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陕北黄土高原维管植物区系地理研究

李登武  
【摘要】: 本文首次以黄土高原地区植物区系的重要组成部分——陕北黄土高原维管植物区系作为研究对象,在广泛深入调查和参考大量文献的基础上,采用植物区系地理学、生物多样性保护与利用和植物生态学等相关学科的理论与方法,从植物区系组成、区系性质、特有现象、替代现象、地理联系、区系的起源与演化、区系分区及空间分异特征等方面对本区植物区系进行了深入研究,同时对本区典型流域的植物生物多样性、典型植物群落区系进行了研究,另外,对本区保护植物、资源植物进行了研究,并提出了保护和可持续利用对策。主要结果如下: 1.植物区系分类群组成 (1)种类较丰富,种系密度较大陕北黄土高原有野生维管植物140科574属1 413种(包括种下等级),科、数、种分别占黄土高原地区总科数71.3%、总属数的62.4%、总种数的41.4%。其中,蕨类植物有17科32属63种,种子植物有123科542属1350种。维管植物种系密度为1.52/100km2。 (2)优势现象较明显,表征类群较丰富本区植物区系的优势科有26科,表征科有9科;优势属有23属,表征属有24属,以及较多的植被优势种和表征种。 (3)单种属和寡种属较丰富陕北黄土高原种子植物区系中有单种(单型)属30属,有寡种(少型)属45属,这些属的生活型以草本植物为主,地理成分以东亚、古地中海、旧世界温带和中国特有成分为主。 2.植物的生活型和生态类型多样生活型包括了乔木、灌木、草本(包括一年生、二年生和多年生草本)、藤本植物均有,其中以多年生草本植物占绝对优势。生态类型包括了水生、湿生、湿中生、中生、旱中生、中旱生、旱生植物,其中以中生植物为主。 3.植物区系地理成分组成特点与性质 (1)地理成分较复杂多样,地理联系较广泛; (2)温带性质显著,具有明显的过渡性。本区植物区系在地理上和发生上受到多方面的影响和渗透,区系成分较丰富,呈现出多种成分汇集,相互渗透,交错混杂现象,具有明显过渡性特征; (3)热带地区植物区系对本区有一定的影响,表明本区植物区系与热带地区的渊源关系。 4.植物区系的特有现象和替代现象 (1)本区无中国特有科,有4个东亚特有科,大多为东亚特有的孑遗类群;中国特有属贫乏,无本地特有属;中国特有种较丰富,本地特有种贫乏。 (2)本区植物南北梯度变化明显,有些植物呈现出明显的地理替代现象。 5.植物区系起源古老,并兼有年轻的成分。 6.与其它地区植物区系的关系 (1)陕北黄土高原与其它地区的R/T值(热带性质属与温带性质属的比例)比较,总体上基本反映了各自所处的生态地理环境及差异性。 (2)与邻近地区植物区系的比较,结果显示,本区植物区系与河北山地、北京山地联系密切,与内蒙古、山西、宁夏也有一定联系。 (3)与我国各大区域比较,结果显示,陕北黄土高原植物区系(尤其南部)与华北植物区系联系密切,本区北部植物区系与蒙古草原植物区系的联系密切,本区关山-黄龙山植物小区与秦岭北坡植物区系的关系较密切,与西南、华中、华东、东北地区植物区系有一定的联系。 7.植物区系的演变和来源 根据古植物学资料及与现代植物区系的对比分析对本区植物区系的演变和来源进行了研究,文中论述了自白垩纪以来各时期陕北黄土高原植物区系的演变发展过程,对陕北黄土高原植物区系的演变和现代与新生代孢粉植物群的比较,认为本区植物区系主要来源于4个方面: (1)起源于本地及邻近地区晚白垩纪-早第三纪植物群,一些草本植物和湿生植物主要发生于晚第三纪,耐寒和耐旱的种类主要发生于第四纪; (2)来源于地中海区-中亚和欧亚草原; (3)来源于东北亚、西伯利亚温-寒地区; (4)来源于我国西南、西北、华北及秦岭、华中地区。 8.植物区系分区及空间分异特征 (1)陕北黄土高原植物区系划分为2个植物省,即陕北北部植物省和陕北南部植物省,4个植物小区,即长城沿线风沙草原植物小区、陕北黄土丘陵沟壑灌木草原植物小区、子午岭-崂山植物小区和黄龙山-关山植物小区。 (2)陕北黄土高原植物空间分异明显,4小区的植物种类丰富度具有明显的区域差异,以黄龙山-关山植物小区最丰富,最贫乏的是长城沿线风沙草原植物小区。 (3)植物区系种系发育性比较陕北黄土高原南部比陕北黄土高原北部植物属、种分化较强烈。4个小区比较,结果表明,黄龙山-关山植物小区植物属、种分化强烈,长城沿线风沙草原植物小区属、种分化较弱。 9.典型流域的植物生物多样性 以封禁30多年的纸坊沟流域与邻近的县南沟流域(近年才封禁)相比较进行了研究,主要结果为: (1)两流域在植物种类组成上差异较小; (2)纸坊沟流域植物群落不仅类型多、大部分群落所占面积较大,而且以中生群落为主,相反县南沟流域植物群落不仅类型少、大部分群落所占面积小甚至有些中生群落即将退出该流域,而且以旱生群落为主; (3)纸坊沟流域主要群落的的建群种的高度、多度(丛(株)/m2)和盖度均高于或多于县南沟流域,差异显著; (4)纸坊沟流域主要群落中中生植物占有较高的比例,旱生植物占的比例小; (5)同一群落,纸坊沟流域与县南沟流域相比较,其群落中矮高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、层间植物等占有较高比例,而地面芽植物、一年生草本等占的比例较小; (6)同一群落相比较,一般来说,纸坊沟流域植物群落中物种丰富度、多样性指数和均匀度指数均比县南沟流域群落中的高。 10.典型植物群落区系 对陕北黄土高原和秦岭区辽东栎群落植物区系进行了比较研究,结果表明,陕北黄土高原辽东栎群落植物区系共有27科42属51种,秦岭北坡辽东栎群落共有31科60属67种。物种组成丰富性不及秦岭区,层次和层片结构较简单,两地辽东栎群落区系相似性不高,这主要是由两地该群落所处的生境条件所决定的。属和种的区系成分分析表明,两地辽东栎群落的区系性质是温带性质,两地该群落中国特有种中与华北共有种较多,与西南、华中、华东、东北等地区的共有种较少。 11.珍稀濒危植物 (1)珍稀濒危植物较丰富。陕北黄土高原有珍稀濒危植物75种,隶属于44科63属,其中,有国家级保护植物35种,省级保护植物7种,陕北黄土高原区区级保护植物33种。濒危等级划分为濒危(EN)、易危(VU)和近危(NT)3个等级,其中濒危的有15种,易危的有20种,近危的有40种;保护级别划分为一、二、三级3个保护级别,其中本区有一级保护植物39种,二级保护植物17种,三级保护植物19种。 (2)本区保护植物所属属的地理成分以北温带、旧世界温带、东亚和中国特有成分为主,其中北温带成分占绝对优势;保护植物种的地理成分以中国特有、温带亚洲和东亚成分为主,其中中国特有成分占绝对优势,中国特有种中以华北、陕北黄土高原特有和西南-华中-华北成分为主。 12.资源植物丰富,本区资源植物约有950种,根据其用途可分为14个类型。


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