全 文 :武汉植物学研究 2008,26(1):47~52
Journa/of Wuhan Botanical Research
嵩山与鸡公山自然保护区植物区系比较研究
董东平
(许昌学院城市与环境学院,河南许昌 461000)
摘 要:在野外调查和取得最新植物区系研究资料的基础上,对河南省的嵩山与鸡公山自然保护区植物区系进行
了比较研究。研究结果显示出两地植物区系的相似性和差异性:嵩山共有种子植物 126科586属 1335种,植物区
系以温带成分为主,兼有一定的热带成分,与西北、华北植物区系联系较紧密;鸡公山计有种子植物 157科 675属
1583种 ,温带成分虽占有较高的比例,但热带种类丰富,与华中、华东植物区系的关系更密切 ,表现出向北亚热带植
物区系明显过渡的特征;两地植物区系的共同特点是温带成分都 占有一定优势 ,说明落叶阔叶林仍然是两个地区
相对稳定的森林植被类型。
关键词:植物区系;相似性系数;嵩山;鸡公山;自然保护区
中图分类号:Q948.5 文献标识码:A 文章编号:1000-470X(2008)01.0047-06
Comparison of Plant Flora of Song Mountain and Jigong Moun tain
Natural l serve in Henan Province
DONG Dong—Ping
(Department ofEnvironment Science,Xuchang Univers ,Xuchang,Henan 461000,China)
Abstract:The Song Mountain and Jigong Mountain,belonging to the middle and south parts of Henan
Province in China.Song Mountain iS National Forest Park and world famous Tourism Area:Jigong Moun—
tain is National Natural Reserve and one of the fam ous scenic spot in China、On basis of geting the up—to—
date flora to a data of study in the open country,the flora of Song Mountain and Jigong Mountain has cal-
ried out comparison research,making use of mathematic model to have calculated comparability coefli—
cient、Study result shows:Song Mountain has seed plan ts of 126 fam ilies,586 genera and 1335 species,the
flora gives flint place to temperate zone component,an d having the certain tropical species in the same
way.Th e flora of Song Mountain has a more tightness contact with Northwest China and North China.Th e
Jigong Mountain has seed plants 157 fam ilies,675 genera 1583 species,though the temperate zone compo—
nent holds the certain proportion,tropical species is rich,the transition characteristic is obvious,the area
relation is closer with Central China and East China,incline towards north subtropics flora areas,having
explained that the climate and physical geography environment is the key element of dividing into two area
flora.Th e similarity in Song Mountain and Jigong Mountain flora shows the temperate species occupying
certain advantage,indicating that deciduous broad—leaved forest in temperate zone component stil is a rel—
atively stable forest cover of two area types.
Key words:Flora;Comparability coeficient;Song Mountain;Jigong Mountain;Natural Reserve
嵩山与鸡公山分别位于河南省中部和南部,属
暖温带和北亚热带过渡区,植物区系地理成分复杂
多样。自20世纪 50年代至今 ,前人对嵩山和鸡公
山地区的植物区系和植物资源进行了不同程度的调
查研究 J,新的植物区系记录和研究成果不断出
现 j,使植物区系资料更加丰富,为深入研究河南
植物区系的基本特征奠定了良好的基础。但目前尚
未见嵩山与鸡公山植物区系之间的比较研究。作者
在多年的教学、科研过程中,每年都带领学生在自然
植被保存较好的嵩山国家级森林公园和鸡公山国家
级自然保护区进行野外实习和考察,通过样地调查、
采集标本、拍摄生态照片等方法,积累了大量的第一
手资料。因此,在参考前人研究成果 和作者调
查研究的基础上,尝试对嵩山和鸡公山自然保护区
的种子植物区系进行比较研究,以期获得对河南植
物区系地域分异特征更为深入的认识,揭示河南古
收稿 13期:2007-06-11,修回13期:2007·09-24。
基金项目:国家 自然科学基金资助项 目(20574058);河南省教育厅自然科学研究计划项 目(2006180020)资助。
作者简介:董东平(1960一),女 ,辽宁锦州人,副教授,主要从事植物地理学、植物生态学教学和科研工作(E-mail:dongdp@163.co/n)。
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武 汉 植 物 学 研 究 第 26卷
地理环境和现代自然地理环境与植被性质之间的密
切关系,为河南植物区系的深入研究积累理论资
料。
1 研究区自然地理环境比较
嵩山为我国五岳之首,是著名的国家级森林公
园和驰名世界的旅游景区,总面积达 450.12 km ,
地理坐标为 34。22 ~34。36 N,112。45 ~113。11 E,
位于中国河南登封县境内。山脉属秦岭山系东延的
余脉,东西向绵延 100 km ,南北宽约 60 km ,山体
所涉及的范围面积达 6000 km ,其 中太室、少室二
山(亦称御寨山、嵩山)各 36峰,最高峰御寒山峰顶
海拔 1512.2 m。
鸡公山是国家级自然保护区,面积约287 km ,
地理坐标在31。46 ~31。51 N和 114。01 ~1 14。06 E
之间,位于河南省信阳县境内豫鄂两省交界处,是大
别山西端的一条支脉,西与桐柏山相接,主峰报晓峰
海拔 811 m,因形似雄鸡昂首挺立而得名“鸡公山”,
是我国著名的游览避暑胜地之一。
两地与植被发育相关的主要 自然地理要素见
2 研究方法
在多年野外实习和考察中,采取野外线路勘查、
样方测定、采集标本、拍摄植被生态照片等植被野外
调查方法积累资料;通过室内统计分析,查 阅文
献 ‘。j、借鉴前人研究成果 ‘¨。H J,取得最新研究资
料,统计出研究区植物区系数据;应用植物区系学原
理对两地种子植物区系的基本组成、地理成分等进
行系统的分析;运用数学模型进行相似性系数计算,
得出两地种子植物区系的差异性和相似性结果。
3 结果与分析
3.1 植物区系基本组成比较分析
经统计,嵩山与鸡公山自然保护区(以下简称
嵩山与鸡公山)的植物区系基本组成详见表2。
由于归化种、逸生种及栽培种不能很好地反映
一 个地区的植物区系起源、发展与特点,所以进行两
地植物区系分析时仅以自然分布的种子植物为主。
3.1.1 科的组成
根据各科所含种数统计,将科分为 5级,嵩山与
表 1。 鸡公山种子植物科的基本组成对比见表3。
表 1 嵩山与鸡公山主要自然地理要素比较
Table 1 The comparison of physiographical conditions of Song Mountain and Jigong Mountain
表 2 嵩山与鸡公山种子植物区系的基本组成
Table 2 Th e composing of floras of seed plants in Song Mountain and Jigong Mountain
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第 1期 董东平:嵩山与鸡公山自然保护区植物区系比较研究 49
表 3 嵩山与鸡公山种子植物科属组成
.
T
. . . . .
a
. . . .
b
. .
1
. . .
e
. . . . .
3
. . . . . . . . . . . . . .
T
. . . . .
h
. . . .
e
. . . . . .
composing
— —
of families and genera of seed plants in Song Mountain and Jigong Mountain
某一植物区系的优势科在一定程度上可以反映
该植物区系的组成、结构、性质和特点,并且可以作
为多个植物区系比较研究中的指标来探讨几个植物
区系的异同程度大小 ¨。现根据科内所含种数多
少,将嵩山与鸡公山排名前十位的优势科进行比较
(表4)。
从表 3可见,单种科和寡种科如银杏科(Gink.
goaceae)、杜仲科(Eucommiaceae)、透骨草科 (Phry.
mataceae)等所占比例较高,说明了两地在植物区系
发生上的古老性质;表4反映出在大科组成上两区
表 4 嵩山与鸡公山种子植物优势科的组成对比
Table 4 The comparison of dominant fam ilies of seed
plants in Song Mountain and Jigong Mountain
嵩山 鸡公山
科名 Song Mountain 科名 Jigong Mountain
Name of 属数 种数 Name of 属数 种数
family N :.0f N :.of family : N .0f
genera species genera species
菊科
.
50 118 菊科
. 58 137
备禾夺科 61 99 禾夺科 61 105
蔷薇科 27 97 蔷薇科 25 96
· 豆科 28 72 ·豆科 32 71
Legum lnogae
; 夏合科 19 46 5·唇形科 23 66L abiatae
.唇形科 22 45 曼莎草科 11 58
Labiatae
挣 花科 23 36 7.石竹科 14 39C aryophylaeeae
旨毛茛 13 36 8.蓼科 4 33P Ranunculaceae olygonaeeae
曼莎草科 9 36 9.木犀科 9 32Ol
eaceae
10·蓼科 4 34
P
0
,.
· 葡萄科 4 31
olygonaceae V ltaceae
比较相似,优势性明显,在植物区系组成中起着重要
作用。但在这些大科中,除蔷薇科、豆科的少数属为
木本植物外,其余各科均为草本植物,它们在山地森
林植被中的作用并不明显;而含属种较少的松科
(Pinaceae)、壳斗科(Fagaceae)、桦木科 (Betulace.
ae)、杨柳科(Salicaceae)、榆科 (Ulmaceae)、槭树科
(Aceraceae)等则是两个地区森林植被的主要成分。
3.1.2 属的组成
根据每属植物所含种数的多少,将嵩山与鸡公
山种子植物属分为5级,详见表 3。
表3显示 ,两地分类地位较为孤立,起源较为古
老或少数分化出来的单种属较多,如蕺菜属(Hout.
tuynia)、翼蓼属(Pteroxygonum)、独根草属(Oresitro.
phe)、鸡麻属(Rhodotypos)、青檀属 (Pteroceltis)等。
寡种属也占有很高的比例,进一步表明两地植物区
系发生上的古老性和稳定性L1 ,与科的分析一
致;而大属、特大属以世界属为主,如蓼属(Polygo.
凡um)、堇菜属(Viola)、苔属(Carex)等。
3.2 植物区系地理成分比较分析
3.2.1 属的地理分布
在植物区系学上,属被认为是进化过程中分类
学特征相对稳定、并占有一定分布区的单位,随着地
理环境的分异而有比较明显的地区差异。因此,属
比科能更好地反映出植物系统发育过程中的进化分
化情况和地区性特征 。依据吴征镒 关于中国
种子植物属的分布区类型的划分方法,可将嵩山
586属、鸡公山675属种子植物分别划分为 15个分
布区类型和 15个变型(表5)。
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表 5 嵩山与鸡公山种子植物属、种的分布区类型比较
注: 界属、种扣除不计。
Note:Not including cosmopolitan genera and species
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第 1期 董东平 :嵩山与鸡公山自然保护区植物区系比较研究 51
由于世界分布属在分析植物区系特征及其区系
联系时意义不大,因此着重比较分析温带分布属、热
带分布属和中国特有属。
据表 5统计,嵩山的热带分布属计 133属,占嵩
山所有种子植物属(不含世界分布属,以下同)的
25.88%,占全国本类型的9.93%;温带分布属共
367属,占嵩山所有属的71.40%,占全国本类型的
30.87%,如木本植物中的杨属 (Populus)、桦木属
(Betula)、栎属 (Querc~)、榆属 (Ulmus)、花楸属
(Sorbus)等是嵩山落叶阔叶林的主要组成成分。鸡
公山温带属共有 377属,占总属数的62.62%;热带
分布205属,占总属数的34.05%,如木本类中的黄
檀属(Dalbergia)、八角枫属(Alangium)、樟属(Cin-
namomum)等是鸡公山常见的热带成分。
以上比较显示:在属的水平上,嵩山以温带分布
为主,强于鸡公山;而鸡公山在温带分布属占优势的
同时,热带分布加大了比例。显示了嵩山以落叶阔
叶林为主的暖温带植被特色,鸡公山在南暖温带落
叶阔叶林的基础上,表现出向北亚热带植被明显过
渡的特点。
从表 5可见,嵩山分布的中国种子植物特有属
有 l4个,占嵩山全部属 的 2.72%、河南特有属的
26.32%;鸡公山分布的中国种子植物特有属有 2O
属,占总属数的3.32%、河南特有属的37.60%。由
此可见,两地的特有属比例均较小,鸡公山略强于嵩
山,表明两地特有植物均较为贫乏,特有化程度低,
皆为单种属或寡种属,对两地种子植物区系影响不
大。这种情况反映了嵩山和鸡公山的自然地理环境
和气候条件虽然对南北东西植物有不同程度的兼容
性,但是缺乏孕育特有植物的特殊条件 ¨ 。其中
鸡公山分布的特有属多为发生于我国西南、华东及
华中以南等湿润地区的种类,通过大别山、桐柏山或
长江流域扩展而来,如通脱木属(Tetrapanax)、盾果
草属(Thyrocarpus)、山拐枣属(Poliothyrsis)、香果树
属(Emmenopterys)、牛鼻栓属(Fortunearia)、山白树
属(Sinowilsonia)等。而嵩山较为干旱的气候阻止
了一部分发生于我国南北湿润地区特有植物的进
入,来源于华北、西北等北方干旱半干旱地区的特有
属加大了比例,如猬实属 (Kolkwitzia)、虎榛子属
(Ostryopsis)、翼蓼属(Pteroxygonum)等。
3.2.2 种的地理分布
参照吴征镒Ll引关于属的分布区类型划分方法,
可将嵩山和鸡公山种子植物种的分布区分为 l5个
类型(表5)。
从表 5可以看出,嵩山与鸡公山在东亚分布、旧
世界温带分布、北温带分布和中国特有分布上占有
优势,特别是东亚分布占有明显的优势,仅次于中国
特有分布。这种现象表明,两地与各大陆的热带、温
带地区在属的水平上,保持着较密切的联系。由于
气候的分化,地域的隔离,使同属不同种之间产生了
分化,形成了新的种系。因此,嵩山和鸡公山与各大
陆分布区在种系水平上联系较少,但与欧亚大陆上
发生的种系不存在地域上的隔离,加上受地质时期
的冰期和间冰期的影响,华夏古陆上的植物群多次
南迁北移,途经 中原,保留有较多的欧亚大陆成
分 。
3.3 植物区系的相似性系数比较分析
由于各地植物区系之间既有相互联系的一面,
又有独立发展的一面,具体情况不仅可以反映地区
间植物区系的联系,而且能够反映不同地区环境条
件和自然演化历史的共同性程度或者关系的密切程
度 ,为此,需要进行植物区系间的相似性比较分析。
地区间的植物区系的相似程度一般使用 Czehanows—
ki(又称 Zehanowski系数)1913年提出的相似性系
,,1
数公式进行计算_l :S =— ×100% 。
,l 十 13,
式中,|s为相似性系数,A为甲地植物属(科、
种)的数 目,B为乙地植物属(科、种)的数 目,C为
两地共有的植物属(科、种)的数 目。
嵩山和鸡公山种子植物区系相似性系数计算结
果见表 6。
表 6 嵩山与鸡公山种子植物科、属、种的相似性系数比较
Table 6 The comparab ility coefficients of families,genera
and species of seed plants of Song Mountain
and Jigong Mountain
注 :世界属(科 、种 )扣 除不计 。
Note:Not including cosmopolitan genera(families and species).
从表 6可以看出,嵩山与鸡公山植物区系在科
的层次上相似性程度较高,而属、种之间的相似性系
数存在着一定的差异,特别是种的相似性系数不及
60%。反映了两地气候和自然地理环境分异引起植
被类型分布的明显变化,也说明两地植物区系在属
和种的层次上不如科的层次交流密切。
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4 结论与讨论
通过对嵩山与鸡公山自然保护区种子植物区系
的比较分析,得出以下结论:
(1)两地植物区系均具有植物种类丰富,优势
性明显,起源古老,地理成分多样 ,与其它植物区系
间联系广泛,东西交汇、南北过渡的共同特点。同
时,也反映了河南植物区系的基本特征。
(2)两地植物区系在科、属、种的水平上具较高
的相似性(见表6),充分说明落叶阔叶林仍然是两
个地区乃至河南地区相对稳定的森林植被类型。
(3)两地植物区系都有一定的过渡性,但鸡公
山的过渡性更为明显,鸡公山的植物种类在科、属、
种的水平上比嵩山要多,特别是热带分布属、种明显
多于嵩山,这与鸡公山南暖温带向北亚热带过渡的
地理位置有重要的关系。
(4)两地植物区系存在明显差异,这是由于气
候和地质地貌等 自然地理环境因素的区域分异引起
的。主要表现在:嵩山植物区系具有非常明显的温
带性质,与西北、华北植物区系联系较紧密;鸡公山
植物区系温带种类仍占有一定的比例,但热带成分
较嵩山丰富,与华中、华东植物区系的关系应该更密
切一些。
另外,从两地植物区系的联系和特征看,两地现
代植被都是在古老第三纪植物区系基础上起源和发
展起来的 ¨” ,如松属(Pinus)、胡桃属(Juglans)、
栎属、槭属(Acer)等和表3中所统计的大量单种属、
寡种属植物,不仅起源古老,至今仍然是两地森林植
被的主体。反映了两地古老的地质历史以及古地理
环境的相似性和差异性,也说明了现代 自然地理环
境对植被分布的重要作用,同时也给两地植被性质
打上了山地植被的深刻烙印。
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