贵州施秉白云岩喀斯特地区生物物种资源调查与分析

贵州施秉白云岩喀斯特地区生物物种资源调查与分析

地下水生境具有土壤覆盖不连续、土壤平坦、土壤蓄水性差、地表干燥等特点，不利于植被的生长。因此，喀斯特天然林的分布非常有限。加之近数十年人口剧增,盲目扩大耕地,对喀斯特生态环境的破坏较为严重,使喀斯特森林留存较少。贵州省地处世界三大连片喀斯特发育区之一的东亚片区中心,喀斯特面积为13万km2,占全省土地总面积的73%。由于贵州处于长江和珠江上游分水岭地带,区内山高坡陡,水流湍急,加之森林植被不足和人为活动的干扰影响,水土流失极为严重,进而森林植被更遭破坏。黔东南施秉白云岩喀斯特地区属连片的喀斯特天然林地,成为目前贵州省乃至全国少数较为原始的喀斯特生态区的主要代表。中国南方喀斯特第二批提名预选地施秉白云岩喀斯特地区展示了重要且正在进行的生物和生态演化过程,植被自然演替达到顶级阶段。该区特殊的自然地理条件,赋予了生物多样的生境类型,孕育了丰富的物种多样性,保存和发育了大面积的原生森林植被和多样化的生态系统,是中国南方亚热带喀斯特森林植被保存较完好、动植物种类较为复杂的地区之一,是一处十分珍贵的物种基因库,对于探究白云岩喀斯特地区生物和环境演化具有重要的保护和科学研究价值。该区发育于寒武纪白云岩上,具有典型而完整的白云岩喀斯特地貌,不仅是中国南方喀斯特地区的白云岩喀斯特的代表,而且在全球热带-亚热带地区白云岩喀斯特分布上具有代表性,其白云岩喀斯特地貌上保留的森林生态系统也比较完整,自然环境保存比较完好,有潜力对整个中国南方喀斯特生态作出较重要的补充。2007年6月,“中国南方喀斯特”第一批提名地——云南石林、贵州荔波和重庆武隆通过联合国教科文组织的论证,正式列入《世界遗产名录》,使贵州实现了世界自然遗产零的突破,推动了贵州社会经济发展尤其是旅游业等第三产业的发展。但由于第一批遗产地并不能完全代表“中国南方喀斯特”的特征与价值,加之其尚未包括较纯的白云岩喀斯特,因此,本研究从生态和生物演化过程及生物多样性的角度分析施秉白云岩喀斯特在中国南方喀斯特体系中的地位,发掘其世界遗产价值。1施慕白云岩石地带中国南方喀斯特第二批提名预选地施秉白云岩喀斯特地区位于贵州省东部的施秉县,其边界与氵舞阳河国家级风景名胜区的云台山景区–杉木河景区–生态水源涵养区的边界完全重合,介于108°06′00″～108°07′12″E,27°12′00″～27°10′12″N之间,面积为10280ha,缓冲区面积18015ha,总面积28295ha。该区地处长江流域沅江水系氵舞阳河中游地区,主要包括完整的杉木河水系和瓦桥河水系,同时汇入氵舞阳河。该地区的地貌发育演化是世界上少有的一个热带、亚热带喀斯特上升发育的结构系统和演化序列,位于黔中山地向湘西丘陵过度的斜坡上,为黔中中山区,地势由西、西北向东、东南部逐渐降低,平均海拔526m左右,最高海拔1869m,最低海拔486m,山脉走向与构造线一致,多呈北东、北北东走向,是一个深受河流切割的亚热带喀斯特高原。施秉白云岩喀斯特地区位于中亚热带季风湿润气候区,具有春暖夏凉、四季如春、降水丰沛的中亚热带山地湿润气候特点。1月平均气温为6.4℃,7月平均气温为26.6℃,年平均气温16℃,气温年较差20.2℃;年平均降水量1220mm,集中分布在4～10月,年日照时数1195.4h,日照百分率27%,太阳辐射年总量为9.26×106kw/m2。区域内地形崎岖,气候湿润温和,人为干扰少,水质洁净,森林茂密,生境多样,生物种类繁多。2调查和鉴定动植物种类从2007年到2010年,本研究的野外工作按生物生长周期分多次进行,线路调查和样地调查相结合,记录所见动植物种类,选择性地采集有代表性的种类以及不能确切鉴定的种类,通过查阅相应的分类工具书或文献、专著鉴定其种类。3结果与分析3.1鱼类丰富,物种丰富施秉白云岩喀斯特地区峰峦叠障,地形复杂,小生境类型多样,良好的生态环境和特殊的地理位置,使其成为地理演变过程中许多动植物的“天然避难所”,物种资源极其丰富。该区共分布有高等植物1352种,其中苔藓植物50科286种,蕨类植物25科127种,裸子植物7科22种,被子植物131科917种。该区有脊椎动物298种,其中鱼类17科(包括亚科)49种,两栖类6科14种,爬行类10科30种,鸟类41科(包括亚科)160种,哺乳类19科45种。此外,提名地还分布有丰富的蓝藻、昆虫和洞穴动物。3.2红色名片的动植物施秉白云岩喀斯特地区的高等植物中,列入中国物种红色名录的有70种,其中极危(CR)3种,濒危(EN)6种,易危(VU)30种,近危至易危(NT/VU)15种,近危种(NT)2种,无危(LC)14种,受到严重威胁的植物共计39种,占总数的55.71%;列入IUCN红色名录的有16种,其中极危(CR)1种,濒危(EN)2种,易危(VU)5种,低危至近危(LR/NT)5种,低危至保护依赖(LR/cd)1种,缺乏数据(DD)2种;列入濒危野生动植物国际贸易公约(CITES)的植物有26种,其中附录I1种,附录II24种;列入国家重点保护植物名录的植物有15种,其中I级保护植物2种,II级13种(图1,图2)。这些植物主要包括银杏(Ginkgobiloba)、南方红豆杉(Taxusmairei)、穗花杉(Amentotaxusargotaenia)、鹅掌楸(Liriodendronchinense)、香果树(Emmenopteryshenryi)、白芨(Bletillastriata)等。3.3危险性动植物国际贸易施秉白云岩喀斯特地区的脊椎动物,列入中国物种红色名录的有243种,其中极危(CR)2种,濒危(EN)11种,易危(VU)26种,近危至易危(NT/VU)16种,近危(NT)1种,无危(LC)187种,受到严重威胁的物种达38种;列入IUCN红色名录的有21种,其中濒危(EN)2种,易危(VU)9种,低危至近危(LR/NT)8种,低危至保护依赖(LR/cd)1种,缺乏数据(DD)1种;列入濒危野生动植物国际贸易公约(CITES)的动物有41种,其中附录I有9种,附录II有28种;列入国家重点保护动物有35种,其中I级保护动物5种,II级30种(图3,图4)。这些动物包括云豹(Neofelisnebulosa)、黑颈长尾雉(Syrmaticushumiae)、白颈长尾雉(Syrmaticusellioti)、猕猴(Macacamulatta)、藏酋猴(Macacathibetana)、穿山甲(Manispentadactyla)、林麝(Moschusberezovskii)、鬣羚(Capricornissumatraensis)、斑羚(Naemorhedusgoral)等珍稀种类,其中猕猴种群数量较大,估计有300～400只左右。3.4陆相古地理参照吴征镒和王荷生关于中国植物区系地理成分的划分方案,该研究区种子植物属的地理分布除缺少中亚分布式外,其余14种分布型都不同程度具有。以温带成分占优势(占51.46%,其中又以北温带分布为主体),热带(亚热带)分布次之,占46.52%,中国特有分布也具有一定数量,占1.80%。植物区系具有温带与热带亚热带区系并重的特色。该区分布有脊椎动物298种,其中陆生脊椎动物249种。陆生脊椎动物有11种分布型,以东洋型和南中国型占优势,分别占陆生脊椎动物总种数的39.02%和23.34%。古北型和广布型也具有一定数量,分别为10.45%和8.36%。区系分析表明,该区陆生脊椎动物的分布表现了亚热带特点。该区共有高等植物1352种,其中有众多的古老、孑遗成分,如有起源古老的裸子植物7科16属22种,其中穗花杉(Amentotaxusargotaenia)、黄杉(Pseudotsugasinensis)、黄山松(Pinustaiwanensis)、马尾松(Pinusmassoniana)等种群数量较大,几乎遍布每一山体顶部,并成为喀斯特锥峰森林的优势树种。一些古近纪前的古老种类如罗汉松科的罗汉松属(Podocarpus)、三尖杉科的三尖杉属(Cephalotaxus)、红豆杉科的红豆杉属(Amentotaxus)等在该区都有分布。中国特有属有10属,包括水青树属(Tetracentron)、大血藤属(Sargentodoxa)、杜仲属(Eucommia)、银杏属(Ginkgo)、香果树属(Emmenopterys)、腊梅属(Chimonanthus)、杉木属(Cunninghamia)等。这些中国特有属多为起源古老、形态上特殊的单型属和少型属,多属于西南组和华中–华东组,表明本区是西南、华东植物区系的交汇点。再加上本区拥有较多数量的单型属与少型属,如防己属(Sinomenium)、飞龙掌血属(Toddalia)等单型属和杉木属(Cunninghamia)、金线草属(Antenoron)等少型属,表明该区区系具有古老残遗的特性,具有重要的科研和保护价值。在喀斯特地貌中并非都是岩石裸露、缺土少水之地,也有洼地、漏斗区形成的湿润、土层深厚的环境,局部地区还形成喀斯特沼泽、湿地等特殊环境。这些类型各异的环境,孕育了不同的植被类型,该区有针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、竹林、灌丛等8个森林植被型组,61个群系;根据动物适应环境的特点,大致将研究区内的动物群落划分为溪河动物群、河谷芦竹与河滩灌丛动物群、森林动物群、竹林动物群、岩岸动物群、灌丛灌草丛动物群、农田村寨动物群和洞穴动物群等8个群落类型。3.5石漠化地区的生态系统及其动植物多样性世界自然遗产(ix)条评价标准:反映陆地、淡水、海岸、海洋生态系统和动植物群落正在进行的重要的生态和生物演化过程的杰出范例。该区的森林植被系统具有典型的过渡性和特有性,是亚热带常绿阔叶林区域中的湿润常绿阔叶林与半湿润常绿阔叶林过渡带,也是从低海拔到中等海拔的过渡。植被类型在地带性顶级–亚热带常绿阔叶林的基础上孕育了由岩性和地形共同影响的亚热带常绿落叶阔叶混交林,亚热带暖性针叶林、针阔混交林、亚热带山地常绿硬叶林等土壤–地形顶级群落。研究区内的古老孑遗植物是地理环境变迁的记录。该区拥有起源古老的裸子植物7科16属22种,其中黄杉、穗花杉、南方红豆杉、黄山松等种群数量较大,甚至成为喀斯特锥峰森林的优势树种。一些第三纪前的古老种类如罗汉松科的罗汉松属、三尖杉科的三尖杉属等在施秉喀斯特森林中都有分布。该区特有的喀斯特森林生态系统展示了重要的、正在进行的生物生态过程。由于位于喀斯特地区,长期的地质、地理演化形成了缺土、少水、富钙的生态环境,这一区域的生物逐渐形成对生态环境适应,表现出典型的旱生性、石生性和适钙性等生态特性,不仅成为一个典型和特殊的生态系统,而且也展示了这种土壤、气候条件下正在进行的生物生态过程。研究区内典型的旱生性、石生性和适钙性等生态特征,形成了特殊、典型的亚热带喀斯特生态系统。其典型性主要表现在该喀斯特生态系统的完整性上,包括其外貌组成和结构的完整,以及该系统的原始性和自然性。其在漫长的历史演化过程中经过一系列的生态过程,形成典型的旱生生态演替系列,其顶级群落为各类喀斯特森林,它是世界森林中的特殊类型,且以其面积宽广、分布集中连片、原生性强、相对稳定等特点成为世界森林中最珍贵、罕见的自然遗产,在世界森林植被中占有重要地位。在白云岩喀斯特和喀斯特沟谷内是中性至弱碱性石灰土,生境高度异质化,白云岩特有的物理风化与化学风化同时进行的特性,山峰高耸,沟谷深切,使植被分布呈现出明显的地形分异,山体约750m以下,为常绿阔叶林,以壳斗科、樟科、木兰科植物为主;在部分喀斯特锥峰或山脊地带,还分布有喀斯特针叶林,以黄山松、马尾松为明显优势种,其他组成种类如蓖子三尖杉(Cephalotaxusoliveri)、穗花杉等珍稀物种具有区域代表性。因此,施秉白云岩喀斯特地区基本能反映陆地、淡水、海岸、海洋生态系统和动植物群落正在进行的重要的生态和生物演化过程的杰出范例,基本满足世界自然遗产(ix)条评价标准。世界自然遗产(x)条评价标准:包含就地保护生物多样性最重要和显著的自然栖息地,包括从科学和保护的角度看具突出普遍价值的濒危物种的栖息地。提名地具有森林、水域、悬崖、洞穴、农田等生态系统,森林面积大,植被覆盖率高,生境异质性强,人为影响小,环境质量好,为多种动植物提供了很好的栖息环境,自然生态系统保持原始性、适应性和完整性特征。与邻近地区和国内外其他喀斯特区生态系统比较,提名地拥有较高的生物多样性。施秉提名地已知有高等植物1352种、脊椎动物298种,其中列入IUCN红色名录(37种)、濒危野生动植物国际贸易公约(67种)、中国物种红色名录(313种)、中国国家重点保护野生动植物(50种)等保护属性的珍稀濒危野生动植物320种,具有重要的保护价值。以南方红豆杉、穗花杉等为代表的古植被丰富,且南方红豆杉、穗花杉、柔毛油杉、黄杉等不少珍稀种类在提名地部分区域形成喀斯特峰丛植被中的优势种群,这种集中分布现象在其他喀斯特地区是极其少见的;此外,区域植被中的单型属、少型属多,贵州特有属多,原生植被中的古树多,苔藓及蕨类植物丰富,充分反映了提名地植被的原始性,这对于研究提名地植被的历史演化具有重要的科学价值。提名地食肉目、偶蹄目、灵长目等大型保护动物物种丰富,昆虫种类多,溪