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云南杜鹃属植物多样性的空间分布格局



全 文 :物种多样性空间分布格局是指物种多样性在
水平方向(包括经度和纬度)上和垂直方向上的分
布规律。在水平方向上,沿着东西和南北方向,气候
因子发生水热组合的变化,形成不同的生境,导致
不同地带生物多样性的分异。在垂直方向上,随海
拔的升高,水热组合也发生相似的变化,不同海拔
高度出现不同的物种,生物多样性也可能随之变
化〔1〕。对区域内物种多样性空间分布格局的研究,
云南杜鹃属植物多样性的空间分布格局
查凤书,冯建孟*
(大理学院生命科学与化学学院,云南大理 671000)
[摘要]目的:杜鹃属(Rhododendron)植物具有极高的欣赏价值,同时,也具有一定的经济价值。因此,对该属
植物多样性空间分布格局的研究具有重要的现实和理论意义。方法:利用文献资料,采用相关分析的方法,
探讨了不同地理梯度上云南杜鹃属植物多样性的分布格局。结果:在海拔梯度上,随海拔的升高,该属植物
多样性呈先增加后下降的偏峰分布格局,符合“中间膨胀效应”理论;在度梯度上,物种丰富度随度的升高呈
单调递增格局,这可能与该属植物的区系起源和生态特性有关;在经度梯度上,从东到西,物种丰富度呈单调
递增趋势。结论:研究区域内杜鹃属植物的分布主要集中在高纬度、中高海拔(2 500~4 000m)左右的滇北地
区。
[关键词]杜鹃属植物; 多样性; 空间分布格局; 云南
[中图分类号]Q949.772.3 [文献标识码]A [文章编号]1672-2345(2008)12-0015-04
[基金项目]大理学院大学生科研基金和引进人才科研启动基金资助项目(KY431040)
[收稿日期]2008-10-09
[作者简介]查凤书(1986-),女,云南临沧人,2005级生物技术专业学生. *通讯作者:冯建孟,副教授,电话:0872-2254069
Spatial Patterns of Species Diversity of Rhododendron in Yunnan, China
ZHA Fengshu, FENG Jianmeng*
(College of Life Science and Chemistry, Dali University, Dali, Yunnan 671000, China)
〔Abstract〕Objective:Rhododendron of Yunnan are of great importance in economy and aesthetics. Therefore, an investigation of
their spatial patterns of species diversity may indicate important implication in theory and production. Methods:In this paper, spatial
patterns of species diversity of Rhododendron were explored based on the information from literature, with the help of correlation
analysis between species richness and different geographical dimensions. Results:The results showed that with the increase of
altitude, the species richness increased first and then decreased, showing a hump trend, which was consistent to mid-domain effects.
From south to north, an increasing trend of species richness was observed, which would be consistent to their flora origin and
ecological characters. From east to west, there was an increasing trend of species richness. Conclusion: Rhododendron was mainly
found in the northwestern part of Yunnan with mid-high latitude and altitude.
〔Key words〕Rhododendron; species diversity; spatial patterns; Yunnan
大理学院学报
JOURNALOFDALIUNIVERSITY
第7卷第12期2008年12月
Vol.7 No.12 Dec. 2008
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有助于人们更好地理解生物多样性保护的热点地
区及其形成机制,对更好地保护和利用生物多样性
具有重要价值。
杜鹃属(Rhododendron)是杜鹃花科(Ericaceae)
植物中最大的家族,约967种,我国约产杜鹃属植物
542种,其中420种为我国的特有种,约占国产种总
数的77.5%〔2〕。杜鹃属植物多数为灌木,少数为小乔
木,广泛分布于亚洲、欧洲、北美洲,主产于东亚和
东南亚。它们在园林、医药、旅游业中都得到广泛利
用,创造了巨大的经济和社会价值。如杜鹃在森林
旅游中得到了迅速发展,各种野生杜鹃林观景区日
益多见。同时,杜鹃属植物的药用价值也具有巨大
的开发利用前景。杜鹃花系统发育历史悠久,在白
垩纪时就已存在,第三纪时广泛分布于北半球,在
第四纪北美、欧洲的大陆冰期后,其种类遭受了严
重破坏。东亚,特别是我国西南部,第四纪只受到山
地冰川的影响,为植物提供了避难所,所以保存了
大量的杜鹃花种类,成为世界杜鹃花的起源中心和
分布中心〔3〕。自清代以来,我国人民对杜鹃花的习
性、栽培、养护和繁殖等方面积累了大量的实践经
验。目前国内研究热点主要集中在杜鹃属植物的植
物化学、孢粉学、分类形态学、生态与分布和新种与
变种的发现等领域〔4〕。
据文献资料〔5〕,云南产杜鹃属植物约290种,居
全国各省区之首。但截至目前,对该地区杜鹃属植
物空间分布格局的研究还是较少〔6〕。因此,开展有
关该地区杜鹃属植物的分布格局研究,对其开发利
用和保护具有很重要的理论意义和现实意义。
1 研究区域概况
云南地处中国西南边陲,地理坐标为21°8′32″—
29°15′8″N,97°37′39″—107°11′47″E。境内地形复杂,
海拔高差巨大,达到6,000m以上。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等多个气候类型〔7〕。
从地形角度来看,研究区域地势西北高东南低。据
中国土壤类型分类系统,云南省分布有13个土壤类
型,即:水稻土、砖红壤、赤红壤、石灰岩土、高山草甸
土、暗棕壤,棕壤、燥红土、黄壤、褐土、紫色土、红壤和
黄棕壤。其中分布面积最大的是赤红壤和红壤〔8,9〕。
从生境角度来看,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〔7〕。如此丰富多样的气候、土壤和生境类型,
造就了云南地区丰富的物种多样性。
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》〔5〕。根据植物志资料,收集了杜鹃属植物在研究
区域内的基本情况,包括分布县域、物种数、生活
型、海拔等信息。
2.2 研究方法
2.2.1 物种数据库的建立 利用Excel,在收集、输
入和整理《云南植物志》〔5〕中杜鹃属植物物种分布
空间信息的基础上,建立研究区域内杜鹃属植物空
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
境内杜鹃属植物的物种数。
2.2.3 物种多样性海拔分布格局的分析 利用Ex-
cel软件包统计各县境内每一海拔范围内有的物种
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。在此基础上探讨物种分布和海拔之间的关
系。
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,代表各个县的纬度和经度。在此基础上
探讨物种分布和经纬度之间的关系。
3 结果和分析
3.1 杜鹃属植物物种多样性的垂直格局 杜鹃属
植物喜生于气候冷凉、空气湿润、土壤酸性的山地,
特别适于中、高山〔3〕,所以杜鹃属植物分布海拔相
对较高。从图1可以看出,杜鹃属植物物种丰富度随
海拔高度的升高,呈先上升后下降的单峰分布格
局。其垂直分布范围大约在850~5 150m之间。在海
拔3 350m左右,物种丰富度达到峰值,分布有138种。
然后,随着海拔的继续升高,物种丰富度呈降低趋势。
大理学院学报总第60期 自然科学
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在海拔低于2 350m,物种数少于50种,高于4 350m
时,物种数少于40种;海拔在2 350到4 350m时,物种
最为丰富,各海拔段的物种丰富度都在60种以上。
见图1。这说明杜鹃属植物的物种分布中心可能在
中(高)海拔区域。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〔10〕。因此,本研究中杜
鹃属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。过去的研究表明,研究区域内
海拔梯度上的土地面积可能呈偏峰分布格局〔11〕;
岛屿假说认为,面积越大,则物种多样性越高〔12〕,
这在一定程度上可能导致了杜鹃属植物的物种丰
富度呈先增加后下降的偏峰分布格局。
图1 杜鹃属植物在海拔梯度上多样性变化格局
3.2 杜鹃属植物多样性的纬度分布格局 从图2可
以看出,从南到北,杜鹃属植物的物种丰富度随纬
度呈单调递增的趋势。即在纬度相对较高的地区,
杜鹃属植物物种多样性相对较高。如分析源数据可
知,处于低纬度的勐腊地区仅分布杜鹃属植物1种。
同样地,与勐腊位于相似纬度的德宏地区,杜鹃属
植物的分布也相对较少,而高纬度的滇西北地区则
相对较多。如贡山95种、香格里拉71种、德钦106种、
维西82种。这种分布格局与杜娟属植物的生态习性
及其区系起源有关。物种在纬度上的分布规律主要
受热量的影响。杜鹃分布在北半球温带及亚热带,
主产于东亚和东南亚地区,以中国西南部横断山区
最为丰富〔13〕。因此,相对而言,杜鹃属植物对环境
中的热量要求比较低。随着纬度的升高,以及由此
带来的海拔的升高,导致热量水平随着纬度的升高
呈递减趋势,这可能导致杜鹃属植物的多样性呈递
增趋势。见图2。
图2 物种数在纬度梯度上的分布格局
3.3 杜鹃属植物多样性的经度分布格局 从图3可
以看出,随着经度的变化,从西到东,杜鹃属植物的
物种丰富度呈降低趋势。也就是说,研究区域内,西
部地区杜鹃属植物的丰富度较高,而滇东地区则较
低。这可能与杜鹃属植物的区系起源与分化有关。
杜鹃属植物起源于温带地区,其分化中心之一就是
云南的滇西和滇西北地区〔14〕,故在滇西和滇西北
地区,杜鹃属植物的物种丰富度相对较高。另一方
面,由于云南地势西高东低,西部地区的海拔相对
较高,因此热量条件总体上从东到西呈递减趋势,
杜鹃属植物对热量要求较低。因此,云南西部地区
更适合杜鹃属植物的生存与分化,这可能在一定程
度上也造成了杜鹃属植物的物种多样性,随着经度
的升高呈递减趋势。
图3 杜鹃属植物物种多样性的经度分布格局
4 小结
本研究利用文献资料探讨了云南地区杜鹃属
植物多样性的空间分布格局,主要结论如下:①杜
鹃属植物物种数随着海拔的升高呈先增加后减少
的偏峰分布格局,峰值出现在海拔3 350m左右;②在
纬度梯度上,从南到北,杜鹃属植物的物种丰富度
查凤书,冯建孟 云南杜鹃属植物多样性的空间分布格局 第7卷总第60期
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呈单调递增趋势;③在经度梯度上,杜鹃属植物的
多样性随经度的增加呈递减趋势;④总体上,研究
区域内杜鹃属植物的分布集中在高纬度、中高海拔
的滇西北部地区,这可能与杜鹃属植物的生态特
性、区系起源和分化有关。
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