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七姊妹山自然保护区蕨类植物区系地理及资源开发研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 26(6):665— 669 2006年 11月
七姊妹 山自然保护区蕨类植物
区系地理及资源开发研究
张 柳1,汪正祥l*,雷 耘2,方元平3,满金山4,彭宗林4
(1.湖北大学 资源与环境学院,湖北 武汉 430062;2.华中师范大学 生命科学学院 。湖北 武汉 430079;
3.黄冈师范学院 生物系 ,湖北 黄州 438000;4.宣恩县林业局。湖北 宣恩 445500)
摘 要:运用植物区系地理分析方法对七姊妹山 自然保护区的蕨类植物区系特征进行研究。科的地理区系
分析表明,热带、亚热带成分高达 58.3 ,占主导地位。属的地理区系分析也表明了类似的趋势。种的地理区
系分析表明,除了热带、亚热带成分占有较高比例外,温带分布的种也具有较高的比例,占非世界广布种的
31.2 。特别是世界温带分布的种占较高比例,达24.2 ,这反映了温带成分的重要地位。七姊妹山蕨类植
物资源丰富,可区分为药用、观赏、食用、指示类植物等几大类。各种蕨类植物资源显示了广阔的利用前景。
关键词 :蕨类植物 ;区系地理 ;资源;七姊妹山
中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号 :1000—3142(2006)06—0665—05
Study of pteridophytic flora and resources
in Mt.Qizimei Nature Reserve
ZHANG Liu ,W ANG Zheng—xiang ,LEI Yunz,FANG Yuan—ping3,
MAN Jin—shan4.PENG Zong—lin4
(1.Colege of Environment and Resource,Hubei University。Wuhan 430062。China:2.Colege of Life Sciences
Central China Normal University,Wuhan 430079。China;3.Department of Biology,Huanggang Normal
University,Huangzhou 438000,China 4.Forestry Bureau of Xuan’en,Xuan’en 445500,China)
Abstract:Based on the investigation and statistical analysis,the characteristics of pteridophytic flora and the
pteridophytes resources in the Mt.Qizimei Nature Reserve were studied.The floristic analyses of families,
genera and species showed that both the tropical and tropical—tO—subtropical elements took a large proportion

The species in temperate zone also have a high proportion.24 families,47 genera and 1 1 9 species of pterido—
phytes in Mt.Qizimei were recorded.They may be classified into many types respectively used for medicine,
ornament and food,etc.According tO the characteristic of Mt.Qizimei,some suggestions on how to exploit and
utilize the pteridophytie resources of Mt.Qizimei were put forward and some aspects should be strengthen.
Key words:pteridophytes;floristic geography;resources;Mt.Qizimei
七姊妹山自然保护区(109。37 40 ~109。51 2
E,29。39 3O”~30。5 25 N)位于湖北省恩施土家族
苗族自治州宣恩县的东部,总面积为55 176.5 hm ,
2001年被列为省级 自然保护区。本保护区为云贵
收稿日期 :2005-10-08 修回 日期:2006—02—06
基金项目:教育部留学回国人员研究启动基金(400—095431);湖北省 自然科学基金(2005ABA202);湖北省教育厅科学研究基金
(400-094111)[Supported by the Scientific Research Initial Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars,State Education
M inistry(400-095431);Natural Science Foundation of Hubei(2005ABA202);Scientific Research Foundation,Education Department
of Hubei Province(400—094111)l
作者简介:张柳(1979一),男 .湖北黄梅人,硕士研究生 。主要从事环境生态 、植物地理学研究。
通讯作者(Author for correspondence,E-mail:wangzx66@hubu.edu.cn)
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高原的东北延伸部分,地处武陵山脉余脉。其属中
亚热带季风湿润型气候。植被以常绿、落叶阔叶混
交林为主,具有中亚热带山地的典型植被类型(班继
德等,1995)。七姊妹山科学考察始于上世纪 8O年
代,2005年 6、7月作者又进一步对该地区植被尤其
是蕨类植物的分布进行了调查和研究。通过多次科
学考察,基本弄清了本区域的蕨类植物分布状况。
1 七姊妹山自然保护区蕨类植物区系
1.1科的组成与分析
按照秦仁昌(1978)的分类系统,保护区蕨类植
物共计 24科 47属 119种,分别占湖北省蕨类植物
科、属 、种数的 58.5 ,48.0 和 33.7 (郑洁华 ,
1987),并 分别 占中国蕨类 植物科、属、种 数 的
35.8 ,21.0 和 4.1 (邓友平等,1994)。如表 1。
2O种以上的科有鳞毛蕨科(4属 25种)、水龙骨
科(10属 2O种),合计 14属 45种,占全部属数的
29.7 和种数的 37.5 ,在本地域具有明显的优势
地位。1O种以上的科还有蹄盖蕨科。1O种以下的
有 21科。单种科和寡种科的比例高达 75 ,在一
定程度上反映了七姊妹山蕨类植物植物区系起源的
古老性。
表 1 七姊妹 山蕨类植物科、属、种统计表
Table 1 The statistics of families,genera and
species of pteridophytes in Mt.Qizimei
按 照吴兆洪等 (1984,1986,1991)的研究方法 ,
对七姊妹山蕨类植物科的地理成分进行了分析。可
以将其分成 4种类型:世界广布型、热带分布型、热
带和亚热带分布型、温带分布型。各类型如表 2。
表 2 七姊妹山蕨类植物科的分布区类型
Table 2 The areal-types of pteridophyte families in Mt.Qizimei

Ar

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o.

of

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nta
(
g

e
) 科名 Family
I l ‘‘‘‘‘,
由表 2看出,七姊妹山蕨类植物区系中除世界广
布科之外,热带至亚热带分布以及热带分布科所 占的
比例较高,占总科数的 58.3 ,在一定程度上反映了
该地区的蕨类植物热带 、亚热带起源的特征。
1.2属的组成与分析
属的分类学特征相对稳定 ,占有比较稳定的分
布区,在区系地理分析中占有重要的地位。以下参
照吴征镒先生对种子植物区系的分析方法,对七姊
妹山自然保护区蕨类植物属的区系地理特征进行具
体分析。如表 3所示,七姊妹山蕨类植物属的分布
区可以分为 11个类型。由于世界广布属对了解某
个地区植物区系地理特征及其与其他区系的联系意
义不大,故本文重点分析非世界广布的一些属的一
些典型分布类型。
(1)泛热带分布型:共 9属 23种,隶属于 8个
科,分别占非世界广布属、种的 22.5 和 23.2 。
为属数最多的类型。属于此分布区类型的有里白属
(Hieriopteris)、碗 蕨 属 (Dennstaedtia)、乌蕨属
(Stenoloma)、凤尾蕨属(Pteris)、书带蕨属(Vitar—
ia)、短肠蕨属 (Allantodia)、金星蕨属(Parathe—
lypteris)、假毛蕨属(PsP 0c czo 0r )、复叶耳蕨
属(Arachniodes)。其中有些属的起源非常古老,如
凤尾蕨属可能起源于中生代三迭纪等。
(2)亚洲热带、亚热带分布型:有金粉蕨属(On—
ychium)、凤 丫蕨属(Coniogramme)、毛轴线盖蕨属
(Monomelangium)、凸轴蕨属(Metathelypteris)、线
蕨属(Colysis)、假密网蕨属(Phymatopsis)、假瘤蕨
属(Phymatopteris)、石韦 属 (Pyrrosia),计 5科 8
属 14种,分别占本区非世界广布属、种的 20.0 和
14.1 ,属数仅次于泛热带分布型。
(3)旧大陆热带分布型:共有 5属 7种,分别占
非世界广布属、种的 12.5 和 7.O ,其中分布在热
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带亚洲至热带大洋洲的有新月蕨属(Pronephrium)和
介蕨属(Dryoathyrium),分布于亚洲和非洲的有紫柄
蕨属(Pseudophegopteris)和星蕨属(Microsorium)。
表 3 七姊妹山蕨类植物属的分布区类型
Table 3 The areal—types of pteridophyte
genera in Mt.Qizimei
分布区类型
Areal—types

G

s enus peci G
e

nusSp ecies
以上 5属主要分布在亚洲热带和亚热带 ,而且
都不同程度地以我国为分布中心,如新月蕨属 2O
种,我国16种,七姊妹山1种;紫柄蕨属 2O种,我国
1O种,七姊妹山 1种;星蕨属 4O种,我国 18种,七
姊妹 山 1种 。
(4)世界温带分布型:共 3属 24种,即鳞毛蕨属
(Dryopteris)、耳 蕨属 (Polystichum)和 蹄 盖 蕨属
(Athyrium)。其属 数 虽 只 占非 世 界广 布 属 的
7.5 ,但种数却占24.2 ,位居各分布类型种数之
首。我国各省区蕨类植物统计资料表明,七姊妹山
与我国西南、华中、华东地区一样。以上 3属的种数
比例都比较高,因此,孔宪儒把从喜马拉雅经我国西
南至华东而达日本这一蕨类植物区系称为“耳蕨一
鳞毛蕨类植物区系”。显然,七姊妹山乃至鄂西属于
这一区系。
(5)北温带分布型:属于此分布类型的有问荆属
(Equisetum)、木贼属 (Hippochaete)、紫萁属(Os-
munda)、卵果蕨属(P^ P p£Pr )和荚果蕨属(Mat-
teucia),共 5属 7种,占本 区非世界 广布 属、种 的
12.5 和7.O 。从本分布类型种的结构看,它们大
都是一些广布种,如问荆 属(Equisetum)广布于北温
带与北寒带,说明本区系的北温带成分带有普遍性。
(6)东亚分布型:共 6属 16种,占非世界广布
属、种的 15.0 和 17.1 。这 6属中,喜马拉雅山、
七姊妹山、日本共有的有贯众属(Cyrtomium)、瓦韦
属(Lepisorus)、节肢蕨属(Arthromeris)、丝带蕨属
(Drymotaenium)和骨牌 蕨属 (Lepidogrammitis),
这表明七姊妹山与喜马拉雅山、日本蕨类植物区系
联系紧密,成为二区系成分相互渗透的重要通道。
水龙 骨 科 有 4属 属 于 东亚 分 布类 型,占
66.6 ,这与秦仁昌所说的水龙骨科的两个分布和
发展中心,其中之一在东南亚的理论相吻合。
此外,同种子植物一样,蕨类植物也存在着间断
分布,如峨眉蕨属(Lunathyrium)属于东亚一北美
间断分布类型。
1.3种的分析
由表 3可知,本地区热带和亚热带性质的属(分
布类型为:泛热带 ,亚洲热带、亚热带 ,旧大陆热带,
热带亚洲和热带美洲间断,亚、美、非洲热带、亚热
带)占非世界广布属 的 62.5 ,占明显 的优势。进
一 步统计分析表明,本地区的热带和亚热带性质的
种数占非世界广布种的48.3 ,也反映了热带和亚
热带成分的优势地位。此外,温带性质的种数(分布
类型 为 :世 界 温 带 、北 温 带 )占非 世 界 广 布种 的
31.2 ,所占比例也较高,表明本地区中的温带成分
也 占有很重要的地位。
1.4结论
(1)区系起源的古老性。绝大多数的科起源于
古生代或中生代,许多属的起源也相当古老,如紫萁
属可能起源于中生代晚白垩纪。另外,构成本区系
主体的大型属鳞毛蕨属和耳蕨属也可能起源于中生
代的上白垩纪。
(2)优势科 、属 比较明显 。七姊妹山蕨类植物种
在各科属中的分配很不均匀,鳞毛蕨科、水龙骨科以
及鳞毛蕨属、耳蕨属和蹄盖蕨属集中了众多的种类,
与孔宪儒提出“耳蕨一鳞毛蕨类植物区系”的组成特
点一致,本区也属于该蕨类植物区系。
(3)丰富的地理成分及种、属的多样性。本保护
区蕨类植物有 23科 47属 119种,有 l1个属的分布
区类型,具有较丰富地理成分。这可能与七姊妹山
地处亚热带北缘,位于中国一喜马拉雅与中国一 日
本区域以及西南和华中区域的交接地带,各种地理
成分得以相互渗透有关。
(4)地理区系成分以热带、亚热带占主导地位。
从科、属的分析来看本保护区蕨类植物的地理区系
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成分中热带 、亚热带成分 占明显优势。但从种的角
度分析,除热带、亚热带成分 的优势地位外,温带成
分也 占有很重要的地位 。
(5)七姊妹山 自然保护区横跨的经度范围较小 ,
从保护区蕨类植物水平分布来看 ,分布比较均一 ,没
有明显的地带性差异,这主要是因其水热条件比较
均一。但 其垂直 分布 差异 明显 :蕨 类植 物在海 拔
8OO~1 200 m范围内分布较多,尤其是在潮湿的山
谷呈群落状分布;在海拔 1 200 m 以上蕨类植物种
类逐渐减少,这与多数蕨类植物喜暖喜潮湿的生态
特性有关,部分地域也与人类频繁扰动有关。
2 七姊妹山自然保护区蕨类植物资源
2.1用途
独特的地质地貌和得天独厚的气候条件孕育了
七姊妹山丰富的蕨类植物资源,使该地区蕨类植物
的开发利用途径也趋向多样化。根据其主要用途可
归纳如下:
2.1.1药用蕨类 七姊妹山蕨类植物中可以作为药
用(邓贤兰等,2002;吴文杰等,2003)的有 21科 3O
属41种,分别占本保护区总科数的87.5 、占总属
数的 63.8%、占总种数的 34.4%。其中主要以土
生、石生为主。特别是在七姊妹山有许多民族药用
蕨类植物(刘合刚等,1994)。江南卷柏(Selaginela
m0PzP” 0r )又名地枝柏 、猴 巴掌 ,当地居 民用于
活血止血、利水消肿、还治疗烧烫伤。最新研究进展
表明(袁珊琴等,2004),从卷柏中提取的阿曼托 ·黄
素对磷脂酶 C有抑制作用,而磷脂酶 C是磷酸肌醇
转换退速酶,在一些肿瘤中磷酸肌醇的转换活性都
有所增强,因此磷酸肌醇抑制剂将是研究细胞内信
息传递和治疗肿瘤的有效工具。紫萁 (Osmunda
japonica)又名猫耳蕨、土贯众,当地居民用于治疗
风热感 冒、吐血等。最新 研究表 明 (戴 金凤 等,
1999),紫萁还具有抗菌消炎和细胞修复的独特功
效。特别是分子量为 500~3 000的靴质能沉淀生
物碱和蛋白质的水溶性多酚类化合物,本身具有抑
菌、解毒、止血、收敛等作用,它不仅能凝固微生物和
病毒体内的原生质来抑制细菌和病毒生长,同时靴
质也可行使其“活血化痕”的功能,改善人体心脑血
管循环并促进损伤组织的修复。
七姊妹山民族药用蕨类还有许多,如蛇足石杉
(Huperzia serrata)又名 虱 子草,乌蕨 (Stenoloma
chusanum)又名线尾鸡 ,凤尾蕨(Pteris nervosa var.
intermedia)又名凤尾 草,铁线蕨 (Adiantum capil—
lus—veneris)又 名 猪 鬃 七,平 肋 书 带 蕨 (Vittaria
fudzinoi)又名九根索,金鸡脚(Phymatopsis hasta—
ta),苹(Marsilea quadrifolia)又名 四叶苹 等。这
些土家族常用的民族蕨类药,分布广、资源丰富,具
有许多独特的药用成分,在临床上有许多新的疗效。
2.1.2观赏蕨类 一些蕨类植物形态清雅、新奇,适
于公园、庭院和室内装饰,在花卉市场中占有较大的
份额 。许多种类经过长期的人工栽培,形成很多独
特姿态,受到人们青睐。七姊妹山蕨类植物中可以
作为观赏(吴大荣等,1995;陈功锡等,1996;朱圣潮
等,2003;郝朝运等,2005)的有 2O科 28属4O种,分
别占本 保护 区总科 数 的 83.3 9,6、占总属 数 的
59.5 、占总种数的 33.6 。主要种类有蛇足石
杉、石松(Lycopodium)、卷柏 (Selaginela tamaris-
cina)、江南卷柏、问荆(Equisetum arvense)、节节草
(E.ramoaissimum)、紫萁、芒萁(Dicranopteris di—
chotoms)、溪 洞 碗 蕨 (Dennstaedtia gilferdii)、蕨
(Pteridium aquilinum var.1atiusculum)、凤尾 蕨、
蜈蚣草(Pteris vittata)、野鸡尾 (Onychium japoni—
cum var.japonicum)、铁 线 蕨、凤 丫蕨 (Conio—
gramme japonica)、华东蹄盖蕨 (Athyrium nippon-
icum)、金星蕨 (P口rⅡ£ P p£er s glanduligera)、铁
角蕨 (Asplenium trichomanes)、贯 众 (Cyrtomium
fortunei)、黑足鳞毛蕨 (Dryopteris fuscipes)、瓦韦
(Lepisorus thunbergianus)、庐 山 石 韦 (Pyrrosia
sheareri)等。
在七姊妹山 4O种观赏蕨类植物中,有许多是本
保护区蕨类植物的优势资源,如铁角蕨属、里白属、
凤尾蕨属等,有利于保护区人工栽培和移栽,具有较
大的生态价值和经济价值。
2.1.3食用蕨类 土家族具有独特的饮食文化,食
用蕨类植物也是当地土家人生活的一大特色。野生
的食用蕨一些营养成分含量往往比人工栽培的含量
高,且具有无污染、风味独特的特点。因此,食用蕨
类深受消费者喜爱。七姊妹山可食用的蕨类植物
(崔桂友,1998)主要是真蕨亚门的种类,如蕨、狗脊
蕨、假蹄盖蕨、荚果蕨等。
七姊妹山食用蕨类植物的最大特色是富硒。硒
除了抗氧化等生理与营养作用外,还拮抗铅、汞、镉、
铊、银等重金属毒害元素,竞争性抑制植物对这些重
金属毒物的吸收和转运,而且促进钙、锌、铁及多种
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微量元素和维生素的利用。因此,七姊妹山富硒的
食用蕨类中的重金属元素含量微乎其微。据报道,
湖北长友现代农业股份有限公司恩施分公司生产干
制薇菜(紫箕)每 100 g中所含硒 0.4 mg,比同类产
品高出十几倍。
但有些蕨类植物体内含有毒成分,直接食用常
会引起中毒,故应当在必要的处理后食用。特别是
一 些以幼叶为主的食用蕨,应掌握最佳的采摘时机。
2.1.4指示性蕨 类 蕨类植物在长期演化过程 中,
形成了对特定的环境的适应性,从而具有对环境的
指示功能。如芒萁、里白、光里白、石松、地刷子石
松、紫萁、芒齿耳蕨(Polystichum acutidens)、铁角
蕨等多生长在酸性土壤环境条件下,可以作为酸性
土壤指示物种;而凤尾蕨、刺齿贯众等则多生长在钙
质土、石灰岩土钙质 土上 ,因而可作为钙质 土、石灰
岩土的指示物种 。充 分利用蕨类植 物这种指示作
用 ,有利于保护区正确进行 区域开发和林业规划。
2.1.5其他资源 蕨类植物常作 为现代工业重要 的
化工原料源。从蕨类植物中可以提取鞣质、植物胶、
油脂、染料等植物性工业原料,且无残毒、不污染环
境、有较大的发展潜力。七姊妹山可以作为化工原料
资源的蕨类植物有石松类(Lycopodium spp.)、卷柏
类(Selaginella spp.)、节节草 、蕨、紫萁等。生物农药
因对人畜安全、易分解、无残毒、不污染环境,极其适
合果树、蔬菜类使用,有极大的发展潜力。在七姊妹
山可作为生物农药的蕨类植物有贯众、水龙骨等。
2.2开发建议
七姊妹山蕨类植物资源种类多、数量大,有较大
的开发潜力。目前,七姊妹山蕨类植物资源开发尚
处于起步阶段。在开发过程 中,不仅要 协调好利用
与保护的关系,而且要 突出特色。如在药用蕨类开
发的过程中,要充分利用现代的生物技术手段,研究
土家民族药用价值和药用机理;在食用蕨类植物的
开发过程中,要充分发挥七姊妹 山食用蕨类 植物富
硒的这一优势;在利用蕨类植物资源发展绿色产业
的同时,要探索新型的生态经济发展模式。
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