 值、纬度和海拔三者关系的回归方程 ,结果表明 T/ R 值与
纬度、海拔有着比较精确的数量关系. 最后对这种分布格局产生的原因进行了解释.
关键词  东北地区  蒙古栎群落  区系地理成分  T/ R 值  回归方程
Analysis on phytogeographical elements of Quercus mongolica community in northeast China. Yu Shunli , Ma Keping
and Chen Lingzhi ( Institute of Botany , Academia S inica , Beijing 100093) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,1999 ,10 (5) :539
~541.
The distribution types of 192 genera of Quercus mongolica community in 10 sites of northeast China and one site of
Hebei Province were analyzed , and the proportion of each type to the total as well as the ratio of temperate genera to
tropical genera ( T/ R ratio) in each site were calculated. Among the distribution types in northeast China , those of the
temperate and tropical genera accounted for 72. 0 % and 9. 7 % , respectively. The latitude and altitude could affect the
genera distributed in temperate zone and their T/ R ratio. The T/ R ratio increased with increasing latitude , while the
number of tropical genera decreased if the altitudes were the same or similar. Altitude could affect T/ R ratio more ob2
viously , causing its fluctuation with latitude. The regression equation of T/ R ratio with latitude and altitude was giv2
en , and the reasons producing this distribution pattern were also explained.
Key words  Northeastern China , Quercus mongolica , Phytogeographical elements , T/ R ratio , Regression equation.
  3 中国科学院重点资助项目 ( KZ9522SI2127) .
  3 3 通讯联系人.
  1999 - 03 - 18 收稿 ,1999 - 04 - 28 接受.
1  引   言
地区之间的植物区系地理成分比较有许多研
究[1 ,2 ,4 ,6 ,7 ] .通过对不同地区植物区系的研究 ,发现随
着纬度的增高 ,热带分布属类型逐渐降低 ,温带分布属
逐渐升高 ,温带分布属数目与热带分布属数目之比
( T/ R 值)逐渐增加 , T/ R 值越大 ,表明其温带性质越
强烈[1 ,4 ] . 同样的植物群落类型生长的环境应该相同
或相似 ,但相同的群落在不同的地点 (纬度和海拔各
异)植物区系的性质是否有差异 ,选择了 10 个有蒙古
栎群落 (建群种为蒙古栎) 分布的地区 ,调查了蒙古栎
群落中的物种 ,并与河北省老岭蒙古栎群落相比较 ,对
11 个地点的蒙古栎群落进行了区系地理成分分析.
2  研究地区与方法
2. 1  研究地自然概况
  中国东北地区为我国最寒冷地区 ,年均温一般在 - 2~13°
C ,气候具显著大陆性 ,冬季寒冷、干燥 ,夏季炎热多雨 ,春季干
旱、多风 ,秋季晴朗、少风、寒暖适中. 年降水量在 300~800mm ,
80 %集中于温暖季节 (6、7、8 月) ,形成有利于植物生长的气候
条件. 本区地带性植被为针阔混交林或寒温性针叶林 ,由于人
类活动 (砍伐、垦荒等) 原生植被破坏严重 ,次生林如蒙古栎林
分布广泛. 所调查的蒙古栎群落大部分为 10~30 年左右的幼
林群落 ,也包括一些百龄以上蒙古栎群落 ,样地乔木层盖度大
多为 80 %以上 ,少量样地的乔木层盖度 50 %~60 % ;样地海拔
一般在 1000m 以下 ,坡度不到 30°.
2. 2  研究方法
2. 2 . 1  调查方法  东北地区选择不同的蒙古栎林分布地点 ,
沿着从高纬度地区到低纬度地区进行样地调查 ,每个样方的调
查面积一般为 400m2 , 每一地点调查样地的个数为 5~7 个 ,记
录样方内分布的物种. 这些不同的地点见表 1.
2. 2 . 2  分析方法  按照种子植物属的分布区类型 [5 ]的标准 ,
统计不同分布区类型在 11 个地点所占的比例.
3  结果与分析
3 . 1  东北地区蒙古栎群落属的分布区类型
  经统计东北地区蒙古栎群落共有 192 属 ,其中北
温带属为 80 个 ,占总属的 41. 5 % ,其次为世界广布属
27 个、旧世界温带分布 24 属、东亚和北美间断分布 19
应 用 生 态 学 报  1999 年 10 月  第 10 卷  第 5 期                                  
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 1999 ,10 (5)∶539~541
表 1  调查样地的位置
Table 1 Location of sampling plots
地 点
Location
经 度
Longitude
纬 度
Latitude
海 拔
Altitude (m)
1 119°19′~119°30′ 40°04′~ 40°11′ 1050~1250
2 126°46′ 40°44′ 700~840
3 122°13′~122°15′ 42°45′~42°48′ 260~300
4 126°43′ 42°58′ 320~360
〗6 126°54′ 43°12′ 300
5 126°55′ 43°11′ 360
7 128°00′ 43°51′ 195
8 129°11′ 48°05′ 457
9 127°19′ 50°18′ 125
10 123°59′ 50°20′ 584
11 126°31′ 51°05′ 290
1.河北省老岭草窝铺 Laoling in Hebei province ,2. 辽宁省丹东市白石砬
子保护区 Baishilazi reserve in Laoning province ,3. 内蒙古大青沟 Daqing2
gou in Inner Mongolia ,4. 吉林省桦甸县城北 Huadian in Jilin province ,5.
吉林省龙潭山 Longtanshan in Jilin province ,6. 吉林省松花湖 Songhuahu
in Jilin province , 7. 黑龙江省江山娇林场 Jiangshanjiao in Heilongjiang
province ,8. 黑龙江省丰林自然保护区 Fenglin reserve in Heilongjiang
province ,9. 黑龙江省黑河市郊 Heihe in Heilongjiang province ,10. 黑龙江
省加格达奇林业局实验站 Jiagedaqi in Heilongjiang province ,11. 黑龙江
省呼玛县三卡林场 Sanka in Heilongjiang province.
属、东亚分布 17 属、泛热带分布 13 属、温带亚洲分布
8 属、旧世界热带分布 2 属、热带亚洲分布 1 属和热带
亚洲至热带大洋洲分布 1 属 ,各占总属的 14. 1 %、
12. 4 %、9. 9 %、8. 8 %、8. 2 %、6. 7 %、1. 0 %、0. 5 %和
0. 5 %.
3 . 2  不同地点的属分布区类型
辽宁省丹东市白石砬子保护区蒙古栎群落共有
83 个属、97 个种 ,辽宁省通辽市大青沟共有 72 个属
84 个种 ,吉林桦甸共有 48 个属、60 个种 ,吉林省的龙
潭山共有 68 个属、74 个种 ,吉林省的松花湖共有 54
个属、63 个种 ,黑龙江省的江山娇共有 80 个属、113
种 ,黑龙江省的丰林自然保护区共有 51 个属、65 个
种 ,黑龙江省的黑河市共有 58 个属、76 个种 ,黑龙江
省的加格达奇林业站共有 46 个属、58 个种 ,黑龙江省
的呼吗共有 47 个属、55 个种 ,各个地点的分布类型及
所占的比例见表 2.
表 2  不同地点的属的分布区类型数目及所占的比例(物种数/ 百分率)
Table 2 Generic number and percentage of distribution types in different sites( species number/ percentage)
分布类型
Distribution
types
白石砬子
Baishilazi
大青沟
Daqinggou
桦甸
Huadian
龙潭山
Longtanshan
松花湖
Songhuahu
江山娇
Jiangshanjiao
丰林
Fenlin
黑河
Heihe
加格达奇
Jiagedaqi
呼玛
Huma
1 10/ 12. 1 14/ 19. 4 6/ 12. 5 7/ 10. 3 6/ 11. 1 17/ 21. 9 7/ 13. 7 9/ 15. 5 8/ 17. 4 6/ 2. 1
2 4/ 4. 8 9/ 11. 5 3/ 6. 3 3/ 4. 4 2/ 3. 7 3/ 3. 8 3/ 5. 9 2/ 3. 4 0/ 0 0/ 0
4 1/ 1. 2 2/ 2. 8 2/ 4. 2 2/ 2. 9 1/ 1. 9 2/ 2. 5 0/ 0 2/ 3. 4 1/ 2. 2 0/ 0
5 0/ 0 0/ 0 1/ 2. 1 1/ 1. 5 0/ 0 0/ 0 0/ 0 0/ 0 0/ 0 0/ 0
7 0/ 0 1/ 1. 4 1/ 2. 1 1/ 1. 5 1/ 1. 9 1/ 1. 3 0/ 0 0/ 0 0/ 0 0/ 0
8 39/ 47. 0 26/ 36. 1 21/ 43. 8 32/ 47. 1 30/ 55. 6 41/ 51. 3 28/ 54. 9 29/ 50. 0 25/ 54. 3 30/ 63. 9
9 12/ 14. 5 3/ 4. 2 5/ 10. 4 6/ 8. 8 5/ 9. 3 6/ 7. 5 4/ 5. 9 3/ 5. 2 2/ 4. 3 1/ 2. 1
10 6/ 7. 2 6/ 8. 3 5/ 8. 3 6/ 8. 8 3/ 5. 6 4/ 5. 0 6/ 11. 8 5/ 8. 6 5/ 10. 7 4/ 8. 5
11 2/ 2. 4 4/ 5. 6 1/ 2. 1 1/ 1. 5 1/ 1. 9 3/ 2. 5 0/ 0 2/ 3. 4 1/ 2. 2 2/ 4. 3
13 0/ 0 1/ 1. 4 0/ 0 0/ 0 0/ 0 0/ 0 0/ 0 1/ 1. 7 0/ 0 0/ 0
14 9/ 10. 8 2/ 8. 3 5/ 8. 3 9/ 13. 2 5/ 9. 3 4/ 5. 0 3/ 5. 9 5/ 8. 6 4/ 8. 7 4/ 8. 5
11 世界分布 Cosmopolitan , 21 泛热带分布 Pantropic , 41 旧世界热带分布 Old World Tropics , 51 热带亚洲至热带大洋洲分布 Tropical Asia &Trop .
Australasia , 71 热带亚洲分布 Trop . Asia , 81 北温带分布 North Temperate , 91 东亚和北美州间断分布 E. Asia & N. Amer. disjuncted , 101 旧世界温带
分布 Old World Temperate , 111 温带亚洲分布 Temp. Asia , 131 中亚分布 C. Asia , 141 东亚分布 E. Asia.
  从表 2 可以看出 ,蒙古栎群落中不存在热带亚洲
和热带美洲间断分布属、热带亚洲至热带非洲分布属
和中国特有分布属 ,另外中亚分布属、热带亚洲至热带
非洲分布属和印度2马来西亚分布属也仅有零星分布.
从表 2 也可以看出 ,各个地点北温带分布属都占有最
大的比例 ,另外世界广布属、东亚2北美间断分布属和
东亚分布属也占较大比例.
3 . 3  不同地点温带属数目、热带属数目及 T/ R 比率
  白石砬子、大青沟、桦甸、龙潭山、松花湖、江山
娇、丰林、黑河、加格达奇和呼玛的温带属数目 (包括属
分布类型 8、9、10、11)分别为 71. 1 %、54. 9 %、64. 6 %、
66. 2 %、73. 2 %、66. 3 %、72. 6 %、67. 2 %、71. 5 %和
78. 8 % ,热带属数目 (包括属分布类型 2、4、5、7) 分别
为 6. 0 %、15. 5 %、14. 7 %、10. 3 %、7. 2 %、7. 6 %、
5. 9 %、6. 8 %、2. 2 %和 0 ,两者比值 ( T/ R 值) 分别为
11. 85、3. 54、4. 39、6. 43、9. 65、8. 72、12. 3、9. 88、32. 5
和 ∞.
3 . 4  河北省东北部蒙古栎群落
参考河北省老岭草窝铺蒙古栎群落物种名录[9 ] ,
计算蒙古栎群落物种所在属的分布类型数目及所占的
比例 (表 2) . 河北省老岭草窝铺的地理位置位于 119°
19′~119°30′E ,40°04′~40°11′N ,所调查样地的海拔
范围为 1050~1250m.
统计各属的地理成分 ,在 91 个属中各分布类型的
属数及所占比例为 :世界分布 7 个属占 7. 7 % ,泛热带
分布 6 个属占 6. 6 % , 旧世界热带分布 3 个属占
3. 3 % ,热带亚洲分布 1 个属占 1. 1 % ,北温带分布 42
个属占 46. 1 % ,东亚和北美州间断分布 13 个属占
14. 3 % ,旧世界温带分布 9 个属占 9. 9 % ,温带亚洲分
布 3 属占3. 3 % ,中亚分布 1 个属占 1. 1 % ,东亚分布 6
个属占 6. 6 % ;其温带分布属所占比例为 73. 7 % ,热带
分布属所占比例为 11. 0 % , T/ R 值为 6. 7.
045 应  用  生  态  学  报                    10 卷
3 . 5  T/ R 比率与纬度、海拔的关系
T/ R 比率与纬度、海拔的关系见图 1 ,对三者的三
组数据进行回归分析 ,得到回归方程如下 :
Z = - 80 . 7 + 1 . 90 Y + 0 . 0143 X
相关系数 r2 = 0. 627 , p = 0 . 032 < 0 . 05 ,三者相关
性显著. Z 为 T/ R 比率 , Y 为纬度 , X 为海拔. 从回归
分析可以看出 : T/ R 比率与纬度具有显著数量关系.
图 1  T/ R 比率与纬度及比率与海拔的关系
Fig. 1 Relationship between T/ R ratio and latitude ,and altitude.
3 . 6  蒙古栎群落中物种的区系成分
分析了蒙古栎群落中近 300 个维管植物的区系成
分 ,其中温带成分占 45. 53 % , 东亚成分占 40. 07 % ,
中国特有成分占 14. 01 % (世界分布不统计在内) ,说
明了蒙古栎群落的温带性质.
4  讨   论
在中国东部植物区系受纬度地带性影响 ,在海拔
相近的情况下其温带分布属与热带分布属之比率应随
纬度的升高而升高 , R/ T 值越大 ,热带性质越强 ,反
之 ,R/ T 值越小 ,温带性质越强[1 ,4 ] . 在东北地区的不
同地点 ,蒙古栎群落的维管植物区系也表现出类似的
性质 ,如从大青沟到桦甸、龙潭山、江山娇、黑河、加格
达奇、呼吗 ,纬度逐渐升高 (海拔相差较大) , T/ R 之比
率从 3. 54 至 4. 39、6. 43、8. 72、9. 88、32. 5 等依次升
高. 但 T/ R 值不仅仅受纬度地带性影响 ,垂直地带性
也影响 T/ R 值 ,在一些地点如河北省的老岭、辽宁省
的白石砬子、黑龙江的丰林保护区 ,其 T/ R 之比率较
高 (与其周围地点比较) ,虽然其纬度较低 ,但海拔较
高 ,由于受垂直地带性的影响 , T/ R 之比率并非随纬
度的升高而升高 ,有时反而下降 ,有的地点如河北西北
部的老岭的 T/ R 值为 6. 7 ,比大青沟、桦甸、龙潭山
高 ,辽宁白石砬子自然保护区 T/ R 值为 11. 85 ,比大
青沟、桦甸、龙潭山、松花湖、江山娇为高. 虽然这两地
纬度较低 ,但海拔较高 (表 1 和图 1) ,它们的温带分布
属升高 ,其 T/ R 值较高. 江山娇林场和黑河由于海拔
较低 ,它们的温带性质较低 ,其 T/ R 比率就比纬度略
低的松花湖和丰林保护区为低. 从图 1 可以看出 ,蒙古
栎群落的 T/ R 之比率随着纬度的升高有增加的趋势 ,
但由于垂直地带性的影响 , T/ R 之比率并不是一直升
高 ,也有下降.
群落中植物属的分布类型之所以出现这样的分布
格局 ,是由于自然界长期演化造成的. 气候的变迁是影
响植物发生、演化和分布的主导因素 ,在地球历史上 ,
其气候曾有巨大的变化 ,即三大冰期和三大间冰期 ,对
植物区系地理最有意义的是三叠纪至第三纪的大间冰
期和第四纪大冰期 ,因为这时期正是种子植物发展演
化的关键时期[3 ] ; 至老第三纪 ,世界气候更趋暖化 ,亚
热带和温带的分界比现在更向北移 ,当时我国的华北
和东北都处在亚热带与暖温带的笼罩下[8 ] . 植物区系
的热带起源已为现代大多数植物学和古植物学所论
证 ,植物起源后就开始分布 ,由于气候巨变 ,东北地区
曾广泛分布的一些种 ,由于不适应环境而消失 ,也有个
别物种逐渐适应环境而留存下来 ,如朴属 ( Celtis) 为泛
热带分布 ,但也有一个种分布在东北地区 ,因为属的分
布类型划分主要根据各个属的现代分布中心[5 ] ,所以
纬度越高 ,热带分布属就越少 ,温带分布属越多. 在热
带、亚热带地区具有海拔较高的山区 ,这些山区由于受
海拔地带性的影响 ,往往具有与纬度较高的温带地区
相似的环境特性 ,温带分布属的一些种有可能分布到
这些高山地区 ,这些种经过漫长的历史时期演化 (如基
因突变) ,也可能产生适合热带、亚热带气候特征的种 ,
所以以温带为分布中心的属 ,在热带、亚热带地区也有
它们的代表.
参考文献
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作者简介  于顺利 ,男 ,1965 年 12 月 26 日生 ,博士 ,助理研究
员 ,从事植物分类与植被生态学研究 ,发表论文 20 余篇.
1455 期                于顺利等 :东北地区蒙古栎群落区系地理成分分析