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中国帕米尔高原-喀喇昆仑山地区莎草科植物多样性及区系分析



全 文 :马伟民 ,阎 平 ,吴 玲 ,等. 中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区莎草科植物多样性及区系分析 [ J ] . 江苏农业科学 , 2011 ,39(5):470 - 472.
中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区
莎草科植物多样性及区系分析
马伟民 , 阎 平 , 吴 玲 , 冯元忠
(石河子大学生命科学学院 ,新疆石河子 832003)
  摘要:研究表明中国帕米尔高原及喀喇昆仑山地区莎草科植物有 5 属 54 种 , 其中地区新记录种 6 种 , 含多种属
2 属 , 占总属数的 40. 0%和总种数的 81. 48%, 寡种属 3 属 , 其特有现象不明显 ,植物生活型都为地面芽。其区系成分
可划分为2 个分布区类型 ,以世界广布成分为主 , 有 3 属 , 占总属数的 60. 0%, 所含种数达 66. 67%, 另一类型为北温
带分布型。与邻近地区相比 ,该地区莎草科与青藏高原共有属数 、种相似系数最高 , 分别达 5 属和 17. 55%,这充分说
明与青藏高原地区联系最为紧密。
  关键词:中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区;莎草科;多样性;区系
  中图分类号:S718. 3  文献标志码:A  文章编号:1002 -1302(2011)05 -0470 -03
(上接第 469页 )
[ 14 ] Dixon R X , Brown S , Houghton R A. Carbon pools and flux of global
forest ecosystems [ J ] . Science ,1994 , 262:185 - 190.
[ 15 ] Brown S L , Schroeder P , Kern J S. Spatial distribution of biomass in
forests of the eastern USA [ J ] . Forest Ecology and Management ,
1999 , 123(1 ):81 - 90 .
[ 16 ]曹 军 ,张镱锂 ,刘燕华. 近20 年海南岛森林生态系统碳储量
变化 [ J ] . 地理研究 ,2002 , 21(5 ):551 - 560 .
[ 17 ]方精云 ,刘国华, 许 嵩. 我国森林植被的生物量和净生产量
[ J ] . 生态学报 ,1996 , 16(5 ):497 - 508 .
[ 18 ]徐新良 ,曹明奎 ,李克让. 中国森林生态系统植被碳储量时空动
态变化研究 [J ] . 地理科学进展 ,2007 , 26 (6):1 - 10 .
[ 19 ]周玉荣 ,于振良 ,赵士洞. 我国主要森林生态系统碳贮量与碳平
衡 [ J ] . 生态学报 ,2000 , 24(5 ):518 - 522 .
[ 20 ] Fang J Y , Chen A P. Changes in forest biomass carbon storage in
China between 1949 and 1998 [ J ] . Science ,2001 , 414:169 -172.
[ 21 ]刘国华 ,傅伯杰 ,方精云. 中国森林碳动态及其对全球碳平衡的
贡献 [J ] . 生态学报 ,2000 , 20(5 ):733 - 739 .
[ 22 ]王效科 ,冯宗炜 ,欧阳志云. 中国森林生态系统的植物碳储量和
碳密度研究 [J ] . 应用生态学报 ,2001 , 12 (1):13 -16 .
  中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区位于新疆西南部 ,主
要山脉的山脊多为我国国界 ,由北向南依次与国外的阿赖岭 、
中亚帕米尔地区 、兴都库什山 、克什米尔地区 (喀喇昆仑山南
坡 )相邻;北部以克孜勒苏河为界 ,与天山相邻;东部在叶城
县麻扎以北以叶尔羌河为界 、麻扎以南以219国道为界 ,与昆
仑山 、羌塘高原毗邻 。由于地理位置特殊 ,大部分地区基本保
持着原始的高原高寒生态景观 ,植被类型独具特色 。同时 ,该
区处于天山 、阿赖 -帕米尔 、兴都库什山 、青藏高原 、克什米尔
等植物区系的交汇处 ,区系成分复杂 。莎草科植物多为多年
生草本 ,较少为一年生 。该科全世界约有 80 余属 4 000余
种 ,中国有28属500余种 [1 ] ,广布于全国。新疆产 10 属 ,110
种 ,1亚种 、1变种和 1变型 [2 ] 。西藏产14属 ,117 种 , 1亚种 、
1变种 [3 ] 。通过对该地区莎草科植物的调查和形态分类学研
究 ,并对其物种多样性及区系特点的分析 ,以期为更好地研
究 、利用和保护该地区的莎草科植物资源提供科学依据 。
收稿日期:2010 -12 - 31
基金项目:国家自然科学基金(编号:30360007 、30760018)。
作者简介:马伟民(1984— ),男 ,黑龙江绥棱人 , 硕士研究生 ,从事植
物分类学研究。 E - mail:zhiwufenlei@126 . com。
通信作者:阎 平 , 教授, 从事植物分类学与资源植物研究。 Tel:
(0993 )2057262;E - mail:yanpzhw@sina. com。
1 材料与方法
本研究依据石河子大学植物标本室 (SHI )多年累积的中
国帕米尔高原及喀喇昆仑山地区植物标本 ,以及中国科学院
西北高原生物研究所植物标本馆 (HNWP )、中国科学院新疆
生态地理研究所植物标本馆 (XJBI )、新疆农业大学植物标本
馆 (XJA )等单位收藏的上述地区植物标本 ,结合相关文献 ,对
该地区莎草科植物进行系统的形态分类学研究 ,并对其物种
多样性和区系特点进行分析 。
2 结果与分析
2. 1 中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区莎草科植物名录
通过对中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区莎草科植物标
本的整理和鉴定 , 研究表明 , 该地区莎草科植物共有 5 属
54种 (表 1 ),分别占中国莎草科总属数的 17. 86%,总种数的
10. 8%;占新疆莎草科总属数的 50. 0%,总种数的 49. 09%;
占西藏莎草科总属数的35.71%,总种数的 46. 15%。
2. 2 中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区莎草科物种多样性
2. 2. 1 属 、种组成特点 按照多种属 (≥6种 )、寡种属 (2 ~
5种 )、单种属 (1种 )的标准分类 ,中国帕米尔高原及喀喇昆
仑山莎草科植物各类比例见表 2 。由表 2 可以看出:该地区
莎草科植物由寡种属和多种属组成 ,无单种属。所占属的比
例分别为 60. 0%和40. 0%, 即在属一级水平 ,该区寡种属占
—470— 江苏农业科学 2011 年第 39 卷第 5 期
DOI 牶牨牥牣牨牭牳牳牴牤j 牣i ssn牣牨牥牥牪牠牨牫牥牪牣牪牥牨牨牣牥牭牣牥牥牰
表 1 中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区莎草科植物名录
属名 种名 分布区
1.藨草属 水葱 S. tabernaemontani Gmel P
Scirpus 矮藨草 S. pumilus Vahl. K
2. 扁穗草属 华扁穗草 B. sinocompressus Tang et Wang K - P
Blysmus 扁穗草 B. compressus (L. )Panz. K - P
大果扁穗草 B. rufus (Huds. )Link K
3.荸荠属 牛毛毡 E. acicularis (L. )Roem. Et Schult. K
Eleocharis 中间型荸荠 E. intersita Zinserl. K - P
少花荸荠 E. pauciflora (Lightf. )Link. K - P
南方荸荠 E. meridionalis Zinserl. P
单鳞苞荸荠 E. uniglumis (Link. )Schult. K
4.嵩草属 粗壮嵩草 K. robusta Maxim. K
Kobresia 藏西嵩草 K. deasyi C. B. Clarke K
西藏嵩草 K. tibetica Maxim . K
矮生嵩草 K. humilis (C. A. Mey . ex Trautv) Serg. P
线叶嵩草 K. capillifolia (Decnc. )C. B. Clarke K - P
嵩草 K. bellardii (All)Degl K - P
喜马拉雅嵩草 K. royleana (Nees)Boeck. K - P
大花嵩草 K. macrontha Boeck. K
匍茎嵩草 K. stolonifera Y. C. Tang ex P. C. Li K
高山嵩草 K. pygmaea (C. B. Clarke)C. B. Clarke K
窄果嵩草 K. stenocarpa (Kar. et. Kir. )Steudel K - P
赤箭嵩草 K. schoenoides (C. A. Mey. )Steud. K - P
波斯嵩草 K. persica Ivan. K - P
长轴嵩草 K. microglochin (Wahenb. )Wang et Tang ex
Y. C. Yang
P
细弱嵩草 K. angusta C. B. Clarke K
5.薹草属 尖苞薹草 C. microglochin Wahl. K
Carex 大穗薹草 C. rhynchophysa C. A. Mey. P
刺苞薹草 C. alexeenkoana Litv . K - P
短柱薹草 C. turkestanica Regel P
粗糙薹草 C. minutiscabra K ük. ex V. Krecz. P
白尖薹草 C. atrofusca Schkukr K
葱岭薹草 C. alajica Litv. K
青藏薹草 C. moocroftii Falc. ex Boott K
黑花薹草 C. melanantha C. A. Mey . K - P
大桥薹草 C. aterrima Hoppe K
圆囊薹草 C. orbicularis Boott. K - P
箭叶薹草 C. bigelowii Torr K - P
密穗薹草 C. pycnostachya Kar. et Kir . K
针叶薹草 C. stenophylloides V. Krecz. K - P
无味薹草 C. pseudofoetida Kük. K
北薹草 C. obtusata Liljebl. K
帕米尔薹草 C. pamirensis Clarke ex Fedtsch K - P
山薹草 C. griffithii Boott. K
细果薹草 C. stenocarpa Turcz. ex V. Krecz. K - P
无脉薹草 C. enervis C. A. Mey. K - P
喜马拉雅薹草 C. nivalis Boott K - P
南疆薹草 C. taldycola Meinsh. K
丛薹草 C. caespitosa L. P
卵穗薹草 C. ovatispiculata Y. L. Chang ex S. Y. Liang P
黑褐薹草 C. atrofusca subsp. minor (Boott)T. Koyama K
内弯薹草 C. incurva Lightf. K
褐紫鳞薹草 C. obscuriceps K ükenth. K
无穗柄薹草 C. inanoviae Egorova. K
窄叶薹草 C. montis - everestii K ük. K
  注:K代表中国喀喇昆仑山地区;P代表中国帕米尔高原;K - P代表中国
帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区。
表 2 中国帕米尔高原及喀喇昆仑山地区
莎草科植物属的数量结构统计分析
类型 属数 占总属数的百分比(%) 种数
占总种数的
百分比(%)
寡种属 3 60. 0 10 18 . 52
多种属 2 40. 0 44 81 . 48
合计 5 100 54 100
优势 。但从各属所含的种数来看 ,寡种属所含种的比例为
18. 52%,多种属所含种的比例为 81. 48%,可见 ,多种属在该
地区莎草科植物区系中占有明显的主导地位 。
2. 2. 2 特有现象及新记录种  该区莎草科植物特有现象不
是很明显 ,属于喀喇昆仑山、昆仑山 、西昆仑山、帕米尔 、喜马
拉雅 、西藏及青藏高原区域的特有种与仅分布种有 13 种 ,约
占 24. 07%。其中喀喇昆仑山特有种 1种:南疆薹草 (Carex
taldycola );青藏高原特有种 1种:无穗柄薹草 (Carex inanovi-
ae);喀喇昆仑山 、西藏特有种 1 种:匍茎嵩草 (Kobresia stolo-
nifera);帕米尔高原、昆仑山仅分布种1种:大果扁穗草 (Blys-
mus rufus);帕米尔高原 、西昆仑山仅分布种 1种:藏西嵩草
(Kobresia deasyi);帕米尔 、西藏仅分布种 1 种:波斯嵩草 (Ko-
bresia persica);帕米尔 、青藏高原仅分布种 1 种:长轴嵩草
(Kobresia microglochin );喀喇昆仑山 、帕米尔仅分布种 1 种:
葱岭薹草 (Carex alajica);青藏高原仅分布种 3 种:青藏薹草
(Carex moocroftii)、尖苞薹草 (Carex microglochin )、无味薹草
(Carex pseudofoetida );喀喇昆仑山 、喜马拉雅仅分布种 1种:
内弯薹草 (Carex incurva);喀喇昆仑山 、西藏仅分布种1种:窄
叶薹草 (Carex montis - everestii )。
该区莎草科植物含有新记录种 6种 ,其中中国帕米尔高
原新记录种 4种:波斯嵩草 (Kobresia persica)、长轴嵩草 (Ko-
bresia microglochin )、大穗薹草 (Carex rhynchophysa )、粗糙薹草
(Carex minutiscabra );中国喀喇昆仑山新记录种 1种:褐紫鳞
薹草 (Carex obscuriceps);中国帕米尔高原 、喀喇昆仑山新记录
种 1种:卵穗薹草 (Carex ovatispiculata)。
2. 2. 3 生活型特点 植物生活型的分析可以反映地区的气
候等自然条件及植物与环境之间的关系 ,同时又是植物区系
本身的生态学分类 ,它的分析结果对一定地区植物区系的分
布和形成研究是很必要的。莎草科植物生活型以地面芽植物
为主 ,仅有少量的 1年生植物 。根据 Raunkiaer提出的生活型
系统 ,中国帕米尔高原及喀喇昆仑山地区莎草科植物的生活
型均为地面芽植物 。
该研究区海拔高 、风速大 、太阳辐射强烈 、昼夜温差大 ,故
该区植物生活型组成中 ,往往以地面芽植物占多数 。由于莎
草科多数种均是地面芽 ,少数种为 1 年生植物 (在新疆也
有 ),但在该研究区生活型都为地面芽 ,这充分反映出该地区
植物区系的特点 。
2. 3 中国帕米尔高原 - 喀喇昆仑山地区莎草科植物区系
分析
2. 3. 1 属的分布区类型 根据吴征镒对中国种子植物分布
区类型分类 ,中国帕米尔高原及喀喇昆仑山莎草科植物 5属
包括 2个分布区类型 (表 3 )。其中北温带型有 2属:扁穗草
属 (Blysmus)嵩草属 (Kobresia );世界分布有 3 属:藨草属
(Scirpus)、荸荠属 (Eleocharis)、薹草属 (Carex )[5 ] 。
—471—马伟民等:中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区莎草科植物多样性及区系分析
表 3 中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区
莎草科植物属的分布区类型
类型 属数 占总属数的百分比(%) 种数
占总种数的
百分比(%)
世界分布 3 60. 0 36 66 . 67
北温带分布 2 40. 0 18 33 . 33
  从表 3可以看出 ,该区莎草科植物区系具有明显的温带
性 ,北温带型有 2属 18种 ,分别占莎草科总属数的 40. 0%和
总种数的 33. 33%。
2. 3. 2 与邻近地区的比较  中国帕米尔高原及喀喇昆仑山
地区在自然区域上与西北喜马拉雅山 、西昆仑山相接 ,在行政
区域上与印度 、巴基斯坦和阿富汗等国相邻 ,因而区系成分上
与邻区必然有一定的联系 ,这种现象主要反映在共有属 、共有
种及其相似性上 [6 -11 ] 。相似性系数可通过 K =C/ A +B - C
来计算 ,式中 K为相似性系数 ,A为甲地属数 , B为乙地属数 ,
C为两地共有属数 (表 4)。
  由表 4可知 ,中国帕米尔高原 - 喀喇昆仑山地区莎草科
与青藏高原共有属数 、种相似系数最高分别达 5 属和
17. 55%,这充分说明与青藏高原地区联系最为紧密 。与东喜
马拉雅 、阿富汗的共有属数均为 4个 ,属级相似系数较高 ,分
别达 50. 0%和44. 44%;但种级相似性系数较低 ,仅为6. 38%
和 9. 26%,表明在这些区域之间同属植物的种间替代分布明
显 。总之 ,中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区莎草科植物与
相邻地区均有着不同程度的联系 。
表 4 中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区
与邻区莎草科植物区系比较
邻区 共有属 属相似系数(%) 共有种
种相似系数
(%)
东喜马拉雅 4 50. 0 6 6. 38
阿富汗 4 44. 44 10 9. 26
青藏高原 5 26. 32 43 17 . 55
3 结论与讨论
该地区莎草科植物有 5属 54种 ,含有新记录种 6 种 ,在
属级水平分别占中国 、新疆 、西藏莎草科总属数的 17. 86%、
50. 0%、35. 71%, 在种级水平分别占到 10. 8%、49. 09%、
46. 15%。这反映了莎草科植物为广布科这一区系特点 。
该地区莎草科植物寡种属有 3 属 ,分别为藨草属 (Scir-
pus )含 2种 ,扁穗草属 (Blysmus)含 3 种 ,荸荠属 (Eleocharis)
含 5 种 , 占其总属数的 60. 0%, 但所含种数却只占到
18. 52%。多种属有 2属 ,分别为嵩草属 (Kobresia )含 15种 ,薹
草属 (Carex )含29 种 ,占其总属数的 40. 0%,但所含种数却
占到 81. 48%;可见 ,多种属在该地区莎草科植物区系中占有
明显的主导地位 ,但寡种属在属级水平上表现明显优势 。这
也反映了其区系结构较为复杂 。
该地区莎草科植物生活型都为地面芽植物 。这与其高海
拔气候特征相适应 ,也与莎草科植物自身生活类型的基本特
征相一致 ,因为较进化和较原始的科往往都有较统一的生活
型 。该区莎草科植物特有现象不明显 ,仅有喀喇昆仑山特有
种 1种:南疆薹草 (Carex taldycola );青藏高原特有种 1种:无
穗柄薹草 (Carex inanoviae);喀喇昆仑山 、西藏特有种 1种:匍
茎嵩草 (Kobresia stolonifera )。共 3种 ,仅占总种数的 5. 56%,
这反映了莎草科植物世界广布的特点 ,而在高海拔区域又有
一定的特殊性 。
该地区莎草科植物分布区类型可划分为北温带型 ,有
2属 18种 ,具有明显的温带性 , 分别占莎草科总属数的
40. 0%和总种数的 33. 33%。另一分布类型为世界分布 ,这
与莎草科作为世界广布科的地位相吻合 。
与邻近区域相比 ,中国帕米尔高原 -喀喇昆仑山地区莎
草科与青藏高原共有属数 、种相似系数最高分别达 5 属和
17. 55%,而在阿富汗和东喜马拉雅仅有 4个属相同 ,种相似
系数也低于青藏高原 ,分别为 6. 38%和9. 26%。这充分说明
与青藏高原地区联系最为紧密 。东喜马拉雅 、阿富汗的属级
相似系数较高 ,而种级相似系数较低 ,表明在这些区域之间同
属植物的种间替代分布明显 。
参考文献:
[ 1 ]中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志:第 11卷 [M ] .
北京:科学出版社 , 1961 .
[ 2 ]新疆植物志编辑委员会. 新疆植物志 6 [M ] . 乌鲁木齐:新疆科
技卫生出版社 , 1996.
[ 3 ]吴征镒. 西藏植物志5 [M ] . 北京:科学出版社 ,1987.
[ 4 ]吴玉虎. 青藏高原维管植物及其生态地理分布 [M ] . 北京:科学
出版社 ,2008.
[ 5 ]吴征镒. 中国种子植物属的分布区类型 [ J ] . 云南植物研究 ,
1991(增刊Ⅳ):1 - 139.
[6 ]张镱锂 ,张雪梅. 植物区系地理研究中的重要参数———相似性系
数 [J ] . 干旱区研究 ,1998 , 15 (1):59 -63 .
[ 7 ]Hara H. The flora of Eastern Himalaya [M ] . Tokyo:University of To-
kyo Press , 1971 .
[ 8 ] Kitamura S. Flora of Afghanistan [ M ] . Kyoto:Kyoto University ,
1960.
[9 ] Raunkiaer C. Plant life forms [M ] . Oxford:Oxford University Press ,
1934.
[ 10 ]马伟民. 中国帕米尔高原及喀喇昆仑山单子叶(除禾本科)植物
研究 [ D ] . 石河子:石河子大学 ,2010.
[11 ]牛玉璐 ,赵建成. 茅荆坝自然保护区种子植物区系研究 [ J ] . 江
苏农业科学 , 2010 (3):397 -400.
—472— 江苏农业科学 2011 年第 39 卷第 5 期