湖南石牛寨地质公园种子植物区系研究

湖南石牛寨地质公园种子植物区系研究

丹霞地形是中国科学家确认的一种独立的地形类型。20世纪30年代，著名的中国著名考古学家陈国达教授对丹霞山和中国南部的红石山进行了深入研究后，以最典型的丹霞山为代表，将该土地命名为“丹霞地形”，并立即为学术界所采用。从那时起，由红砂岩组成的这些土地被称为丹霞地形。丹霞地貌分布区,往往奇山秀水相辉映,是构成风景名山的一支重要类型.鉴于丹霞地貌的美学价值和地学上的意义,中国主要丹霞地貌已捆绑申报世界自然遗产.湖南是我国重要的丹霞地貌分布区,能够形成丹霞地貌的红层面积约占全省总面积的11.7%.湖南省平江县境内的石牛寨地质公园,丹霞地貌发育典型,面积广阔,有“百里丹霞,千年古寨”之称.目前,对丹霞地貌植物的研究甚少,远没有跟上旅游业发展的步伐.本文通过对石牛寨地质公园及其周边地区丹霞地貌植物调查,首次研究报道了湖南丹霞地貌植物,以期为丹霞地貌植物保护和旅游开发提供理论依据.1石牛回园地质公园自然概况石牛寨地质公园位于湖南省平江县东北部,地理坐标为113°48′～113°59′E,27°10′～28°30′N,总面积12km2,最高海拔523m.境内地质环境复杂,地层发育齐全,从元古代早期至今,随着地壳升降运动、岩浆活动、断裂活动和漫长的地史时期气候演变,从而发展成为现今的丹霞地貌.石牛寨地质公园处于中亚热带向北亚热带过渡区,属湿润的大陆性季风气候,冬暖夏凉,雨量充沛,空气湿润,年平均气温为17.1℃,全年无霜期为263d.属长江流域南洞庭水系中的汨罗江分系,降水量随季节变化明显,平均年降水量为1470.9mm.土壤类型复杂,呈现出块状分布,大体可分为水稻土、红壤、山地黄壤、山地黄棕壤4类.2野外调查和样方调查调查采用传统的线路调查和典型样地调查相结合的方法.线路调查选择植物生长良好、种类丰富、地形多样、有代表性的路线,进行穿越式踏查,特殊生境进行重点调查.调查时沿途采集标本,拍摄照片,对习见种则记录名称.样方调查主要根据样方的代表性和随机性原则,在不同植物群落各个典型地段设置样方,分别记录群落物种、优势种、树种高度、多度、盖度及群落分布的环境特征.在野外调查采集获取资料的基础上,进行标本、照片鉴定,并查阅相关资料,整理编写《石牛寨地质公园野生种子植物名录》,在此基础上进行科、属、种的统计和区系特性分析.3湖南含变量分布经统计,石牛寨地质公园共有野生种子植物136科422属687种(含变种),并且分布有2种湖南新记录种.下面从植被与区系等方面进行讨论分析.3.1新的湖南省记录3.1.1中国树木—白鹃梅Exochordaracemosa(Lindl.)Rehd.inSarg.Pl.Wils.1:456.1913&inJourn.Arn.Arb.5:174.1924;陈嵘,中国树木分类学492.1937;裴鉴等,江苏南部种子植物手册370.1959;中国高等植物图鉴2:190.图2109.1972.-AmelanchierracemosaLindl.inBot.Reg.n.ser.10:subt.38.1849.湖南:平江县石牛寨,海拔200m,丘陵灌丛中,2008年5月17日,罗开文、邓园艺080518;平江县新桥村,海拔150m,灌丛中,2008年5月18日,罗开文照片号P1250486.分布:河南,江西,江苏,浙江.湖南首次记录.3.1.2engl.pflanzer.32-133LysimachiaklattianaHanceinJourn.Bot.London,16:236.1878;R.KnuthinEngl.Pflanzenr.22(Ⅳ-237):282.1905;Hand.-Mazz.inNot.Roy.Bot.Gard.Edinb.16:103.1928;中国高等植物图鉴,3:287.图4510.1974.湖南:平江县石牛寨,海拔350m,疏林下、林缘路边,2008年5月20日,罗开文、邓园艺080524,罗开文照片号P1260061.分布:河南,湖北,江西,安徽,山东,江苏,浙江.湖南首次记录.3.2石牛寨地质公园的种植3.2.1小果菌株sq指数针叶林是该区主要地带性植被之一,分布面积较大,生长于土地贫瘠、阳光充足的地方.主要树种为马尾松Pinusmassoniana、刺柏Juniperusformosana、杉木Cunninghamialanceolata,马尾松和刺柏为群落建群种.马尾松对土壤要求不严,能耐干旱瘠薄的土壤,是天然更新能力极强的树种.刺柏耐干旱,生瘠薄岩山上.丹霞赤壁之上,岩石裸露,阔叶树种难于生长,而针叶树能节制水分蒸腾,忍耐瘠薄土壤.灌木和草本主要有肉花卫矛Euonymuscarnosus,马棘Indigoferapseudotinctoria,小果蔷薇Rosacymosa,北江荛花Wikstroemiamonnula,凹叶景天Sedumemarginatum,南丹参Salviabowleyana,金丝桃Hypericummonogynum,光萼茅膏菜Droserapeltatavar.glabrata.在丹霞地貌的峡谷地带,气候条件温暖湿热,土壤肥沃,马尾松针叶林逐步演替为针阔混交林.马尾松成为中龄林后树冠开展,林下植被容易滋生,阔叶树种随之侵入,成为混交林.当阔叶树成长起来进入林冠后,林下更加荫蔽,马尾松幼苗不易生长,将逐步被阔叶树取代,演替为阔叶林.乔木树种有厚皮香Ternstroemiagymnanthera、南岭青冈Cyclobalanopsischungii、紫果槭Acercordatum、垂枝泡花树Meliosmaflexuosa、苦枥木Fraxinusinsularis,灌木层主要有山胡椒Linderaglauca、翅柃Euryaalata、栀子Gardeniajasminoides、芬芳安息香Styraxodoratissimus,草本植物有大泽兰Eupatoriumchinense、聚花过路黄Lysimachiacongestiflora、金疮小草Ajugadecumbens,藤本植物有粉防己Stephaniatetrandra、网络崖豆藤Millettiareticulata、灰叶南蛇藤Celastrusglaucophyllus.3.2.2植物群落演替植物种类灌丛是以灌木为建群种的植被类型,组成灌丛的主要树种具有繁殖力强、适应性广的特点,丹霞地貌灌丛植物多喜温暖,耐旱性较强.灌木有细叶短柱茶Camelliamicrophylla、青灰叶下珠Phyllanthusglaucus、小叶石楠Photiniaparvifolia、山油麻Tremacannabinavar.dielsiana、满树星Ilexaculeolata、长叶冻绿Rhamnuscrenata、野漆树Toxicodendronsuccedaneum、映山红Rhododendronsimsii、乌饭Vacciniumbracteatum、枇杷叶紫珠Callicarpakochiana,草本有佛甲草Sedumlineare、大叶苎麻Boehmerialongispicata、匙叶鼠草Gnaphaliumpensylvanicum、兰香草Caryopterisincana、鸭跖草Commelinadiffusa、野百合Liliumbrownii、粉条儿菜Aletrisspicata,藤本植物有白蔹Ampelopsisjaponica、木防己Cocculustrilobus、云实Caesalpiniadecapetala、紫藤Wisteriasinensis、羊角藤Morindaumbellatassp.obovata.当灌丛郁闭度高时,乔木树种容易侵入,群落中已有乔木幼树出现,会逐步演替为乔木群落.3.2.3水生植物分类石牛寨地质公园沟壑纵横,起伏剧烈,峰、岩、涧为主体的奇特丹霞地貌,为沼泽和水生植物的生存繁衍创造了良好的条件.主要种类有睡莲Nymphaeatetragona,三白草Saururuschinensis,堇菜Violaverecunda,空心莲子草Alternantheraphiloxeroides,圆叶节节菜Rotalarotundifolia,茶菱Trapellasinensis,半枝莲Scutellariabarbata,眼子菜Potamogetondistinctus,菖蒲Acoruscalamus,浮萍Lemnaminor,灯心草Juncuseffusus.野生睡莲以前在湖南仅莽山有记载分布,后来在城步、通道等县也有发现,是非常稀有的水生植物.3.3石牛寨地质公园植物区分析3.3.1世界植物分布的主要科通过调查统计,石牛寨地质公园共有野生种子植物136科422属687种,为了便于统计,将科分为以下5个等级:含20种及以上的科为蔷薇科Rosaceae(15属∶26种)、蝶形花科Papilionaceae(14属∶20种)、菊科Compositae(30属∶47种)、唇形科Labiatae(14属∶20种)、禾本科Gramineae(29属∶37种),这几个科都为世界广布的大科,并不能体现本地的区系特色,但其种数占的比重大,对丰富本地植物的多样性起着十分重要的作用,其中蔷薇科、蝶形花科、菊科以温带分布为主,它们中的许多种类是组成该地植物群落中下层的主要成分.含10～19种的科中,蓼科Polygonaceae、桑科Moraceae、伞形科Umbelliferae、茜草科Rubiaceae、玄参科Scrophulariaceae、莎草科Cyperaceae为世界广布科,樟科Lauraceae、山茶科Theaceae、大戟科Euphorbiaceae、葡萄科Vitaceae为泛热带分布科,马鞭草科Verbenaceae为东亚及热带南美间断分布科,百合科Liliaceae、壳斗科Fagaceae为北温带分布科,樟科、山茶科、壳斗科中的许多种为群落组成的优势种,蓼科、伞形科、玄参科、莎草科、百合科的植物是草本层的常见种类,葡萄科为藤本植物分布的主要科.此外,少于10种的科有118个,这些科虽然种数不多,但是所占科的比重相当大,说明了区系的复杂性,尤其是大血藤科Sargentodoxaceae、透骨草科Phrymaceae等东亚特有的寡种科,说明了植物区系的古老性.从科的分布型来看,世界广布的科该地共有43科,占总科数的31.62%;热带分布科(2～7型)共61科,占除去世界广布科总科数的65.59%;温带分布科(8～14型)共31科,占除去世界广布科总科数的33.33%;中国特有的仅银杏科Ginkgoaceae.从科级水平来看,热带性强于温带性,但科级范围较大,只能说明区系间在地质历史上的联系,难以客观地反映该地植物区系性质.3.3.2分布型.呈上的分类根据吴征镒关于中国种子植物属的分布区类型划分原则,将石牛寨地质公园种子植物422属划分为个14分布型14个变型.其中世界分布属共44属,区系统计时除去不计;热带分布属(2～7型)共176属,占总属数的46.56%;温带分布属(8～14型)共192属,占总属数的50.79%;中国特有(15型)共10属,占总属数的2.65%.总之,石牛寨地质公园植物区系总的性质以温带分布属略占优势.3.4石牛寨地质公园的特征3.4.1属区域内所分布的属从科的分布型来看,热带分布科共61科,占65.59%;温带分布科共31科,占33.33%.从属的分布型来看,热带分布属共176属,占46.56%;温带分布属共192属,占50.79%.而与其毗邻的幕阜山,热带分布的科占62.83%,热带分布的属占44.44%.这一方面是由于幕阜山海拔较高,另一方面是由于丹霞地貌对植物区系的影响明显,石牛寨地质公园岩石裸露,沟壑纵横,起伏剧烈,小气候封闭,湿热条件优越,使得植物区系相对于其地理位置来说,热带性成分所占的比重有所偏大.3.4.2石牛充公园的旱生植物多利用自然生物生长环境,丰富植物种类、丰富植物种类,可促进生态水旱生植物是一群能较长期在严重缺水地区生长的耐旱植物,它有发达的旱生形态与旱生生理相适应,可在不易获得水分的环境(如沙漠、岩石表面、冻土、酸沼或盐渍化土壤)里生长.石牛寨地质公园丹霞地貌发育典型,山块离散,奇峰突起,风化壳较薄,土壤养分较少,而其顶平、身陡的奇特地质特征,为旱生植物的生长创造了条件.石牛寨地质公园旱生植物有卷柏Selaginellatamariscjna、刺柏、马尾松、珠芽景天Sedumbulbiferum、凹叶景天、佛甲草、垂盆草Sedumsarmentosum、中华绣线菊Spiraeachinensis、火棘Pyracanthafortuneana、朴树Celtissinensis、铜钱树Paliurushemsleyanys、黄连木Pistaciachinensis、球核荚艹迷Viburnumpropinquum、蝴蝶花Irisjaponica等,它们对保护、改造石牛寨地质公园自然环境,维护生态平衡发挥了重要作用.丹霞峭壁之上,土层瘠薄,乔木树种刺柏、马尾松耐干旱瘠薄,根系发达,防止了水土流失.草本类卷柏、佛甲草、蝴蝶花等能涵养水源,蓄水保湿,这有利于其他植物生长,丰富了植物种类,美化了景区环境.3.4.3藤本植物应用藤本植物是一类生活型十分特殊的类群,不能单独直立,须借助于其它植物或支持物的支持才能生长到一定高度,在高度和长度上具有灵活及卓越的生长能力并占居一定空间.藤本植物不仅是森林结构中重要的外貌特征,也是影响群落动态的重要因素,在生存竞争以及演化上具有卓越的表现.石牛寨地质公园群峰突起,奇峰峭壁利于藤本植物