全 文 ：书西北植物学报!
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基金项目$国家自然科学基金"
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作者简介$张
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梅"
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#!女!硕士!副教授!主要从事生态学及生物多样性保护研究
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辽东半岛仙人洞自然保护区植物区系多样性分析
张
!
梅
"辽东学院 城市建设学院!辽宁丹东
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#
摘
!
要$物种多样性分析与研究对于全球生物多样性保护具有重要的意义!运用植物地理学理论!结合外业调查(
多样性指数(相关分析和聚类模型等方法!对辽宁仙人洞植物区系多样性进行定量分析!以揭示山地区系生物多样
性的特点及规律结果表明$"
#
#本区野生植物种类组成丰富!共有维管植物
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科
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属
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种!其中蕨类植物
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科
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属
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属
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属
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率较高!表现出一定古老残遗性&种的区系分布型多样!区系组成复杂!但特有现象不明显&温带成分占主体!表明
本区温带植物区系历史起源"
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#仙人洞与邻近山地相比较!植物区系
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指数差异明显"
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#经相关性分析!不同山地植物区系之间相似程度显著"
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!聚类分析显示仙人
洞(凤凰山(千山(五台山及小五台山区系关系较近!支持仙人洞划归华北植物区系山地植物亚地区较为合适
关键词$植物地理&区系多样性&聚类分析&仙人洞&辽宁
中图分类号$
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文献标志码$
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生物多样性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)#*!*!中国是世
界上唯一从热带(亚热带到温带阔叶森林连续分布
的国家!是物种避难中心!也是重要维管植物物种分
化和进化中心)%*$*辽宁仙人洞自然保护区位于辽
东半岛南端!气候属于暖温带
*
温带交汇区域!植被
则属于泛北极植物区
*
中国
*
日本森林植物亚区!是
东北植物区系与华北植物区系的过渡地带!地带性
植被为暖温带落叶阔叶林!尚保存着原生型赤松
*
栎
林等植物群落!保存有大面积百年以上的赤松!为本
区以及周边各地提供赤松良种创造了良好条件近
年对本区的研究多关注于植物资源(动物资源
等)+*&*!植物区系多样性研究未见报道本研究采用
多种方法分析仙人洞植物区系的多样性!探讨半岛
山地生物多样性规律特点及与其他华北山地区系的
关系!为该区植物多样性保护和资源开发提供科学
参考和基础数据
#
!
研究区自然概况
辽宁仙人洞国家级自然保护区位于辽东半岛庄
河境内!地处
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!南临黄海!北靠千山!地层属华北地层
区辽东分区辽南小区!地貌地形大部分属中切割剥
蚀低山!地质构造古老!地貌景观奇特!奇峰怪石林
立&属暖温带湿润季风气候区!四季温和!雨热同季!
光照和降雨集中!具有一定海洋性气候特点!年均气
温
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!无霜期
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!年均日照
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均相对湿度
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!年降水量约为
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&土壤以
石英岩典型棕壤和棕壤性土棕壤为主!属于东部森
林土壤区域!土壤质地多为中壤土土壤具有较高
的肥力水平!有利于林木生长&保护区内森林茂密!
主要保护原生型赤松林(栎林等植物群落!赤松林是
亚洲天然赤松古树群!国家重点保护野生植物有紫
杉"
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余种亚热带植物在区内有分布
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研究方法
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!
区系成分确定
通过查阅保护区考察报告和林相图基础资料及
其它文献)(*#!*!进行野外调查采用线路调查(定点
辐射调查(特殊地区重点调查相结合进行植物采集
和调查!
FT;
野外定位并以标志点为中心辐射状线
路调查不同林型和生境!包括保护区赤松林(蒙古栎
林以及松栎混交林等!结合不同地貌和海拔生境对
局部隐域生境重点调查依据野外调查和室内鉴
定!建立仙人洞保护区植物分布数据库利用源数
据库中物种的分类地位!参照傅沛云等有关中国东
北部种子植物种的分布区类型的界定)#%*!对每个种
进行区系类型统计标识统计分析研究区各区系成
分比重!以了解其主要区系成分组成同时!根据源
数据中各科(属所包含的植物物种数量!分别获得相
对比较重要的科(属组成
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区系分析
聚类模型以属的地理成分为指标)#$*#+*!求出分
布区类型间距离矩阵!设有
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类!采用系统聚类中组间均联法作图
采用多样性指数来衡量不同山地区系多样
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的概率保证作为显著性检验指标所
得数据和结果均通过运行
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软件获得
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结果与分析
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属!占
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"表
$
#单种属和寡种
属代表植物进化的两个相反方向$一个是新属建立!
种属尚未分化&另一个是古老属演化终极!只有少数
残遗种类既有许多古老的残遗成分!又有一些年
轻成分!反映了仙人洞植物区系在进化水平上的多
样性!其中桔梗属"
!2#+
3
.*.,
#(鹅肠菜属"
G
3
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+.,
#(防风属"
D#
(
.&:,)-.H)#
#等为世界单型属!说明
植物区系分类上的孤立性和演化上的原始性
?,=
!
种的区系分布类型多样性
植物种的地理成分能反映较小区域植物区系的
性质和特点!根据傅沛云等划分标准!把仙人洞野生
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仙人洞野生维管植物的多样性组成
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等常见的随人杂草有马齿苋"
!./+%2##
@
/#,*)7
>
2./#
#(龙葵"
D.2#,%9,)
@
/%9
#(野稗"
F:),.:2.#
/%&
@
#22)
#等亚寒带
*
寒带"
!
"
%
#性质成分
$"
种!
占
+,%&_
"世界分布不计!下同#!其中北温带
*
北极
分布型有梅花草"
!#/,#&&)#
(
#2%&+/)&
#(广布野豌豆
"
A))#/##
#(五福花和砧草"
1#2)%96./0#20
#等
西伯利亚分布有东北羊角芹"
B0
@
.
(
.*)%9#2
(
0&7
+/0
#(马先蒿"
!0*)%2#/)&/0&%
(
),#+#
#和小玉竹
"
!.2
3@
.,#+%9:%9)20
#等
本区种分布区类型以温带性质"
$
"
#(
#为主!共
计
+!
种!占总种数
&-,-$_
!其中以中国
*
日本分布
型"
!"-
种!下同#种数最多!占本区野生植物总种数
的
!-,&_
!如软枣子"
B+),)*)##/
@
%+#
#(狗枣子
"
B?-.2.9)-+#
#(葛枣子"
B?
(
.2
3@
#9#
#及悬钩子
"
I%6%&/#+#0
@
)
>
.2)%&
#等是重要的小浆果资源&其
次是东北分布"
&
#占
##,+-_
!有鸭绿乌头"
B?
4
#27
%0,&0
#(朝鲜老鹳草"
10/#,)%9-./0#,%9
#和朝鲜虎
耳草"
D#$)
>
/#
@>
./+%,0)
#等是重要的药用及花卉
资源&东北
*
华北分布"
&
#占
(,#+_
!东亚分布"
%
#
占
&,$&_
!旧世界温带分布"
$
#占
,#(_
&温带亚
洲分布"
$+
#占
,"_
!北温带分布"
$#
#占
+,+!_
!
华北分布有辽东乌头"
B?2)#.+%,
@
0,&0
#(元宝槭"
B?
+/%,#+%9
#(鸦葱"
D?9.,
@
.2)#
#等&其余成分则较
少!所占比例为
",#+_
"
+,!-_
之间本区热带
分 布类型"
!!
"
!-
#仅占
,&_
!如菖蒲"
B./%&
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#(香薷"
F2&:.2+J)#)2)#+#
#(鸭跖草"
8.97
902),#.99%,)&
#(荠苎"
G.&2#
@
/.&&0&0//#+#
#等
保护区还有一些重要物种银杏"
1),-
@
.6)2.6#
#(东
北红豆杉(野大豆(水曲柳"
K/#$),%&9#,*&:%/)7
表
@
!
仙人洞野生维管植物属内种的组成
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!
;
@
>9/>09:4
@
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M
>1>?5:Q
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651K0/1S/51?>17:1
M
G:L1K5/1
类型
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含属数
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占总属数比例
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_
含种数
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占总种数比例
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合计
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#
#(黄檗"
!:022.*0,*/.,#9%/0,&0
#(钻天柳"
8:.7
&0,)##/6%+)
>
.2)#
#(紫椴"
")2)##9%/0,&)&
#(翠柏
"
8#2.0*/%&9#/.20
(
)&
#等属于国家重点
#
(
$
级
保护植物&水杉"
G0+#&0
L
%.)#
@
2
3(
+.&+/.6.)*0&
#是
杉科水杉属唯一现存种!中国特产的孑遗珍贵树种!
列为第一批中国国家
#
级保护植物的稀有种类&鹅掌
楸"
5)/).*0,*/.,:),0,&)&
#为中国特有的珍稀植物!
国家二级保护植物&独根草"
M/0&)+/.
(
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(
)
>
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@
#
#为国家三级保护濒危种&圆柏"
D#6),#:),0,7
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#(百蕊草"
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#(文冠果"
N#,+:.7
0/#&&./6)
>
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#(山茴香"
1#/20&)#&),0,&)&
#等均为
中国特有植物
?,?
!
仙人洞与其它山地区系多样性及相关性
从临近地区选取
#"
个山地用属级分布型数据!
分析比较植物区系多样性及相关性区系多样性指
表
A
!
仙人洞野生种子植物种的分布区类型
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!
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G:L1K5/1
分布区类型
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种数
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@
>9/>0
占总种数比例
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世界分布
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北温带
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北极分布
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%,
西伯利亚分布
;/I>?/5 !+ %,%
$,
北温带分布
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+,
旧世界温带分布
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, $ ,#(
,
亚洲
*
北美分布
B0/5*E,B4>?, ## #,$&
-,
温带亚洲分布
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,B0/5 $+ ,"
&,
东亚分布
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俄罗斯远东区
*
日本分布
!
Z5?350KaL00/5*d5
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51
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#",
中国
*
日本分布
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中国东部分布
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东北
*
华北分布
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华北
*
朝鲜分布
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#$,
东北分布
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华北分布
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大兴安岭分布
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M
-
516/1
M
# ",#%
#-,
中亚分布
J,B0/5 # ",#%
#&,
阿尔泰
*
蒙古
*
达乌里分布
!
B6K5/*G:1
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达乌里
*
蒙古分布
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北温带
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热带分布
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热带亚洲(非洲(南美洲分布
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热带亚洲
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热带非洲分布
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计算各类型百分比!不包括世界分布型&下同
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图
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仙人洞与其它山地区系的多样性指数"
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#及聚类树状图"
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G
#
,
长白山&
G
!
,
白石砬子&
G
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,
凤凰山&
G
$
,
千山&
G
+
,
仙人洞&
G

,
泰山&
G
-
,
徂徕山&
G
&
,
蒙山&
G
(
,
五台山&
G
#"
,
小五台山
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(
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,S/5:ULK5/0<51
表
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仙人洞与邻近植物区系的相关性矩阵
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!
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数可以表征研究区种子植物属级多样性及属间的均
匀程度相邻植物区系
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指数差异
明显"
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"
!,"+%
#!其中徂徕山和仙人洞较高!白
石砬子和长白山较低&而各区系
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指数差异
并不显著"
,-##$
"
",&!+%
#"图
#
!
B
#聚类分析
中当欧式距离取
#+
时!仙人洞及其周边植物区系可
分为
!
组"仙人洞(凤凰山(千山(五台山(小五台山(
泰山(徂徕山和蒙山为一组&长白山和白石砬子为一
组#!也即东北植物区系和华北植物区系当欧式距
离取
#$
时!可分为
$
组"蒙山和徂徕山先聚合!再与
泰山为一组&而仙人洞先与凤凰山相聚!再与千山聚
合!最后与五台山和小五台山聚为一组&长白山(白
石砬子各为一组#!仙人洞(凤凰山(千山和五台山(
小五台山聚为一组属华北植物区系!泰山(徂徕山和
蒙山为山东丘陵亚地区也属华北植物区系!而白石
砬子与长白山位于长白植物区系南北两地!以上聚
合过程总体反映了东北(华北和华东植物区系从北
到南相似性变化的纬度分布格局"图
#
!
Y
#相关分
析表明不同山地植物区系的相似程度规律性比较明
显"图
#
#!相关系数为
",&##
"
",((-
!仙人洞与凤凰
山(千山相关性较大!而与蒙山(泰山(徂徕山相关性
较小"表

#
$
!
结论及讨论
辽东半岛是东北地区生物多样性较为丰富的地
区之一!本研究数量化分析了仙人洞植物区系的多
样性!本区共有维管植物
#"(
科
%-(
属
&"%
种!区系
成分较为丰富多样!区系联系广泛区系以被子植
物(双子叶植物为主&植物组成优势科现象明显!而
本区单"寡#种属达
(#,!(_
!表征本区植被的古老
残遗性单"寡#种属代表着植物古老属的终结和新
属的建立两个相反的方向!反映植物类群的演化阶
段和过程!说明本区有适合古老残遗属的保存和新
建属迁移定居与分化的生态环境)#*科(属组成表
现出明显优势性!较少的大科含有较多的属种!较多
的小科含有较少的属种&种的地理成分共有
!%
种类
-(#
&
期
!!!!!!!!!!!!
张
!
梅$辽东半岛仙人洞自然保护区植物区系多样性分析
型!以温带性质为主!占
(%,-"_
!温带种占
,%"_
!
植物特有现象不明显!符合暖温带北部的华北植物
区系的特点)#-*
多样性指数反映各区系属级类型组成的多样性
及属间的均匀程度本研究中!仙人洞等区系间
;/4
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0:1
多样性指数差异并不明显"
",-##$
"
",&!+%
#!而
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多样性指数差异明显
"
#,-%
"
!,"+%
#!其中泰山(徂徕山和蒙山较高!白
石砬子和长白山较低&不同山地植物区系之间相似
程度显著"
!
"
","#
#!相关系数在
",&##
"
",((-
之
间!仙人洞与凤凰山(千山相关性较大!与蒙山和徂
徕山相关性较小&白石砬子与泰山(徂徕山(蒙山相
关性较小本区与其他植物区系间的相似性规律明
显!随着纬度的降低!温带属成分逐渐降低!而热带
属成分则逐渐升高!可见!纬度是影响不同地域区系
分布的重要因素)#&*#(*纬度变化中影响各山地水(
能量分布可能是决定区系地理分布格局的直接原
因)!"*本文以辽东和山东半岛及华北山地区系为
例!证明了仙人洞与凤凰山(千山(五台山(小五台山
的相似性!并支持仙人洞及以上山地同属华北植物
区系)!#*!这可能与本区地质历史环境形成与华北地
貌形成有一定的关系
参考文献!
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