全 文 ：武汉植物学研究 , 一
碑
神农架太阳坪的生物多样性及其保护
‘
张全发 金义兴 间耀川
中国科学院武汉植物研究所 武汉
提 要 华中地区 由于其 自然历史地理因子的作用 , 已成为我国生物多样性研究及保护的重
要区域 , 但沉重的人 口 压力 已使这一地区的生态环境极度恶化 , 生物多样性快速丧失 , 整个生
态系统处于崩溃的边缘 太阳坪位于湖北省西部北纬 , , 东经 口的神农架林区 , 由
于其地理位置偏远而免遭人类大规模的干扰 , 从而提供了研究华中地区潜在生物多样性的条
件 。 本文简要介绍了这一地 区生态系统中第一性生产力的植物生物多样性现状 , 从物种多样
性 、 生态系统多样性上研究了其生物多样性的特点 , 并提出了与地区性经济发展相协调的生
物多样性保护对策
。
关键词 太阳坪 , 生物多样性 , 现状 , 保护对策
人类几千年来的文 明进程 , 已使其生存的生活条件得到了极大的改善 , 并且这种改善
仍在继续进行 。 然而 , 这种改变是以人类生存的环境恶化为代价 , 明显表现近百年来全球
温室效应的加强 , 人类生存所必须的土壤 、 空气 、 水等物质的严重污染 , 并 由此引起了与人
类生存相伴的生物多样性的快速丧失 。 虽然地球上生命的发展是一个生与死的平衡过程 ,
但 目前在人类种种活动的干扰下 , 物种灭绝的速率不断加快川 , 并且随着栖息地的丧失或
面积的减少和片断化 , 导致了生物物种内遗传多样性的严重丧失 一们 , 这将不可避免地影
响到人类未来的生存 。 因此对生物多样性的研究 , 即是人类对未来的投资 。
华中地区的武陵 山 、大 巴 山地区地理位置上处于我国的由西到东 , 由南到北的过渡区
域 。此外 , 由于受第四纪冰川的影响不大 , 该地区保存有许多的古老残遗物种 , 在研究我国
区系的发生发展及进化上有着极为重要的意义 。 但由于 人类的频繁活动 已使这一地 区的
生态环境极度恶化 , 生态系统的片段化不断加剧 , 从而威胁着人类以及与之相关的生命支
持系统的生存与发展 。 太阳坪位于湖北省西部的神农架林区 , 以海拔 米的太阳坪
山峰 ‘ , ‘ 为 中心 , 总面积约有 平方公里 的无人森林区 地理位置为
收稿 日 一 一 , 修回 日 一 一 一
, 本研究为中国科学院院长基金 、 中国科学院武汉分院择优支持费 、 中国科学院武汉植物研究所所长基金特别支
待项 目 。
第 期 张金发等 神农架太阳坪的生物多样性及其保护
, 一 , , ‘一 ‘ , 境内最高海拔为老虎顶 米 , 最低海拔为境
内东部的水果园 米 。 四周坡体陡峭 , 中心地带坡度平缓 , 平均海拔在 米左右 ,
似一种台地结构 。 由于地理位置的偏僻 , 人类活动较少 , 保存着较为典型的亚热带山地
生态系统的特点 , 从而为我们提供了研究探索华中地区潜在生物多样性特征的有利条件 ,
为这一地 区退化生态系统的恢复与重建以及生物多样性的保护提供依据
。
太阳坪生物多样性现状
生物多样性 , 是所有生命种类 、种 内遗传变异和它们生存环境的总称 , 它包含遗传多
样性 、物种多样性和 生态系统多样性 个层次 , 但这 个层次之间并不是独立的 , 而是
相互关联 , 相互依存 。 植物作为生态系统中的第一性生产力 , 支撑着整个系统结构和功能
的动态过程 。 因此 , 植物物种的多样性以及由此所构成的植被类型的多样性是地区性生物
多样性的支持系统 。
物种 多样性
物种多样性构成了生物多样性的基本环节 , 它们是生物与环境相关的主体 , 并在与自
然环境相适应的过程中 , 以及在其它各种因素作用下 , 形成遗传的多样性 。在太阳坪地区 ,
大约生存着 余科 , 个属 , 种以上的维管束植物
。 其中旅类植物约 科 , 余
属 , 种 裸子植物约 科 属 种 被子植物约 科 属 种 , 从而形成了
一种小面积的高密度的生物多样性 。
物种多样性 的区系特 点
植物区系是一个地区植物种类的总称 , 它是植物与 自然地理环境 , 特别是 自然历史条
件综合作用下长期发展演化的结果 。 初步分析表明 , 在太阳坪周围的约 种植物中 ,
其地理成分极为复杂 。 从属的分布区类型的研究来看 , 北温带分布属为优势 , 其次为东亚
成分 、 东亚和北美间断分布成分 , 充分反应 了东亚亚热带植物区系的特点 。 从其种的分布
研 究表明 , 物种的来源不 仅受 中国西南成分的影 响 , 如 巴 山冷杉 、 杜仲
、 连香树 勺
、 米心水青冈 ,
、 香果树 勺 即 等 它还受到 中国秦岭山脉的影响 , 如华 山松 ,
,
、 秦岭冷杉 、 红桦 乙 一 , 仑 等 此外 , 地 区 华 中地
区 性物种也极为丰富 , 如擦木 、八角枫 、 中华称猴桃
、 大血藤 烤 等 。 由此可见 , 太阳坪在中国亚热带
地区的过渡特征极为明显 。
珍稀植物种类
珍稀植物多为一些古老型或古残遗种类 、新特有种 , 或者为具有重要经济价值的种
类 。 它们对于研究植物区系的发生 、演化具有极为重要的意义 。 根据中国珍稀濒危植物红
皮书及近期研究的进展 一 , 〕, 现存在太阳坪的珍稀植物种分别为
级 琪桐 。
级 钟尊木 , 、 香果树 、 光叶琪桐 ,
、杜仲 、 连香树 、银杏 、 胡桃 , 、大果青扦
、 山白树 人 , 、 水青树 。 。
级 秦岭冷杉 、 穗花杉 ,
· ‘ 研 、 华棒 肠产 。人
、 金钱械
武 汉 植 物 学 研 究 第 卷
’ , 、 八角莲 场 ’
、 领春木 峥
、 天麻
、 木兰 材口 、 麦吊杉 、 白辛树 卿 勺
、青
檀 , 、 紫茎 。 、 银鹊树 口户 、 延龄草
犷 。
其它 川鄂乌头 八 , 人 即 、叉 叶兰 人 、铁杉
、 假繁缕 。
由上述可见 , 太阳坪的珍稀植物种类主要为古老型和中国特有种类
。 如起源于第三纪
或更为古老 的植物有穗花杉 、 冷杉 、 铁杉 、 杜仲 、 云杉 、 钟尊木 、 金钱械 、 连香
树 、水青树 、领春木 、 山白树 , 且大多为中国特有种类 。
中国特有植 物
应俊生等 〔‘“
·
川对神农架的植物研究表明 , 太阳坪所处的神农架地 区为我国的一个特
有植物分布中心 , 存在着 中国的 个特有科 , 个特有属 。
中国特有科 银杏科 、 钟尊木科 、杜仲科
。
中 国特有属 钟尊木属 ’。 、 琪桐属 ’ 、 金钱械属 ’ 、香
果树属 卿、 、 杜 仲属 百 、 银杏属 、 青檀属 、 串
果藤 属 , 可于 , , 、 山 白树 属 , 、 星 果草属 八 仍产 、 血 水草 属
,
。
生态 来统 多样性
太阳坪地 区的生态系统多样性主要体现在植被特征及其与生物气候环境的结合 。 太
阳坪地区 由于其独特的多样性生物环境 , 从而生长着包括森林 、 灌丛 、 草丛等多种生态系
统类型 。
森林
森林是太阳坪地 区主要的生态系统类型 。 由于地处亚热带 区域 , 并且存有亚高 山特
征 , 太阳坪的森林在海拔垂直带谱上 , 从低到高海拔生长有常绿阔叶林 、落叶阔叶林 、 针阔
叶混交林 、 针叶林 。 其建群种主要为栋 、柯 五 人 净 、 米心水
青 冈 、 红桦 、 铁 杉 、 山杨 、 华 山松 、 刺 叶 栋 ‘ , 、 青扦
、 秦岭冷杉
、 巴 山冷杉等 。 此外 , 受亚热带亚高山生物气候环境的影响 , 在
海拔 一 米以上生长着箭竹 , , 。 , , 、 拐棍竹 林 。
灌丛
太阳坪地区的灌丛形成主要是来 自于亚高山生物气候的影响 , 它们分布于海拔
米 以上 的 山顶 , 主要 的优势种有柳 、 柏 占 、 杜鹃 , 。
、 蔷薇 等 。 此外在河谷的冲积滩地上 , 生境条件较为湿润 , 生长着以 山植
、 旬子 , 、 峨嵋蔷薇 尺 , 等物种为优势种的
灌丛 , 而在生境条件较为干燥的山坡 , 则生长着绣线菊 为优势种的灌丛 。
草丛
太阳坪地 区草丛的形成与灌丛相似 , 主要来 自于亚高山的影响及溪流冲积平地的季
节性水滩生境 。 其物种组成具有明显的季节变化 , 在亚高山气候所形成的草丛中 , 主要有
第 期 张金发等 神农架太 阳坪 的生物多样性及其保护
菊科 、 禾本科 、 毛莫科 、 蔷薇科
等植物组成 而在冲积平地 , 则主要 由湿生 的灯心草科
、
禾本科 、 蔷薇科等科
的植物组成 。
植被分布 的特 点
太 阳坪地 区植被的分布具有明显的垂直带谱 , 从低海拔亚热带常绿阔叶林的分布到
高海拔的温性针叶林和灌草丛 , 从而体现出亚热带亚高山特征 。 生境的影响主要是对灌丛
及草丛 , 这种影响与境内的溪流有明显关系 , 表现为在溪流上游的冲积平地主要生长着草
丛 , 而在溪流下游则生长着灌丛 。 当然 , 这也与海拔所形成的生境条件有着一定的相关性 。
从前面的分析可以看出太阳坪地 区的高的生物多样性 , 这种高的生物多样性及其特
征主要来 自于以下几个因子的复合影响 ①海拔的影响 。太阳坪地 区从低山到高山生存着
亚热带气候到亚热带亚高 山的温性气候 , 植被则分别为亚热带常绿 阔叶林到亚热带亚高
山草丛 。 ②生境的多样性 。 在太阳坪这样的小面积范围内 , 海拔从 一 米 , 境内
由于 自然因子的作用 , 形成了各种不同生境类型 , 如 山坡 、 河谷 、 季节性溪流 、 冲积性滩地
等 。 ③地理位置及植物 区系成分上的过渡性 。 太阳坪地 区在中国的地理位置上 , 处于我国
从西部青藏高原向东部低 山丘陵的过渡地带 , 植物区系成分又 为中国南北的交汇之处 。 ④
地史原因 。 受第四纪冰川的影响 , 在太阳坪邻近的利川形成了水杉区系 , 从而可以推断地
史对太阳坪区系的影响 。
生物多样性的保护及其对策
对于全球生物多样性的保护所采 用的对策涉及到政策
、 土地的生态管理 、持续利用生
物资源 、 保护物种及其栖息地和生态系统比 〕, 而对于 小面积地区性的生物多样性的保护
对策最为有效的办法是建立 自然保护区 〕
。
但是 , 自然保护区的建立必然与社会 、环境及
经济利益的结构相关联 。 首先 , 建立保护 区需要占用一定数量的土地及生物资源 , 并且还
需要一定的资金来维持保护区的正常运行 , 从而与人类的短期效益相违背 , 使得这种努力
以失败而告终 和 , 尤其对于发展 中国家 , 寻找到一个保护与发展
之间的平衡点更为重要 。
中国作为一个发展中的以农业为主的国家 , 生物多样性对于现在 , 以至未来的发展具
有极为重要的意义川 。 除了面临全球的环境恶化外 , 种质资源对于中国这样一个农业大
国 , 在生存上更为重要 。 在太阳坪地 区森林砍伐与保护的冲突更为明显 。 由于生产力极为
低下 , 地 区经济主要来源于对森林资源的开发利用 , 必然影响对这一地 区的全面保护 。 但
是 , 保护必须以最少量资源的非开发性利用占有为前提 , 必须与生物多样性的持续利用相
结 合 , 充分考虑种
、 生态系统和景观不同层次上 的需要
·“ 〕。 因此 , 建议太阳坪地区生物
多样性的保护在理论研究的基础上以种为主 , 辅之 以少量的生态系统结构及功能为 目的
的保护 , 其对策如下
物种多样性的保护 。 其 中包括重要种群 群落组成的优势种 的生境 、分布的调查
及其生存力的分析 珍稀濒危物种最适生存环境的研究及其迁地保护和大量繁殖 珍稀植
物种群迹地的圈地保护
。
生态系统多样性的保护
。 其中包括保护一个典型的植被垂直带谱 生态系统结构
、
功能和动态等特征的研究
。
武 汉 植 物 学 研 究 第 卷
保护与永续利用的结合 。包括生态系统的持续利用与生态系统 自我恢复进程的研
究 中草药植物资源的利用 , 但必须限制于系统的 自稳定性之内 森林旅游业的发展 。
总的来讲 , 该地区的生物多样性的保护与其经济的发展之间必须相协调 。
致谢 感谢郑重 、林克杰先生的指导和建议 , 以及江明喜 、 沈泽昊 、 张良军 、 黄汉东 、 王业华等同志在
野外艰苦的工作中所给予的帮助 。
参 考 文 献
“ , 一
陈灵芝 中国的生物多样性 —现状及其保护对策 北京 科学出版社
,
, ’ , , ,
,
金义兴 , 张全发 , 阁组川 亚热带区域神农架太 阳坪森林生态系统初报 —兼论 自然保护区的建立及定位研究 长
江流域资源与环境 , , 一
王荷生 植物区系地理 北京 科学出版社 ,
彭辅松 , 李鸿钧 湖北第二批国家珍稀濒危保护植物 。 武汉植物学研究 , , 一
郑重 湖北珍稀植物 武汉植物学研究 , , 〕 一
郑重 神农架维管植物区 系初步研究 武汉植物学研究 , , 一
应俊生 , 张志松 中国植物区系中的特有现象 植物分类学报 , , 一
中国科学院武汉植物研究所 神农架植物 武汉 湖北人民出版社 ,
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