全 文 ：　收稿日期:2009-02-22
基金项目:国家科技支撑计划项目(2007BAC17B03)。
作者简介:马　真(1982-),女 , 硕士生 ,研究方向为植物分类。
通讯作者:阎　平(1962-),男 , 教授 ,从事植物分类与资源植物研究;e-mail:yanpzhw@sohu.com。
第 27卷　第 3期
2009年 6月
石河子大学学报(自然科学版)
JournalofShiheziUniversity(NaturalScience)
Vol.27　No.3
Jun.2009
文章编号:1007-7383(2009)03-0269-05
石河子绿洲 -荒漠区十字花科植物物种
多样性及其分布特点
马　真1 ,翟　伟 2 ,阎　平1
(1石河子大学生命科学学院 , 石河子 832003;2石河子大学博物馆 , 石河子 832003)
摘要:通过近几年的野外调查 , 整理出石河子绿洲-荒漠区十字花科(Brassicaceae)植物共 29属 , 41种。本区十字花
科植物属的构成简单 ,单种属 22个(75.8%);属的区系成分以地中海-中亚(62.1%)为主 ,与华夏区系(3.4%)有一
定的联系 ,地中海-中亚成分的属分布最广 ,生于本区的各种生境, 而北温带分布型(20.7%)和世界分布型(6.9%)主
要分布于绿洲;生活型以一或二年生植物为主(85.4%), 地面芽植物(12.2%)和地上芽植物(2.4%)均很少 ,且地面
芽植物主要分布于绿洲;种的分布区特点是多数种的生境单一 ,也有一些种在 2个或 3个生境中均有分布。
关键词:十字花科;多样性;分布;荒漠;绿洲;石河子
中图分类号:Q949.748.3　　　　文献标识码:A　　　　
　　十字花科(Brassicaceae)植物主要分布于北温
带 ,其适应性较强 ,广泛生长于各种生境。全世界有
十字花科植物约 330属 , 3500种左右;中国约有 104
属 , 400余种;新疆有 70余属 , 190种左右 [ 1 ～ 3] 。
石河子绿洲 -荒漠区位于准噶尔盆地南部 ,属于
典型的欧亚大陆干旱半干旱地区 ,年均温度 6.0 ～
6.6℃,年平均降水量 110 ～ 200mm,年蒸发量 1000
～ 1500 mm,日照 2798 ～ 2839h[ 4] 。
本研究在石河子地区选取海拔 300 ～ 1100m的
一个南北走向的垂直分布带 ,对本区十字花科植物
进行分类学研究 ,并对物种多样性以及分布特点进
行分析 ,为本区十字花科植物的基础研究和新疆植
物多样性研究增加新的资料。
1　材料与方法
在石河子绿洲-荒漠区选择 E85°57′～ 86°06′,
N44°10′～ 45°10′的一个带状区域 , 海拔由南端的
1100米依次递减至北端的 300m。
本区域内生境由高海拔向低海拔依次是低山荒
漠 、城市-农田 ,湿地 、沙漠等。低山荒漠区位于准噶
尔盆地南缘 ,海拔 580 ～ 1100m;城市及农区位于冲
积扇(在未开发时为荒漠)及扇缘地带 ,海拔 340 ～
580m;湿地主要集中在冲积扇的扇缘地带 ,由北湖
和蘑菇湖 2个水库周围湿地及次生盐碱地构成 ,海
拔约 380m;沙漠区位于古尔班通古特沙漠的南缘 ,
包括 147团和 149团附近沙漠及 150团以北约 20
公里内的沙漠区域 ,海拔 320 ～ 380m。
2004 ～ 2008年对该区域十字花科植物做了系
统的调查 ,共采集标本 200余号 ,加之往年的标本 ,
共有本区标本 300余号 ,均藏于石河子大学植物标
本室(SHI)。
通过鉴定标本 ,对本区十字花科植物进行系统
的分类学研究 ,在此基础上 ,结合资料对该区域十字
花科植物多样性及其分布特点进行分析 。
2　结果与分析
2.1　石河子绿洲-荒漠区十字花科植物多样
性分析
研究表明本区共有十字花科植物 29属 , 41种 ,
如表 1。属数 、种数分别占新疆十字花科总属数和
总种数的 41.4%与 21.6%,可见该区十字花科植物
资源比较丰富 ,这与本区的地理气候条件密切相关。
DOI :10.13880/j.cnki.65-1174/n.2009.03.006
表 1　石河子绿洲-荒漠区十字花科植物及其分布
种名 低山 城市农区 湿地 沙漠
芝麻菜 ErucasativaL. √
全缘独行菜 LepidiumferganenseKorsh. √
光苞独行菜 LepidiumlatifoliumL.var.afineC.A.Mey √
柱毛独行菜 LepidiumruderaleL. √
盐独行菜 Lepidiumcartilagineum(J.May.)Thel. √
钝叶独行菜 LepidiumobtusumBasin. √
抱茎独行菜 LepidiumperfoliatumL. √ √
球果群心菜 Cardariachalepensis(L.)Hand.-Mazz. ■ √
宽翅菘蓝 IsatisviolascensBunge √
厚翅荠 Pachypterygiummulticaule(Kar.etKar.)Bunge √ ★
菥蓂 ThlaspiarvenseL. ■ √
荠 Capselabursa-pastoris(L.)Medic. √
薄果荠 Hymenolobusprocumbens(L.)Nutt. √
绵果荠 LachnolomalehmaniiBunge √
螺喙荠 SpirorrhynchussabulosusKar.etKir. √
舟果荠 TauscherialasiocarpaFisch.exDC. √ ★
光果舟果荠 TauscheriagymnocarpaFisch.exDC. √
鸟头荠 Euclidiumsyricum(L.)R.Br. ■ √
脱喙荠 Litwinowiatenuissima(Pal.)N.Busch √
条叶庭荠 AlyssumlinifoliumSteph.exWild. √ ★
粗果庭荠 AlyssumdasycarpumSteph.exWild. √
庭荠 AlyssumdesertorumStapf. √ ★
半灌木南芥 ArabisfruticulosaC.A.Mey. √
耳叶南芥 ArabisauriculataLam. √
小鼠耳芥 Arabidopsispumila(Steph.)N.Busch √ ★
沼生蔊菜 Rorippaislandica(Oed.)Borb. √ √
四齿芥 Tetracmequadricornis(Steph.)Bunge √ ■ √
弯角四齿芥 TetracmerecurvataBunge √
新疆紫罗兰 MatthiolastoddartiBunge √
离子草 ChorisporasoongaricaSchrenk ■ √ √
异果芥 Diptychocarpusstrictus(Fisch.exM.Bieb.)Trautv. √
丝叶芥 Leptaleumfilifolium(Willd.)DC. √ ★ √
涩荠 Malcolmiaafricana(L.)R.Br. √ √ √
卷果涩荠 Malcolmiascorpioides(Bunge)Boiss. ■ ★ ★ √
四棱荠 Goldbachialaevigata(M.Bieb.)DC. √ √
新疆大蒜芥 SisymbriumloeseliiL. √
无毛大蒜芥 SisymbriumbrassiciformeC.A.Mey √
甘新念珠芥 Neotorulariakorolkovi(Rgl.etSchmlh.)Hedge.etJ.Leonard √ ★
小果亚麻荠 CamelinamicrocarpaAndrz. √ ■
播娘蒿 Descurainiasophia(L.)Webb.exPrantl ■ √
戈壁阴山芥 YinshaniaalbifloraY.C.MaetY.Z.Zhaovar.gobicaZ.X.An √
　　注:“√”表示该种主要分布这个生境中;“■”表示该种在这个生境中有少量分布;“★”表示该种以前在本区有分布 ,而
近几年的调查没有发现。
　　天山北坡海拔 300 ～ 1100m是十字花科植物分
布较集中的区域 [ 5] ,同时生境的多样性也为不同种
的十字花科植物在该区的分布与发展提供了条件。
本区有十字花科植物 29属 ,其中单种属有 22
属 ,占总属数的 75.8%,其它属(寡种数)的种数较
少 ,舟果荠属 Tauscheria、南芥属 Arabis、四齿芥 Tet-
racme、涩荠属 Malcolmia、大蒜芥属 Sisymbrium各 2
种 ,庭荠属 Alysum3种 ,种最多的属是独行菜属 Le-
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pidium,有 6种 ,可见本区十字花科植物属的构成较
简单。
这可能与调查区域较小有关 ,同时新疆十字花
科植物单种属 、寡种属较多的特征也决定了本区属
下种类较少的特点。
该区域中国新疆仅分布属有厚翅荠属 Pachy-
pterygium、薄果荠属 Hymenolobus、绵果荠属 Lachnol-
oma、螺喙荠属 Spirorhynchus、鸟头荠属 Euclidium、
脱喙荠属 Litwinowia、四齿芥属 Tetracme、异果芥属
Diptychocarpus、丝叶芥属 Leptaleum等 9属。
中国新疆仅分布种有全缘独行菜 Lepidiumfili-
folium、宽翅菘蓝 Isatisviolascens、厚翅荠 Pachyptery-
giummulticaule、绵果荠 Lachnolomalehmani、螺喙荠
Spirorhynchussabulosus、舟果荠 Tauscherialasiocar-
pa、光果舟果荠 T.gymnocarpa、鸟头荠 Euclidium
syricum、脱喙荠 Litwinowiatenuisima、条叶庭荠 Alys-
sumlinifolium、粗果庭荠 A.dasycarpum、庭荠 A.de-
sertorum、半灌木南芥 Arabisfruticulosa、耳叶南芥 A.
auriculata、小鼠耳芥 Arabidopsispumila、四齿芥 Tet-
racme.quadricornis、弯角四齿芥 T.recurvata、新疆紫
罗兰 Mathiolastoddarti、异果芥 Diptychocarpusstric-
tus、丝叶芥 Leptaleumfilifolium、卷果涩荠 Malcolmia
scorpioides、新疆大蒜芥 Sisymbriumloeseli等 22种 ,
分别占本区域总属数的 31.0%,总种数的 53.7%。
这些中国新疆仅分布属(种)大多都分布在荒漠 。
2.2　石河子绿洲-荒漠区十字花科植物属的
区系分析
根据吴征镒的中国种子植物属的分布区类
型 [ 6] ,对该区十字花科植物的 29属进行分析 ,共有
7个分布型:
1.世界分布型:该分布型有独行菜属 、蔊菜属
Rorippa等 2属 ,占总属数的 6.9%,主要分布于城市
农区及湿地 。
2.北温带分布型:有菥蓂属 Thlaspi、南芥属 、鼠
耳芥属 、播娘蒿属 Descurainia、大蒜芥属 、荠属
Capsela等 6属 ,占总属数的 20.7%。该分布型在
绿洲和低山均有分布 。
3.旧世界温带分布型:仅菘蓝属 ,占总数属的
3.4%,分布于沙漠 。
4.温带亚洲分布型:仅念珠芥属 Neotorularia,
占总属数的 3.4%,分布于低山 ,生于蒿属荒漠中 。
5.地中海区 、西亚至中亚分布型:有芝麻菜属
Eruca、群心菜属 Cardaria、厚翅荠属 、螺喙荠属 、鸟
头荠属 、脱喙荠属 、庭荠属 、四齿芥属 、离子芥属
Chorispora、丝叶芥属 、异果芥属 、涩荠属 、四棱荠属
Goldbachia、亚麻荠属 Camelina、紫罗兰属 、薄果荠属
等 16属 ,占该区总属数的 55.2%。该分布型是本
区属数最多的类型 ,也是在该区分布最广泛的类型 ,
在低山荒漠 、城市 -农区 、湿地 、沙漠等 4种生境都有
分布 。
6.中亚分布型:有绵果荠属 、舟果荠属 2属 ,占
总属数的 6.9%,均分布于低山荒漠 ,分布区局限在
海拔 650 ～ 800m的土质山坡。
7.中国特有分布型:仅阴山荠属 Yinshania1
属 ,占总属数的 3.4%,本属主要分布于我国华北 、
西北 、华中和西南地区[ 7] ,在新疆稀疏的分布于准
噶尔盆地南缘的乌苏和石河子 。据资料和标本考
证 ,本属植物分布的最西端即是新疆 ,且已特化为 1
个稳定的变种 ———戈壁阴山芥 Yinshaniaalbiflora
Y.C.MaetY.Z.Zhaovar.gobicaZ.X.An。
综合以上分析 ,地中海-中亚成分占 62.1%,温
带成分占 27.5%,世界分布占 6.9%,华夏成分占
3.4%。
由此可见地中海成分的属在本区最多 ,而其它
成分特别是华夏成分在该区域很少 ,且结合 2.1中
的分析发现中国新疆仅分布属全是地中海成分 ,中
国新疆仅分布种的分布区也多局限在中亚和西亚成
分 ,说明本区的十字花科植物主要是从地中海经西
亚 、中亚迁移而来 ,与华夏区系有一定的联系 ,但受
其影响较小。
2.3　石河子绿洲-荒漠区十字花科植物生活
型分析
由石河子绿洲-荒漠区十字花科植物生活型谱
(如图 1)可以看出本区十字花科植物以一或二年生
植物为主 ,共有 35种 ,占总种数的 85.4%。一年生
植物中除一些农田杂草与湿生植物外均为短命植
物 ,农田杂草有离子草 Chorisporasoongarica、柱毛独
行菜 Lepidiumruderale、播娘蒿 Descurainiasophia、新
疆大蒜芥 、菥蓂 Thlaspiarvense、芝麻菜 Erulasatica、
荠 Capselabursa-pastoris、鸟头荠 , 它们主要分布于
绿化带 、水渠边和农田中 ,也有少数种类分布到低山
荒漠 ,但一般生于水分条件较好的阴坡或冲沟中;湿
生植物仅沼生蔊菜 Rorippaislandica和薄果荠 ,生于
湖区的湿地中 ,有时在城区的水渠旁也有沼生蔊菜
的分布;短命植物广泛分布于较干旱的低山荒漠与
沙漠 ,它们在 4 ～ 6月间(生活周期一般是 45 ～ 60d)
生长结实 [ 8, 9] ,靠种子度过炎热的夏天 ,完全适应了
本区春季湿润 ,夏季干旱的气候条件 。地面芽植物
271　第 3期　　　　　　　　马　真 , 等:石河子绿洲-荒漠区十字花科植物物种多样性及其分布特点　　　　　
有 5种 ,占总种数的 12.2%,其中光苞独行菜 Lepidi-
umlatifoliumvar.afine、钝叶独行菜 L.obtusum、盐
独行 菜 L.cartilagineum、球 果群心菜 Cardaria
chalepensis等主要分布于湿地或城市及农区中的路
边 、水渠旁 、农田或草坪边 ,仅全缘独行菜生于低山
荒漠的阴坡 。地上芽植物仅半灌木南芥 1种 ,占总
种数的 2.4%,生于海拔 800 ～ 1100m的低山荒漠阴
坡 。
图 1　石河子绿洲-荒漠区十字花科植物生活型普
2.4　石河子绿洲-荒漠区十字花科植物的分
布特征
十字花科植物在该区四种生境的分布存在着较
大差异 ,同时具有一定的交错性(如表 1,图 2)。低
山荒漠区共有 27种 [ 10] (65.9%),其中 5种的主分
布区在绿洲 , 1种的主分布区在沙漠 ,它们只分布到
低山的边缘或冲沟中;城市 -农区有 16种(39.0%),
其中 2种的主分布区在荒漠 ,另外有 5种(不在 16
种之内)以前的标本表明在冲积扇有分布 ,但我们
这次调查中并未见分布;湿地 6种(14.6%),另有 4
种(不在 6种之内)以前的标本表明在蘑菇湖周围
有分布 , 这次调查中没有发现;沙漠区有 8种
(19.5%),其中有 4种是典型的沙生植物 ,它们只
分布于沙地 ,而另外 4种在低山荒漠也有分布 。
大部分种的生境是单一的 ,没有在四种生境中
均有分布的种(如图 2)。如全缘独行菜 、绵果荠 、舟
果荠等 15种在这次调查中仅发现它们在低山荒漠
有分布;芝麻菜 、光苞独行菜 、荠等 6种只生长于城
市 -农区;盐独行菜 、薄果荠 、戈壁阴山芥等 3种只分
布于湿地;宽翅菘蓝 、螺喙荠 、弯角四齿芥 、新疆紫罗
兰等 4种只分布于沙漠 。有些种的分布也存在着交
叉 ,如抱茎独行菜 、丝叶芥 、卷果涩荠等 3种分布于
沙漠和低山荒漠;涩荠 、离子草等 2种在低山荒漠 、
城市-农区 、湿地 3种生境中均有分布。将本区分为
荒漠(包括低山荒漠与沙漠)和绿洲 (包括城市 -农
区与湿地)两部分 ,则仅分布于荒漠的有 22种 ,仅
分布于绿洲的有 10种 ,而荒漠和绿洲都有分布的有
9种 。
四种生境中低山荒漠的种数最多 ,远高于其它
生境 。这可能是由于山的坡向 、海拔高度 、土壤构成
的差异使得不同坡向和高度的光照 、温度 、水分 、土
壤等条件存在差异 ,这样就为植物的生长提供了不
同的小生境 ,可以适应更多种植物的生长。同时 ,一
些主要生于绿洲和沙漠的植物在低山荒漠也有适合
的小生境 。城市-农区的种数次之 ,主要是由于该生
境中有一些广布性杂草 ,如柱毛独行菜 、荠 、菥蓂 、离
子草 、播娘蒿等 。在城市 -农区和湿地两个生境中有
8种在近期调查中未见有分布 。这主要是因为随着
城市和农区的扩大 ,冲积扇被开发为城区或农田 ,湿
地周围的荒漠也被开发为农田或者随着库区次生盐
渍化的逐渐加强而成为盐碱地。这样就使得以前分
布于城市 -农区及湿地的一些种在此无法生存 ,分布
区被局限在低山或沙漠 。
图 2　石河子绿洲-荒漠区十字花科植物种的分布特征
3　结论和讨论
石河子绿洲-荒漠区十字花科植物种类丰富 ,资
源独特。本区有十字花科植物 29属 、41种 ,其种数占
新疆十字花科总种数的 21.6%,属数的比例更是高达
41.4%,其中有中国新疆仅分布属 9个 ,中国新疆仅
分布种 22个 。且本区还有一些宝贵的种质资源 ,如
拟南芥的近缘种小鼠耳芥在我国仅分布于石河子及
其周边地区。可见本区对开展十字花科植物种质资
源的保护工作具有重要的意义 ,同时本区也可为十字
花科植物的基础研究提供天然的实验场。
本区十字花科植物与地中海区系联系紧密 ,受
华夏区系影响较小。地中海 -中亚成分是本区十字
花科植物区系的主要组成部分 , 占总属数的 62.
1%,且中国新疆仅分布属(种)都是地中海成分。
这说明本区的十字花科植物主要是从地中海经西
亚 、中亚迁移而来 ,且一部分属 (中国新疆仅分布
属)只扩散到新疆 ,而另一部分如亚麻芥属 、离子芥
属 、涩荠属等则继续向东扩散到我国的北方地区。
中国特有分布型本区仅有 1属 1种 ,可见本区系与
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华夏区系具有一定的联系 。研究区域位于天山北坡
的中部 ,包括从低山荒漠至古尔班通古特沙漠腹地
的一个完整的带状垂直分布区域 ,且十字花科是新
疆的大科 ,所以在一定程度上可以代表天山北坡荒
漠区的植物区系特征 。
生活型以一或二年生植物为主 ,占 85.4%。本
区一年生植物中的多数种为短命植物 ,从而能够广
泛适应本区环境 。地面芽植物仅占 12.2%,且主要
生于水分条件较好的湿地 、城市或农区。地上芽植
物有 1属 1种 ,分布于低山荒漠的阴坡。
4.种的分布区特点是多数种的生境单一 ,也有一
些种具有 2种或 3种生境。由于冲积扇荒漠被开发
为人工绿洲 ,一些以前有分布的种被局限在绿洲两端
的低山荒漠和沙漠 ,分布区缩小 ,小生境更趋单一。
参考文献:
[ 1] 周太炎 , 郭荣麟 , 蓝永珍等.中国植物志(第 33卷)
[ M] .北京:科学出版社 , 1987.
[ 2] ZhouT.Y, LuL.L, YangG, etal.FloraofChina(Vol.8)
[ M] .Beijing:SciencePress, 2001.
[ 3] 毛祖美 , 安争夕 ,周桂玲 , 等.新疆植物志(第 2卷 , 第 2
分册)[ M] .乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社 , 1995.
[ 4] 刘玉国 , 塔依尔 , 孟小玉.石河子垦区绿洲温度的时空
变化特征 [ J] .石河子大学学报(自然科学版), 2006,
24(6):724-727.
[ 5] 王　永 , 周桂玲 , 孟红梅.新疆十字花科区系地理成分
分析 [ J] .新疆农业大学学报 , 2006, 29(4):5-9.
[ 6] 吴征镒 , 周浙昆 ,孙　航 ,等.种子植物分布区类型及其
起源和分化 [ M] .昆明:云南科技出版社 , 2006.
[ 7] 张渝华.阴山芥属的研究 [ J] .植物研究 , 1996, 10
(4):445-454.
[ 8] 毛祖美 , 张佃民.新疆北部早春短命植物区系纲要 [ J] .
干旱区研究 [ J] .1994, 11(3):1-26.
[ 9] 张立运.新疆莫索湾地区短命植物的初步研究 [ J] .植
物生态学与地植物学丛刊 , 1985, 9(3):213-222.
[ 10] 翟　伟 ,阎　平 , 马　真.石河子低山荒漠种子植物名
录 [ J] .干旱区研究 , 2005, 22(增刊):91-96.
TheDiversityandDistributionofBrassicaceaefrom
OasisandDesertofShihezi
MAZhen1 , ZHAIWei2 , YANPing1
(1 CollegeofLifeScience, ShiheziUniversity, Shihezi832003, China;
2 MuseumofNaturalHistory, ShiheziUniversity, Shihezi832003, China.)
Abstract:Atotalof29generaand41speciesofBrassicaceaewereclassfiedfromoasisanddesertregionsinShihe-
zithroughfieldinvestigation.Some22genera, 6ofwhichweremonotypicgenera, onlycontain1speciesintheflora,
accountingfor75.8%.Inthegeneralevelofthefloristicelements, thereareMediteranean-CentralAsiaelements
(62.1%), Cathaysiaelements(3.4%), theN.temperatedistribution-type(20.7%)andCosmopolitandistribu-
tion-type(6.9%).ThegeneraofMediteranean-CentralAsiaelementsaredistributedinvarioushabitatsandtheN.
temperatedistribution-typeandCosmopolitandistribution-typearedistributedmainlyinoasis.Therophytes(85.
4%)isdominatedthelifeformeofBrassicaceae, andHemicryptophytes(12.2%)andChamaephytes(2.4%)are
rare.Hemicryptophytesisdistributedmainlyinoasis.
Keywords:Brassicaceae;diversity;distribution;oasis;desert;Shihezi
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