免费文献传递   相关文献

云南樟科植物多样性的空间分布格局



全 文 :   楚 雄师 范学 院学 报 200 8年第 9期    
云南樟科植物多样性的空间分布格局*
查凤书 何丽香 杨 飞 杨 惟 杨 杰 冯建孟**
(大理学院生命科学与化学学院 , 云南 大理 671000)
摘 要:樟科植物多样性分布格局的研究具有重要的理论意义和现实意义。本研究利用文献资
料探讨了研究区域内樟科植物多样性的空间分布格局。结果表明 , 樟科植物物种数和属数均随着海
拔的升高呈先增加后减少的偏峰分布格局。在海拔梯度上 , 区系分化强度也呈偏峰分布格局 , 分化
中心可能在海拔 2000m左右;在纬度梯度上 , 从南到北 , 樟科植物的物种数和属数均呈调递减趋势。
区系分化强度与纬度呈负相关关系 , 区系分化中心可能在低纬度地区;在经度梯度上 , 从东到西 ,
樟科植物的多样性呈轻微递减趋势 , 但区系分化强度无显著变化;总体上 , 研究区域内樟科植物的
多样性分布中心集中在低纬度 、 中低海拔 (海拔 1500— 2000m左右)的南部地区。
关键词:樟科植物;多样性;空间分布格局;云南
中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:1671 -7406 (2008)09 -0090 -05
  樟科植物 (Lauraceae)是一个较大的木本植物科 (除草本无根藤 casytha外), 是被子
植物的基本类群之一。有化石记录可追溯到白垩纪中期 (Drinnanetal., 1990;Eklund&
Kvacek, 1998)。本科植物为单叶互生 , 全缘 , 三出脉 , 离基三出脉或羽状脉 (江明艳等 ,
2004)。它区别和优于其它植物的特点是体内具有油细胞 , 枝叶有香气 , 所以 , 樟科植物具
有非常重要的利用和开发价值。很多树种可以直接食果;同时 , 很多树种树形挺拔 , 枝繁
叶茂 , 树姿优美 , 四季常青 , 是庭园观赏 、 城市绿化不可缺少的树种;另外它又是工业 、
化妆品业和药用原料的来源 (张智奇等 , 2004)。而且 , 樟科植物也有举足轻重的生态价
值 , 在旧世界的热带和亚热带森林中此类群植物扮演十分重要的角色 , 是常绿阔叶林中的
一个关键主导类群;在新世界的潮湿森林中樟科也是十分常见的植物 (Gentry, 1988;Wer-
f&Richter, 1996;李捷等 , 2004)。该科植物广泛分布于世界热带至亚热带地区 , 分布中
心在东南亚和巴西。据统计 , 全世界约有 50属 , 2500— 3000种 , 我国产 24属 , 约 430余
种 , 其中终鳄梨属 (Persea)、 月桂属 (Lauraus)为引种栽培 (江明艳等 , 2004)。就分布
区域而言 , 我国以云南 、 广东 、 广西 、 四川 、 贵州最为丰富。云南有 19属约 223种 (昆明
植物研究所 , 1983), 无论从属数 (19个)、 种数 (223个)来说 , 均居全国各省区之首。
但截止目前 , 有关该地区樟科植物多样性空间分布格局的研究还是比较少见。因此 , 有必
要对云南地区樟科植物的分布格局进行研究 , 这不仅对开发利用樟科植物具有很重要的现
实意义 , 而且有助于人们更好地了解研究区域内樟科植物物种多样性的空间格局及其形成
·90·
第二十三卷第九期        楚 雄 师 范 学 院 学 报       Vol.23 No.9  
2008年 9月         JOURNALOFCHUXIONGNORMALUNIVERSITY      Sep.2008    
* 基金项目:大理学院大学生科研基金。
收稿日期:2008 -07 -11
**通讯作者:冯建孟 (1971—), 博士 , 副教授 , 目前主要从事云南植物多样性的研究。
   楚 雄师 范学 院学报 2008 年第 9期   
机制。
1 研究区域概况
云南简称滇 , 地处中国西南边陲 , 位于 21°8′32″— 29°15′8″N, 97°37′39″— 107°11′47″E
之间 (刘铮等 , 2006), 北回归线横贯本省南部。该地区位于中生代以来地壳活动最为频繁
和激烈的地区之一 , 主要由上新世纪末期或更新世初期大面积强烈差别间歇上升的造山运
动和剥蚀过程交替进行而形成的滇西纵谷和滇高原构成 , 属于青藏高原的南延部分 (郭云
周等 , 2001)。境内地形复杂 , 海拔高差巨大 , 达到 6000m以上。总体上 , 地势西北高东南
低。从生境角度来看 , 由于研究区域内沟壑纵横 , 地貌破碎 , 地形复杂 , 环境多样 , 为各
种生物提供了丰富多样的生境。从气候角度来看 , 由于巨大的海拔和纬度跨度 , 同时受东
南季风和西南季风的控制和青藏高原隆起的影响 , 形成了复杂多变的自然气候 , 因而 , 具
有从北热带至寒温带的气候 (刘铮等 , 2006)。与此相一致 , 该地区既分布着最具有热带性
质的热带雨林 , 也分布着具寒温性质的温性针叶林和高寒草甸。如此丰富多样的生境和气
候类型 , 为云南地区樟科植物的分布及其分化创造了理想的条件。
2 数据来源与方法
2.1 数据来源
本研究源数据主要来自 《云南植物志 》 (昆明植物研究所 , 1983)。通过对该文献资料
的收集整理 , 获得各县境内樟科植物的物种数和属数。
2.2 研究方法
2.2.1 物种数据库的建立
在收集 、 输入和整理 《云南植物志 》 (昆明植物研究所 , 1983)中樟科植物物种分布空
间信息的基础上 , 建立云南樟科植物空间分布的数据库。
2.2.2 数据的整理和统计
在已建立数据库的基础上 , 运用 VB编程 , 进行分析处理 , 统计云南每个县境内樟科植
物的属数和种数 (包括栽培种)。
2.2.3 物种多样性海拔分布格局的分析
利用 MSExcel软件包统计研究区域内每一海拔范围内有的属数和物种数 , 从低海拔到
高海拔以间隔 100m进行划分 , 然后根据不同海拔的分布范围 , 统计各海拔区间所分布的物
种和属数。
2.2.4 物种多样性的水平分布格局
利用 ArcGIS地理信息系统 , 对云南 126个县进行经度和纬度的计算 , 以每个县最北的
纬度和最南纬度 , 求得纬度的平均值;以最西的经度和最东的经度 , 求得经度的平均值 ,
作为各个县的纬度和经度。
3 结果和分析
3.1 樟科植物属 、 种多样性的海拔分布格局
·91·
查凤书 何丽香 杨 飞等:云南樟科植物多样性的空间分布格局
   楚 雄师 范学 院学 报 200 8年第 9期    
从图 1可以看出 , 樟科植物的海拔分布范围大概在 100— 3700m之间。随着海拔的升
高 , 樟科植物的物种数和属数均呈先增加 , 后下降的偏峰分布格局。在海拔为 1500m左右
达到峰值 , 共分布樟科植物 18属 92种。有关物种多样性的偏峰分布格局的理论和假说主要
有 “岛屿假说 ” (MacArthur, 1967)和 “中间膨胀效应 ” 理论 (Colwel, 2000)。岛屿假说
认为 , 面积越大 , 则物种多样性越高。过去的研究表明 , 研究区域内海拔梯度上的土地面
积呈偏峰分布格局 (冯建孟 , 2006), 这在一定程度上可能导致 , 樟科植物的物种丰富度和
属的丰富度呈先增加后下降的偏峰分布格局。根据 “中间膨胀效应 ” 理论 , 物种分布范围
的相互重叠 , 可能导致地理区域内 , 中心地区的物种丰富度达到最高 (Colwel, 2000)。因
此 , 本研究中樟科植物分布范围的相互重叠 , 也可能是导致偏峰分布格局的重要原因。从
图 2可以看出 , 樟科植物的区系分化强度随着海拔的升高呈先增强后减弱的偏峰分布格局 ,
峰值出现在海拔 2000m左右 , 这说明 , 研究区域内樟科植物的区系分化中心可能在海拔
2000m的中海拔区域。这在一定程度上也解释了樟科植物多样性的峰值出现在中海拔区域 ,
并呈偏峰分布格局。
3.2 樟科植物多样性的纬度分布格局
从图 3可以看出 , 从南到北 , 随着纬度的升高 , 樟科植物的属数和种数均呈单调递减
格局。从物种的起源和生态特性来看 , 樟科植物主要起源于热带地区 , 因此 , 相对而言 ,
樟科植物对环境中的热量要求比较高 , 是喜温的植物。因此 , 在低纬度 、 热量比较丰富的
地区 , 樟科植物的物种多样性相对较高。但随着纬度的升高 , 以及由此带来的海拔的升高 ,
·92·
楚雄师范学院学报                           2008年第 9期
   楚 雄师 范学 院学报 2008 年第 9期   
导致热量水平随着纬度的增加呈递减趋势 , 这可能导致樟科植物的多样性呈递减趋势。同
时 , 根据 Rapoport提出的 Rapoport法则 , 随着海拔的升高 , 气候的变化幅度增加 , 导致资
源的缺乏和供应的不稳定 , 因此 , 纬度梯度上的气候不稳定性也有可能导致樟科植物物种
多样性的降低 (Rapoport, 1982)。从图 4可以看出 , 区系分化强度随着纬度的升高 , 呈单
调递减趋势 , 这说明 , 在纬度梯度上研究区域内樟科植物的区系分化中心在低纬度的南部
地区。这与物种多样性的纬度分布格局比较一致。
3.3 樟科植物多样性的经度分布格局
从图 5可以看出 , 随着经度的变化 , 从西到东 , 樟科植物的种数和属数呈轻微增加趋
势 , 这可能与热量条件的经度分异有关。云南地区主要受东南季风和西南季风影响。云南
西部地区主要受西南季风影响 , 暖湿气流从西向东运行。而东部地区主要受东南季风影响 ,
暖湿气流从东到西过渡。但由于云南西部地区的海拔相对较高 , 热量水平与东部地区相比 ,
相对缺乏 , 这可能在一定程度上造成了樟科植物的多样性在经度梯度上 , 从东到西呈轻微
递减趋势。从图 6可以看出 , 樟科植物区系分化强度无显著变化趋势 , 这说明 , 樟科植物
在研究区域内的经度梯度上无明显分化中心。
4 小结
本研究利用文献资料探讨了研究区域内樟科植物多样性的空间分布格局 , 主要结论如下:
(1)樟科植物物种数和属数均随着海拔的升高呈先增加后减少的偏峰分布格局。在海
拔梯度上 , 区系分化强度也呈偏峰分布格局 , 分化中心可能在海拔 2000m左右;
(2)在纬度梯度上 , 从南到北 , 樟科植物的物种数和属数均呈单调递减趋势。区系分
化强度也与纬度呈负相关关系 , 区系分化中心可能在低纬度地区;
(3)在经度梯度上 , 樟科植物的多样性随经度的增加呈轻微增加趋势 , 但区系分化强
度无显著变化趋势;
(4)总体上 , 研究区域内樟科植物的分布中心集中在低纬度 、 中海拔 (海拔 1500—
2000m左右)的南部地区。
参考文献:
[ 1] ColwelRK, LeesDC.Themid-domainefect:geometricconstraintsonthegeography
ofspeciesrichness[ J] .TrendsinEcologyandEvolution, 2000, 15, 70— 76.
·93·
查凤书 何丽香 杨 飞等:云南樟科植物多样性的空间分布格局
   楚 雄师 范学 院学 报 200 8年第 9期    
[ 2] DrinnanAN, CranePR, FrisEM, etal.LauraccousflowersfromthePotomacgroup(Mid
-Cretaceeous)ofeasternNorthAmerica[J] .BotGazete, 1900, 151:370— 384.
[ 3] EklundH.LauraceousflowersfromthelateCretaceousofNorthCarolina, USA.BotLi-
nnnSoci, 2000, 132:397— 428.
[ 4] 冯建孟 .云南植物多样性的空间分布格局 [ D] .北京:北京大学博士学位论
文 , 2006.
[ 5] GentryAH.Changesinplantccmmunitydiversityandfloristiccompositiononenvironmen-
talandgeographicalgradients[J] .AnnMisBotGard, 1988, 75:1— 34.
[ 6] MacArthurR, WilsonEQ.Thetheoryofislandbiogeography[ M] .NewJersey:Prince-
tonUniversityPress, 1967.
[ 7] RapoportEH.Geographicalstrategiesofspecies[ M] .Oxford:Pergamonpres, 1982.
[ 8] 郭云周 , 刘建香 .论云南农业自然环境系统得基本建设 [ M] .云南农业大学学
报 , 2001, 16 (2):139— 143.
[ 9] 江明艳 , 陈其兵 , 潘远志 , 等 .我国樟科植物的园林应用前景 [ J] .西南园艺 ,
2004 , 3 (32):31— 37.
[ 10] 李捷 , 李锡文 .世界樟科植物系统研究进展 [ J] .云南植物研究 , 2004 , 26
(1):1— 11.
[ 11] 刘铮 , 李莉萍 , 孙俊 .云南不同地理气候资源建筑与可持续发展 [ J] .建筑技
术开发 , 2006, 33 (12):119— 121.
[ 12] 中国科学院昆明植物研究所 .云南植物志第三卷 , 科学植物 [ M] .北京:科学
出版社 , 1983.
[ 13] 张智奇 , 张建军 , 周音 , 等 .樟科树种资源的开发利用 [ M] .上海农业学报 ,
2004 , 20 (4):70— 71.
(责任编辑 徐成东)
SpatialPatternsofSpeciesDiversityofLauraceaePlantsinYunnan, China
ZHAFeng-shu;HELi-xiang;YANGFei;YANGWei;YANGJie;FENGJianmeng*
(SchoolofLifeScienceandChemistry, DaliUniversity, Dali, 671000)
Abstract:SpatialpaternsofLauraceaeplantsareofgreattheoreticalandpracticalsignifi-
cance.Inthisstudy, spatialpaternsofspeciesdiversityofLauraceaeplantsinYunnanwereinves-
tigatedbasedonliteraturedata.TheresultsshowedthatthediversityofLauraceaeplantsincreased,
thendecreasedagainstaltitudinalgradients.Soisthealtitudinalpaternsofstrengthofspeciesdivi-
siononthelatitudegradient, fromsouthtonorth, thediversityofLauraceaeplantsdecreased, and
soisthespecificationstrength.Onlongitudegradient, fromeasttowest, thereisaslighttrendof
diversityofLauraceaeplants, andnoobvioustrendwasobservedonspecificationstrength.Ingener-
al, thedistributioncenterofLauraceaeplantsisinthesouthernpartofthestudyareawithlowlati-
tudeandaltitude(elevation1500— 2000 morso).
Keywords:Lauraceae;diversity;spatialpaterns;Yunnan
·94·
楚雄师范学院学报                           2008年第 9期