全 文 ：第20卷 第3期
Vol.20 No.3
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2012年 5月
May. 2012
宁夏云雾山自然保护区种子植物区系研究
朱仁斌1,程积民1,2*,刘永进3,李维军3,魏 琳1
(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西 杨凌 712100;
2.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西 杨凌 712100;3.宁夏云雾山草原自然保护区管理处,宁夏 固原 756000)
摘要:云雾山自然保护区有种子植物54科163属243种(不包括栽培植物),区系分析结果表明:植物科属组成特点
是少数大科包含多数的种,单种属所占比例高(73.6%),但包含的植物种数少(49.4%);龙胆科(Gentianaceae)、针
茅属(Stipa)、委陵菜属(Potentilla)是云雾山草原植物区系的重要组成成分;种子植物属的分布区类型相对简单,
中国特有分布属少,温带成分的绝对优势明显,占90.6%(除世界分布属);区系的起源较年轻,表现在植物的古老
成分稀少;云雾山种子植物区系与六盘山和贺兰山的比较结果显示:植物区系相似性系数偏低,相对而言,与六盘
山的亲缘关系较近;自然保护区的建立对于植物多样性的恢复成效显著。
关键词:植物区系;种子植物;草原;云雾山自然保护区;宁夏
中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2012)03-0439-05
FloristicStudyofSpermatophyteinYunwuMountainNaturalReservesofChina
ZHURen-bin1,CHENGJi-min1,2*,LIUYong-jin3,LIWei-jun3,WEILin1
(1.ColegeofResourceandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,ShaanxiProvince712100,China;
2.InstituteofSoilandWaterConservation,ChineseAcademyofSciencesandMinistryofWaterresources,Yangling,ShaanxiProvince712100,China;
3.ManagementDepartmentofYunwuMountainNaturalReserves,Guyuan,NingxiaProvince756000,China)
Abstract:Thereare243spermatophytesbelongingto54familiesand243generainYunwuMountainNatu-
ralReserves(excludingcultivatedspecies).Floraanalysisshowedthatmostspeciesbelongtoafewlarge
families.Mono-speciesgeneraaccountingfor49.4%ofalthegenerahaveahighproportion(73.6%).
Gentianaceae,StipaandPotentillaareimportantcomponentsofgrasslandsflorainYunwuMountain.
Thearealtypesofspermatophytesgeneraarerelativelysimple,fewChineseendemicgenera,dominant
temperategeneraaccountingfor90.6% (excludingcosmopolitangenera).Thefloraoriginisyoung.Flora
ofspermatophytesinYunwuMountainhaslowsimilaritytothoseinLiupanMountainandHelanMoun-
tain,butthegeneticrelationshipisclosertoLiupanMountainthanHelanMountain.Theestablishmentof
naturereservesinYunwuMountainachievedremarkablesuccesstoimprovetherecoveryofplantdiversity.
Keywords:Flora;Seedplants;Grassland;YunwuMountainNaturalReserves;Ningxia
云雾山自然保护区(以下简称云雾山)是中国第
2个草原保护区,位于宁夏回族自治区固原市东北
方,为中温带半干旱黄土丘陵低山区,海拔多在
1800~1900m之间,最高峰2148m。国内关于草
原地区植物区系的文献比较少,岳秀贤等[1]研究了
金塔斯草原类草地自然保护区的植物区系,王现
等[2]研究了过度放牧对内蒙古草原和草甸植被植物
区系的影响,岳秀贤等[3]研究了乌海草原化荒漠区
种子植物区系,刘显芝等[4]研究了呼伦贝尔植物区
系组成及植被特征,李连方等[5]研究了红松洼草地
自然保护区种子植物区系,张庆等[6]研究了内蒙古
短花针茅(Stipabreviflora)草原种子植物区系。
以上研究中除内蒙古短花针茅草原区外,其他地区
均有森林分布,植物种类相对丰富。云雾山植被类
型代表了黄土高原典型的半干旱草原植被类型,没
有森林的分布,植被组成相对简单,和我国其他地区
草原植物区系地理差别较大,关于这类地区植物区
系的研究很少。为此,本研究多次对云雾山进行实
收稿日期:2011-12-07;修回日期:2012-02-02
基金项目:农业部现代农业产业技术体系建设(CARS-35);中国科学院院地合作专项资助
作者简介:朱仁斌(1988-),男,四川夹江人,硕士研究生,主要从事环境植物学与植物分类研究,E-mail:plantpark@foxmail.com;*通信
作者Authorforcorrespondence,E-mail:gyzcjm@ms.iswc.ac.cn
草 地 学 报 第20卷
地调查,并结合保护区管理处的植物名录,整理出
本地区最完整的植物名录,并对本区植物的区系
组成、特征、性质和与邻近区系的关系作了全面讨
论与分析。
1 研究区概况与研究方法
1.1 研究区概况
云雾山位于宁夏回族自治区固原市,E106°24′
~106°28′,N36°13′~36°19′,海拔1800~2100m,
处于中温带半干旱气候区,具有典型的半干旱气候
特征。该区气候干燥,雨量少而集中,蒸发强烈,冬
季寒冷而漫长,夏季凉爽而短暂,温差大,日照长,光
能丰富;冬春季风多,无霜期较短。年均温6~7℃,
最热月7月气温22~25℃,最冷月1月平均气温
-14℃。年均降水量411.5mm,降雨季节分配不
均,夏秋季节(6-11月)降水量占全年降水量的
79.6%,是雨量集中的季节。建群植物主要有长芒
草(Stipabungeana)、大针茅(Stipagrandis)、星毛
委陵菜(Potentillaacaulis)、百里香(Thymusmon-
golicus)、白莲蒿(Artemisiasacrorum)、冷蒿(Arte-
misiafrigida)、阿尔泰狗娃花(Heteropappusal-
taicus)、虎榛子(Ostryopsisdavidiana)等,其中虎
榛子为阴坡灌木林的建群种。
1.2 研究方法
于2011年4月、5月、7月、8月、11月共5次对
云雾山植物种类进行实地调查,时间覆盖所有植物
的生殖期,采集的植物标本和拍摄的照片均有利于
准确鉴定,调查面积覆盖整个保护区,重点调查区为
保护区核心区的草地和稍林沟灌木林。采集的植物
标本利用《宁夏植物志》和《中国植物志》等工具书进
行检索。最终得到的数据进行统计分析时,运用植
物区系地理学基本原理和方法,利用 MicrosoftEx-
cel软件进行统计、排序以及比较分析,得出本区植
物区系特点。
本文相似性系数采用 Szymkiewic相似性系
数[7],计算公式如下:
Ss=(A∩B)/min(A,B)×100%
Ss是Szymkiewic相似性系数,A和B为2地
所有的科、属或种,A∩B表示2地共有的数目,
min(A,B)表示数量少的一方。
2 结果与分析
2.1 植物种类的组成
本区共有维管植物56科165属共245种(包括
种下等级,未包括栽培植物),其中蕨类植物2科2
属2 种:问荆 (Equisetumarvense)和银粉背蕨
(Aleuritopterisargentea),种子植物54科163属
243种,种子植物中裸子植物仅草麻黄(Ephedra
sinica)一种,单子叶植物5科32属46种,双子叶植
物48科130属196种。
宁夏回族自治区的植物种类相对于其他邻近省
份都相对贫乏[8],在省级行政区内,云雾山的植物种
类又相对较少(表1),种子植物的科、属、种数分别
是贺兰山的78.3%,55.4% 和38.0%,是六盘山的
63.5%,46.0%和29.9%,是全自治区的53.5%,
33.1%和17.2%,这是因为云雾山为草原生态系
统,植物多样性远比不上森林生态系统。
云雾山草原地形多变,起伏不定,沟壑颇多,有
明显阴阳坡之分,沟谷阴坡常形成灌木群落,蕴藏着
丰富的植物种类。草原核心区的稍林沟,阴坡为成
片的虎榛子灌木林,伴生有紫丁香(Syringaobla-
ta)、矮卫矛(Euonymusnanus)、蒙古荚蒾(Vibur-
nummongolicum)、灰栒子(Cotoneasteracutifoli-
us)、土庄绣线菊(Spiraeapubescens)、毛山楂(Cra-
taegusmaximowiczii)、葱皮忍冬(Loniceraferdi-
nandii)和短柄小檗(Berberisbrachypoda)等10多
种灌木,以及玉竹(Polygonatumodoratum)、穗花
马先蒿(Pedicularisspicata)、糙苏(Phlomisum-
brosa)等一些生长于较湿润地区的草本植物。稍林
沟有植物39科85属116种,分别占到云雾山植物
的72.2%,52.1%和47.7%,几乎都在一半以上。
绝大部分灌木(87.0%)和许多双子叶草本植物仅出
现在阴坡,说明阴坡对半干旱区草原生态系统植物
多样性的贡献非常大。
2.2 植物科属组成
云雾山植物科属组成基本和整个宁夏回族自
治区组成类似[4],即少数大科包括的植物种数占
总种数的比例高,多数寡种属包含的植物种数占
总种数的比例小。云雾山的优势科属如表2
所示。
044
第3期 朱仁斌等:宁夏云雾山自然保护区种子植物区系研究
表1 云雾山种子植物与贺兰山、六盘山以及整个自治区的比较
Table1 ComparationofspermatophytesbetweenYunwuMountain,HelanMountain,LiupanMountainandNingxia
类别
Type
云雾山YunwuMountain 贺兰山 HelanMountain[8] 六盘山LiupanMountain[9] 宁夏Ningxia[10]
科
Family
属
Genus
种
Species
科
Family
属
Genus
种
Species
科
Family
属
Genus
种
Species
科
Family
属
Genus
种
Species
裸子植物Gymnosperm 1 1 1 3 5 7 2 2 3 3 7 11
被子植物Angiosperm 53 162 242 66 289 632 83 343 811 98 486 1404
合计 Total 54 163 243 69 294 639 85 345 814 101 493 1415
表2 云雾山的优势科属
Table2 DominantfamiliesandgeneraofYunwuMountain
优势科
Dominantfamilies
包含种数
Numberofspecies
优势属
Dominantgenera
包含种数
Numberofspecies
菊科Compositae 37 委陵菜属Potentilla 10
禾本科Gramineae 27 蒿属Artemisia 9
豆科Leguminosae 24 针茅属Stipa 5
蔷薇科Rosaceae 24 黄耆属Astragalus 5
唇形科Labiatae 11 蝇子草属Silene 4
百合科Liliaceae 10 沙参属Adenophora 4
玄参科Scrophulariaceae 7 锦鸡儿属Caragana 4
石竹科Caryophylaceae 7 堇菜属Viola 4
毛茛科Ranunculaceae 6 棘豆属Oxytropis 4
龙胆科Gentianaceae 5 葱属Allium 4
植物种数在5种及以上的科有菊科、禾本科、豆
科、蔷薇科、唇形科、百合科、玄参科、石竹科、毛茛科、
龙胆科,共包含158种植物,即占总科数18.5%的大
科包含65.0%的种,这些种构成草原植被的主体,如
禾本科和菊科的许多植物都形成优势群落,特别是禾
本科的长芒草和大针茅。植物种数在4种及以上的
属有委陵菜属、蒿属、针茅属、黄耆属、蝇子草属、沙参
属、锦鸡儿属、堇菜属、棘豆属、葱属。单种属有120
个,即占总属数73.6%的单种属包含49.4%的种。
以上数据中值得关注的是:宁夏龙胆科植物一
共有24种,虽然不是大科,但其中有5种在云雾山
有分布,成为本地区植物区系的重要组成成分;宁夏
有委陵菜属植物30种,其中10种在云雾山有分布,
占到33.3%;宁夏针茅属植物共有9种,5种在云雾
山有分布,占55.6%。龙胆科和蔷薇科的委陵菜属
是高山草甸植物类群的重要组成部分,针茅属植物
是干旱草原区植物类群的重要组成成分,因此本文
认为:云雾山植物区系的一个特点是龙胆科、委陵菜
属、针茅属是植物区系的重要组成成分,这个特点在
其他类型植物区系中是没有的。由于云雾山是黄土
高原上典型的半干旱区草原,因此本研究推测整个
黄土高原半干旱区草原具有这个相同的区系特点。
2.3 属的分布区类型
根据吴征镒[11]中国种子植物属分布区类型的
划分方法对云雾山种子植物属的分布类型进行统计
分析(表3)。结果显示:云雾山种子植物属的各种
分布区类型所占比例和全自治区的基本一致,分布
区类型相对简单,中国特有分布属少,温带成分的绝
对优势更加明显,热带成分仅占5.8%(除去世界分
布)。
2.3.1 温带成分分析 具有温带性质的分布区类
型(8~14)中,云雾山有125个温带成分属,占除世
界分布外属数的90.6%,其中北温带分布属最多
(70个),占56.0%,其次为旧世界温带分布(29个),
占23.2%。菊科、蔷薇科、豆科、百合科和禾本科这
几个大科的植物多集中在这几个分布区类型中,草
原生态系统主要组成成分的针茅属、委陵菜属、蒿
属、风毛菊属(Saussurea)、火绒草属(Leontopodi-
um)、沙参属(Adenophora)、棘豆属、葱属等也都属
于温带成分。
2.3.2 中国特有成分分析 云雾山有中国特有分
布属3个,分别是地构叶属(Speranskia)、文冠果属
(Xanthoceras)和虎榛子属(Ostryopsis)。其中,虎
榛子是黄土高原优势灌木,在云雾山山谷阴坡常形
成成片灌木林。文冠果主产于我国北部和东北部,
云雾山接近其最西分布界线,在稍林沟形成小片单
一群落,也是灌木群落的重要组成成分。地构叶在
云雾山山谷中偶见分布,但在华北、西北等省份有广
泛分布。总之,云雾山的中国特有属少。
144
草 地 学 报 第20卷
表3 云雾山种子植物属的分布
Table3 DistributionsofspermatophytesinYunwuMountain
类型
Types
云雾山属数
Genusamounts
ofYunwu
Mountain
占总属数的比例/%
Percentageof
totalgenerain
YunwuMountain**
宁夏的属数
Genus
amounts
ofNingxia
占总属数的比例/%
Percentageof
totalgenera
inNingxia[8]
占宁夏同类型属的比例/%
Percentageofthe
samegenera
inNingxia
1.世界分布Cosmopolitan 25 - 63 - -
2.泛热带分布Pantropic 7 5.1 33 7.7 21.2
3.热带亚洲至热带美洲分布Trop.Asia& Amer. 0 0 1 0.2 0
4.旧世界热带分布OldWorldTrop. 2 1.4 2 0.5 100
5.热带亚洲至热带大洋洲分布Trop.Asiatotrop.Austr. 0 0 0 0 -
6.热带亚洲至热带非洲分布Trop.AsiatoTrop.Africa 0 0 6 1.4 0
7.热带亚洲分布Trop.Asia 1 0.7 5 1.2 20
8.北温带分布N.Temp. 70 50.7 167 38.8 41.9
9.东亚和北美间断分布E.Asia& N.Amer. 3 2.2 27 6.3 11.1
10.旧世界温带分布OldworldTemp. 29 21.0 68 15.8 42.6
11.温带亚洲分布Temp.Asia 8 5.8 19 4.4 44.4
12.地中海、东亚至西亚分布 Medit.,W.AsiatoC.Asia 8 5.8 41 9.5 19.5
13.中亚分布CentralAsia 1 0.7 23 5.3 4.3
14.东亚分布EasternAsia 6 4.3 26 6.0 23.1
15.中国特有分布EndemictoChina 3 2.2 12 2.8 25
合计 Total 163 100 493 100 33.1
注:**表示已扣除世界分布类型的属数
Note:**hasbeendeductedfromworlddistributiontypesofgenera
2.3.3 云雾山植物区系的年轻性 云雾山裸子植
物仅草麻黄一种,孑遗成分仅蒺藜科骆驼蓬属
(Peganum)一属,世界单、少型属少,仅虎榛子属、
文冠果属、海乳草属(Glaux)和地构叶属,而宁夏有
81属。现代多数植物分类学家认同的被子植物的
原始类型木兰目和毛茛目植物,在云雾山的分布甚
少,仅有毛茛科(云雾山6种,宁夏66种)、小檗科
(Berberidaceae)(云雾山1种,宁夏19种)。以上均
表明云雾山的植物区系具有年轻的特性。
2.4 云雾山种子植物区系与六盘山和贺兰山比较
贺兰山、云雾山和六盘山同属祁、吕、贺兰山字
型构造脊柱,即贺兰褶带[14]。贺兰山位于宁夏的最
西北,与云雾山相隔较远;六盘山属于清水河—六盘
山断褶带,云雾山属于罗山—云雾山隆起带,两者距
离较近。比较这3个山体上植物关系,有助于了解
云雾山山体的发育与其他2座山的联系。
戴君虎等[8]比较了六盘山与太白山、小陇山、贺
兰山和中条山的区系关系,徐秀梅等[18]比较了宁夏
大罗山与六盘山和贺兰山植物区系的关系,他们都
是从属的层面上来作比较,而且都通过比较属的分
布区类型比例的相似性来说明区系之间的关系。地
区间植物区系相近的亲缘关系实质上是由于它们共
有较多的植物科、属和种,并非必须因为它们的属的
分布区类型组成(谱)中各类型所占百分比的类似
性[13-14],本文从科、属和种的水平上比较了云雾山与
贺兰山和六盘山植物的组成,分别对其共有种作了
统计分析(表3)。结果表明,云雾山与贺兰山共有
的科、属、种数分别为42,112和146,与六盘山共有
的科、属、种数分别为44,120和164,与六盘山科、
属、种的相似系数分别比贺兰山高3.7%,4.9%和
7.4%,可见云雾山与六盘山植物区系的亲缘关系要
近于贺兰山。2地植物区系种的层次上的相似系数
明显低于科或属的层次,种的相似系数能更准确地
表示不同地方植物区系间的关系。云雾山植物区系
与六盘山和贺兰山比较,都有一定的相似性,但相似
性系数偏低,与六盘山关系更近,可能是过渡类型。
云雾山、六盘山和贺兰山的植物组成关系可以
用维恩图表示,如图1所示。A,B和C表示仅分布
于一个地方的植物,D,E和F表示仅分布于其中2
个地方的植物,G表示3个地方均有的植物。云雾
山A 部分的29种植物中,代表种有少花顶冰花
(Gageapauciflora)、直立点地梅(Androsaceerec-
ta)、海 乳 草 (Glaux maritima)、双 柱 头 针 蔺
(Trichophorumdistigmaticum)、陇东棘豆(Oxyt-
ropisganningensis)、大针茅(Stipagrandis)、黄花
列当(Orobanchepycnostachya)、辐状肋柱花(Lom-
atogoniumrotatum)、三裂碱毛茛(Halerpestestri-
cuspis)、星毛委陵菜、伏毛山莓草(Sibbaldiaad-
pressa)、狼毒(Stellerachamaejasme)等,代表了半
干旱区草原的一些特殊植物类型,有些是黄土高原
丘陵区常见植物。
云雾山与六盘山共有的D部分植物中,包括了
本区绝大部分东亚分布的属对应的种,包括岩败酱
244
第3期 朱仁斌等:宁夏云雾山自然保护区种子植物区系研究
图1 云雾山、六盘山和贺兰山的植物组成
Fig.1 PlantcompositionofYunwuMountain,
LiupanMountainandHelanMountain
(Patriniarupestris)、狗娃花(Heteropappushispi-
dus)、蕤 核 (Prinsepia uniflora)、短 柄 五 加
(Eleutherococcusbrachypus)、射干 (Belamcanda
chinensis)、斑种草(Bothriospermumchinense),该
分布区类型是六盘山种子植物的重要组成成分,代
表了半湿润区系成分。云雾山与贺兰山共有的E部
分植物中,包括了多数地中海、西亚至中亚分布的属
对应的植物,包括多裂骆驼蓬(Peganummultisec-
tum)、蚓果芥(Neotorulariahumilis)、狭叶草原石
头花(Gypsophiladavuricavar.angustifolia)、疗
齿草(Odontitesvulgaris),该分布区类型是贺兰山
植物区系的重要组成,代表了干旱区系成分。这2
个显著的特点说明云雾山植物区系很可能属于六盘
山向贺兰山过渡的类型。
3 讨论与结论
云雾山保护区建于1982年,是黄土高原“长芒
草典型草原自然保护区”,上世纪90年代初统计的
植物种数为181种,经过20年的封育措施,植物种
类增加了1/3,达到245种。增加的植物可能是以
前数量稀少,以至于没被发现,在没有人类活动干扰
的情况下,种群数量慢慢恢复后又被发现的,说明建
立自然保护区对于植物多样性的恢复成效显著。
表3 云雾山与六盘山和贺兰山的区系相似性比较
Table3 SimilarityofflorainYunwuMountain,HelanMountainandLiupanMountain
共有科数
Samefamilyamounts
相似系数
Ss
共有属数
Samegenusamounts
相似系数
Ss
共有种数
Samespeciesamounts
相似系数
Ss
六盘山LiupanMountain 44 81.5% 120 73.6% 164 67.5%
贺兰山 HelanMountain 42 77.8% 112 68.7% 146 60.1%
云雾山有维管植物56科165属共245种(包括
种下等级),其中蕨类植物2科2属2种,种子植物
54科163属243种。植物种类较少,组成相对简单
是半干旱区草地生态系统的一个特征。
云雾山植物科属组成特点是少数大科包括的植
物种数占总种数比例高(18.5%的科包含65.0%的
种),多数寡种属包含的植物种数占总种数比例小
(单种属占总属数的73.6%,但仅包含总种数的
49.4%),龙胆科、针茅属、委陵菜属是植物区系的重
要组成成分。
云雾山种子植物属的分布区类型相对简单,中
国特有分布属少,温带成分的绝对优势明显,占除世
界分布外属数的90.6%,热带成分仅占5.8%。种
子植物的起源较年轻,表现为植物的古老成分稀少。
云雾山种子植物地理区系与六盘山和贺兰山的比
较,表现为与其他2地植物区系有一定相似性,与六
盘山的相似性更近。
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(责任编辑 刘云霞)
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