河西走廊明長(zhǎng)城沿線種子植物區(qū)系特征與長(zhǎng)城保護(hù)

內(nèi)容摘要：本文通過對(duì)河西走廊地區(qū)明長(zhǎng)城沿線種子植物調(diào)查，共統(tǒng)計(jì)到種子植物26科79屬107種，其中裸子植物1科1屬1種；被子植物25科78屬106種。單種屬的科共12個(gè)，超過10屬的科3個(gè)，其總屬數(shù)占調(diào)查總屬數(shù)的45.6%，種數(shù)占調(diào)查總種數(shù)的51.4%，以藜科最多，共13屬21種?？频膮^(qū)系分布類型共4個(gè)正型和3個(gè)變型。屬的區(qū)系分布類型共12個(gè)正型和9個(gè)變型，中國(guó)特有屬1個(gè)，即菊科的河西菊屬（Hexinia）。調(diào)查區(qū)域的植物種類相對(duì)單一；地理成分比較單一，以地中海地區(qū)、西亞至中亞分布型和北溫帶成分為主；發(fā)現(xiàn)珍惜瀕危植物4種，一級(jí)保護(hù)植物1種，其余均屬二級(jí)保護(hù)。這些結(jié)論為利用植物因素保護(hù)長(zhǎng)城選擇適宜的植被類群和代表性物種提供了一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：河西走廊；種子植物；區(qū)系特征；長(zhǎng)城保護(hù)

中圖分類號(hào)：K878；K854.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-4106（2012）06-0113-08

河西走廊地區(qū)的明長(zhǎng)城是我國(guó)古老長(zhǎng)城中的一段，是我國(guó)古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶。六百多年以來(lái)，在自然風(fēng)化和人為破壞的雙重作用下，大部分的墻體、烽燧已出現(xiàn)剝蝕、開裂、甚至坍塌，對(duì)于長(zhǎng)城的保護(hù)已日趨緊迫[1]。長(zhǎng)城的保護(hù)問題日益嚴(yán)重，而目前對(duì)于長(zhǎng)城保護(hù)的方法，都屬于工程學(xué)、建筑學(xué)范疇。對(duì)于生物因素，在長(zhǎng)城保護(hù)中起到的作用，幾乎沒有研究。本文通過對(duì)河西走廊地區(qū)明長(zhǎng)城沿線種子植物的調(diào)查，闡述該區(qū)段長(zhǎng)城沿線的植物區(qū)系特征，為利用植物因素保護(hù)長(zhǎng)城選擇適宜的植被類群和代表性物種提供了理論依據(jù)，并為植物因素與長(zhǎng)城保護(hù)的關(guān)系研究提供一定的科學(xué)依據(jù)和理論支持。

1 研究區(qū)自然概況

河西走廊地區(qū)的明長(zhǎng)城西起嘉峪關(guān)，經(jīng)酒泉、金塔、高臺(tái)、臨澤、山丹等，一直延伸到景泰，走出河西走廊，進(jìn)入甘肅中東部的永登、蘭州、永靖、環(huán)縣等地區(qū)，河西走廊的明長(zhǎng)城全長(zhǎng)約800千米。

河西走廊地處甘肅省西北部祁連山和北山之間，東西長(zhǎng)約1000千米，南北寬約100—200千米，屬于大陸性干旱氣候，干燥、冷熱變化劇烈，風(fēng)大且多沙，風(fēng)向多變。年降水量只有200毫米左右，自東而西年降水量漸少，干燥度漸大；降水季度性明顯，夏季降水占全年總量50—60%，春季15—25%，秋季10—25%，冬季3—16%。云量少，日照時(shí)數(shù)在多數(shù)地區(qū)為3000小時(shí)，年均溫5.8—9.3℃，溫度年際變化很大，最高溫可達(dá)42.8℃，最低溫為-29.3℃，晝夜溫差平均15℃左右。海拔高度在1000—2000米之間。

根據(jù)甘肅生物氣候類型分類，該地區(qū)分屬于四個(gè)類型，景泰、武威、張掖屬于暖溫少雨有半年以上旱季類型；酒泉、嘉峪關(guān)、玉門、安西、敦煌、金塔屬于暖溫極少雨全年旱季類型；古浪屬于中溫中雨類型；永昌、山丹屬于中溫少雨大多月份為旱季類型，在這些生物氣候類型下，野生植被類型整體上呈現(xiàn)為荒漠植被類型，可以分為荒漠草原類型、沙質(zhì)灌木類型和礫質(zhì)灌木類型[2]。在我國(guó)自然區(qū)景觀帶的劃分上，屬于西北干旱中溫—暖溫草原、荒漠區(qū)，棕鈣土、灰鈣土荒漠草原帶和荒漠土半灌木、灌木草原帶[3]，是典型的溫帶荒漠草原類型。在中國(guó)植物區(qū)系分區(qū)系統(tǒng)中，該地區(qū)屬于古地中海植物區(qū)，中亞荒漠亞區(qū)，喀什噶爾地區(qū)，西南蒙古亞地區(qū)[3]。

本次調(diào)查所選長(zhǎng)城區(qū)段長(zhǎng)約八百余千米，地處東經(jīng)98°21'至104°11'，北緯37°09'至39°54'之間，海拔高度在1300—2000米之間。所選區(qū)段均有文物單位明確文物類型標(biāo)記和保護(hù)級(jí)別，且盡量均遠(yuǎn)離村落，在人類活動(dòng)干擾相對(duì)較少的野外田間。因此該區(qū)段明長(zhǎng)城沿線種子植物的調(diào)查，具有科學(xué)性和代表性。

2 研究方法

2.1數(shù)據(jù)采集方法

本次長(zhǎng)城沿線種子植物的調(diào)查，采用傳統(tǒng)的野外調(diào)查方法，在所調(diào)查區(qū)段先進(jìn)行選點(diǎn)，選取若干個(gè)具有代表性的長(zhǎng)城區(qū)段，根據(jù)長(zhǎng)城資源調(diào)查測(cè)量的數(shù)據(jù)，先選出明長(zhǎng)城的縣域及所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，再進(jìn)行粗略的沿線考察，了解沿線的基本植被類型，結(jié)合先期考察情況和所在區(qū)域的氣候特點(diǎn)，選取最終進(jìn)行精細(xì)野外考察的代表性長(zhǎng)城區(qū)段。選擇代表性長(zhǎng)城區(qū)段的原則是：區(qū)段明確、遠(yuǎn)離村落、植被典型。

在選擇的代表性長(zhǎng)城區(qū)段上，進(jìn)行植物標(biāo)本采集、植物樣方調(diào)查、植物電子數(shù)據(jù)采集和長(zhǎng)城基本數(shù)據(jù)采集。植物調(diào)查的范圍為長(zhǎng)城自身及兩側(cè)外延1千米，避開農(nóng)田、果林等人為的栽培物種。

2.2數(shù)據(jù)研究方法

在植物數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，對(duì)采集到的植物標(biāo)本和電子數(shù)據(jù)，進(jìn)行鑒定，確定其植物分類階元，編寫明長(zhǎng)城沿線種子植物名錄，再以現(xiàn)有對(duì)河西區(qū)系研究資料為參考，結(jié)合張勇、劉賢德、李鵬等人編寫的《甘肅河西地區(qū)維管植物檢索表》對(duì)所編寫的植物名錄進(jìn)行修訂[4]。對(duì)大、中、小科和屬，特有屬、特有種的統(tǒng)計(jì)，以及植物科屬區(qū)系分布類型，主要參考吳征鎰和應(yīng)俊生的觀點(diǎn)和文獻(xiàn)。對(duì)稀有瀕危植物的確定，主要參考《中國(guó)保護(hù)植物名錄》等相關(guān)文獻(xiàn)。

在采取常規(guī)分析方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用植物區(qū)系指數(shù)（Flora Index）對(duì)長(zhǎng)城沿線的種子植物區(qū)系特征進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)[5]。

區(qū)系指數(shù) Fij=（Lij/Cj）/（Li/C）

式子中i=1，2，3……m（m<15），j=1，2，3……n（n≤15）。其中Lij為第i個(gè)區(qū)系中第j個(gè)分布區(qū)類型屬的數(shù)目，Cj為包含該區(qū)域的更大范圍的第j個(gè)分布區(qū)類型的屬數(shù)目，Li是第i個(gè)區(qū)系的總數(shù)數(shù)目，C是與Cj對(duì)應(yīng)區(qū)域的種子植物區(qū)系總屬數(shù)目，其中Li=Lij，C=Ci。

Fij的值越大，表明第i個(gè)區(qū)系第j個(gè)分布區(qū)類型越接近其對(duì)應(yīng)更大范圍內(nèi)的同一分布區(qū)類型的中心，反之亦然。

區(qū)系指數(shù)Fij=（Lij/Cj）×（C/Li），其中令Pi=C/Li，分子則反映第i區(qū)系第j分布類型在其對(duì)應(yīng)更大范圍內(nèi)的同一分布區(qū)類型方面的占有水平，值越高，越接近第j種分布區(qū)類型在對(duì)應(yīng)更大范圍內(nèi)的該分布型的中心。Pi因面積不同，使Li不同，可以修正不同區(qū)系，使其有一定的可比性。

區(qū)系指數(shù)Fij=（Lij/Li）×（C/Cj），分子反映了第i區(qū)系第j分布類型的占有水平，在某種程度上反映了各種分布區(qū)類型對(duì)該區(qū)系影響與作用的主次，計(jì)算Fij的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差

平均值Fij=Fij，令C=Fij；標(biāo)準(zhǔn)差

SFij=，s=SFij

計(jì)算Fij的活動(dòng)區(qū)間△（Fij）=tα·SFij（tα查t的雙側(cè)分位數(shù)表可知，文中α=0.05），f=△（Fij）。

建立區(qū)間{[Fij-△（Fij）]，[Fij+△（Fij）]}，令a=[Fij-△（Fij）]，b=[Fij+△（Fij）]

若Fij>b時(shí)，這些分布區(qū)類型對(duì)該區(qū)系的性質(zhì)影響極大。

b>Fij>c時(shí)，這些分布區(qū)類型對(duì)該區(qū)系的性質(zhì)影響較大。

c>Fij>a時(shí)，這些分布區(qū)類型對(duì)該區(qū)系的性質(zhì)影響較小。

Fij

3 結(jié)果與分析

3.1科的組成分布

3.1.1科的組成結(jié)構(gòu)

運(yùn)用恩格勒植物分類系統(tǒng)[6-9]，本次調(diào)查在長(zhǎng)城沿線采集到的植物分布在26個(gè)科，其中裸子植物門1科，即麻黃科（Ephedraceae），共1屬1種，被子植物門25科，雙子葉植物綱22科，單子葉植物綱3科。

不小于10個(gè)屬的科有藜科（13屬）、菊科（13屬）、豆科（10屬），占總屬數(shù)（79屬）的45.6%。

只有1個(gè)屬的科有14個(gè)，其總種數(shù)為17種，含裸子植物麻黃科1屬1種，單子葉植物鳶尾科1屬1種；有2個(gè)屬的科有5個(gè)，共10屬14種；有3個(gè)屬的科有1個(gè)，為紫草科3屬3種；有4個(gè)屬的科有2個(gè)，共8屬8種；有8個(gè)屬的科有1個(gè)，為禾本科8屬10種；>10屬的科有3個(gè)，共36屬55種（表1）。

參考總種數(shù)/總屬數(shù)、各科種數(shù)/屬數(shù)比，結(jié)合各科屬的數(shù)目，把有1個(gè)屬且種數(shù)少于3種的科劃為單型科；有2—4個(gè)屬的科劃為中型科；有不少于8個(gè)屬的科劃為大型科。

單型科共14科14屬17種，占其總屬數(shù)（79屬）和總種數(shù)（107種）分別為17.7%、15.9%。

中型科共8科21屬25種，占其總屬數(shù)（79屬）和總種數(shù)（107種）分別為26.6%、23.4%。

大型科共4科44屬65種，占其總屬數(shù)（79屬）和總種數(shù)（107種）分別為55.7%、60.7%。

通過統(tǒng)計(jì)，裸子植物門的麻黃科，單子葉植物綱的鳶尾科增加屬于單型科，大型科、中型科幾乎全部分布在雙子葉植物綱。因此，雙子葉植物在科、屬、種方面均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次是單子葉植物，裸子植物的比例最小。

3.1.2科的區(qū)系分布類型

根據(jù)恩格勒植物分類系統(tǒng)和吳征鎰的《世界種子植物科的分布區(qū)類型系統(tǒng)》及其修訂，將世界植物科劃分為18個(gè)分布區(qū)類型，用數(shù)字1—18代表不同的分布區(qū)類型。其中1—15在中國(guó)有分布，16—18是在中國(guó)沒有分布的科[10-11]。

本次在長(zhǎng)城沿線調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)有26個(gè)科，科的分布區(qū)類型分屬5個(gè)正型及3個(gè)變型。5個(gè)正型為世界廣布（代碼1）、泛熱帶（代碼2）、東亞（熱帶、亞熱帶）及熱帶南美間斷分布（代碼3）、北溫帶廣布（代碼8）、舊世界溫帶分布（代碼10）。

3個(gè)變型為熱帶亞洲-熱帶非洲-熱帶美洲（南美洲）分布（代碼2-2）、北溫帶和南溫帶間斷分布（代碼8-4）、歐亞和南美洲溫帶間斷分布（代碼8-5）。

26科的分布區(qū)類型分屬于1型分布共15科；2型分布共3科；2-2型分布共1科，即鳶尾科；3型分布1科，即馬鞭草科；8型分布1科，即百合科；8-4型分布2科；8-5型分布2科；10型分布1科，為檉柳科。

根據(jù)26個(gè)科的分布區(qū)類型，合并變型，則劃分為世界廣布15科，泛熱帶分布4科，東亞（熱帶、亞熱帶）及熱帶南美間斷分布1科，北溫帶廣布5科，舊世界溫帶分布1科。其中裸子植物門的麻黃科為泛熱帶分布類型，單子葉植物禾本科為世界廣布，鳶尾科為泛熱帶分布，百合科為北溫帶廣布。

根據(jù)各分布型科數(shù)占總科數(shù)的百分比（圖1），不考慮世界廣布科數(shù)（15科），其中溫帶類型的科數(shù)（6科）占總科數(shù)的23.1%，熱帶類型的科數(shù)（5科）占總科數(shù)的19.2%。溫帶類型的科數(shù)與熱帶類型的科數(shù)比為1.20，故長(zhǎng)城沿線的植物科分布區(qū)類型主要為溫帶分布類型，這與長(zhǎng)城所處地理位置的氣候帶類型一致，與河西走廊所主要分布區(qū)系類型一致[12]。

3.2屬的組成分布

3.2.1屬的組成結(jié)構(gòu)

本次長(zhǎng)城沿線調(diào)查的種子植物分屬于79個(gè)屬，其中裸子植物門1屬；被子植物門78屬，雙子葉植物綱67屬，單子葉植物綱11個(gè)屬；中國(guó)特有屬1個(gè)。

單種屬共63個(gè)，裸子植物門的麻黃屬為單種屬，被子植物門的單種屬共62屬，單子葉植物綱9個(gè)，雙子葉植物綱53個(gè)。

1屬2種的共9個(gè)，均分布在雙子葉植物綱。1屬3種的共4個(gè)，單子葉植物綱2個(gè)，雙子葉植物綱2個(gè)。1屬4種的共2個(gè)，均為雙子葉植物綱。5—10種之間的屬共1個(gè)，即蒿屬有6種。

根據(jù)各屬的種數(shù)，把屬劃分為單種屬、寡種屬（1屬有2—3種）、中等屬（1屬有4—10種）、大型屬（1屬大于10種）。單種屬63個(gè)；寡種屬13個(gè)，共30種；中等屬3個(gè)，共14種；大型屬0個(gè)。

通過統(tǒng)計(jì)，裸子植物門的1個(gè)屬和單子葉植物綱的9個(gè)屬，均為單種屬，單子葉植物綱的其余2屬為寡種屬，中等屬均分布在雙子葉植物綱。故雙子葉植物在科、屬、種方面均占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次是單子葉植物，裸子植物的比例最小。

3.2.2屬的區(qū)系分布類型

3.2.2.1屬的區(qū)系分布

根據(jù)吳征鎰的《中國(guó)種子植物屬的分布區(qū)類型》，將中國(guó)種子植物屬劃分為15個(gè)大分區(qū)類型，用數(shù)字1—15代表不同的分布區(qū)類型[13]。

本次長(zhǎng)城沿線共調(diào)查出種子植物屬79個(gè)，分屬12個(gè)正型和9個(gè)變型[12-16]。未見熱帶亞洲至熱帶大洋洲（代碼5）、熱帶亞洲至熱帶非洲（代碼6）、熱帶亞洲（印度—馬來(lái)西亞）（代碼7）。

根據(jù)79個(gè)屬的分布區(qū)類型，合并變型，共分布在12個(gè)正型中（圖2）。世界廣布（代碼1）12屬；熱帶類型10屬，分泛熱帶分布類型（代碼2）8個(gè)屬，熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布類型（代碼3）、舊世界熱帶分布（代碼4）各1屬，中國(guó)特有屬1個(gè)；地中海、西亞至中亞分布（代碼12）16屬；其余屬溫帶類型，共41屬。

熱帶類型占總屬數(shù)的12.7%，溫帶類型占總屬數(shù)的51.9%，溫帶類型屬數(shù)與熱帶類型屬數(shù)之比為4.10，故長(zhǎng)城沿線植物主要為溫帶分布類型，這與科的主要分布區(qū)類型一致，也與該長(zhǎng)城區(qū)段所在地理位置屬所處緯度帶的大氣候帶型一致。

長(zhǎng)城沿線的特有屬較少，只有1屬，即河西菊屬，占中國(guó)特有屬（248屬[3]）的0.4%，占河西走廊地區(qū)特有屬（1屬[12]）的100%。說明長(zhǎng)城沿線的種子植物在屬的水平上特有化水平很低。

3.2.2.2區(qū)系指數(shù)

為了能更進(jìn)一步了解長(zhǎng)城沿線的種子植物區(qū)系特征，對(duì)該地區(qū)的植物區(qū)系與整個(gè)河西走廊地區(qū)的植物區(qū)系作了一個(gè)比較（表2），其中α=0.05，tα=2.306；Li=75；C=166。

根據(jù)上表的計(jì)算，F(xiàn)ij的平均值c=1.758，標(biāo)準(zhǔn)差s=1.780，f=1.451，a=0.307，b=3.210，則Fij的區(qū)間為[0.307，3.210]。

Fij>3.210的分布型有1個(gè)，為東亞分布（代碼14），該分布區(qū)類型對(duì)該區(qū)系的性質(zhì)影響極大，但不是該地區(qū)植物屬的主要分布類型，因?yàn)榉植嫉臄?shù)量很少，該地區(qū)又屬于西北干旱荒漠區(qū)，本身物種就十分匱乏，所以對(duì)該地區(qū)的區(qū)系性質(zhì)影響很大。

3.210>Fij>1.758的分布型有1個(gè)，為中國(guó)特有分布（代碼15），該分布區(qū)類型對(duì)該區(qū)系的性質(zhì)影響較大，這個(gè)與長(zhǎng)城所處的地理位置有關(guān)，該地區(qū)的中國(guó)特有分布只占全國(guó)分布的0.4%，其氣候環(huán)境屬于大陸性干旱氣候，植被覆蓋率很低，故中國(guó)特有分布類型對(duì)該地區(qū)的植被類型和植物區(qū)系分布，有很大的影響。

1.758>Fij>0.307的分布型有7個(gè)，分別為世界廣布（代碼1）、泛熱帶分布（代碼2）、北溫帶分布類型（代碼8）、舊世界溫帶分布（代碼10）、溫帶亞洲分布（代碼11）、地中海區(qū)、西亞至中亞分布（代碼12）、中亞分布（代碼13），這與長(zhǎng)城所處的大氣候帶基本吻合，該地區(qū)在北緯37°—39°，是典型的北溫帶氣候。這些7個(gè)植物區(qū)系分布類型，在這個(gè)地區(qū)分布的數(shù)量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。泛熱帶分布共8屬，有7屬基本都分布在田間地頭，這與該地區(qū)日照時(shí)間長(zhǎng)，年日照時(shí)約在3000小時(shí)以上，降雨量小，幾乎所有的耕地均需灌溉，這些因素造成了有一些泛熱帶分布的植物在田間地頭分布，且它們生態(tài)適應(yīng)幅度較廣，或者是由于歷史的原因在這一溫帶地區(qū)生存下來(lái)，分布物種數(shù)量很少，種數(shù)比較穩(wěn)定；麻黃屬為老第三紀(jì)熱帶常綠植被干旱變型的殘遺成分，已很好地適應(yīng)了干旱生境的典范[14-18]。

其他6個(gè)植物分布區(qū)類型，均與該地區(qū)的北溫帶氣候基本一致，且分布的種屬數(shù)目很多，種屬數(shù)目比較穩(wěn)定，所以這些分布類型對(duì)長(zhǎng)城沿線的區(qū)系性質(zhì)影響較小。

Fij<0.450的分布型無(wú)，所以這些分布區(qū)類型對(duì)該區(qū)系的性質(zhì)影響極小。

根據(jù)《河西走廊地區(qū)植物的區(qū)系特征》，沒有發(fā)現(xiàn)熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布（代碼3）、舊世界溫帶分布類型（代碼4）、東亞和北美間斷分布類型（代碼9）。但通過本次調(diào)查，依據(jù)《中國(guó)植物志》和《中國(guó)種子植物屬的分布區(qū)類型》，發(fā)現(xiàn)有砂引草屬（1種）為熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布類型、天門冬屬（1種）為舊世界溫帶分布類型、野決明屬（1種）、羅布麻屬（1種）均為東亞和北美間斷分布類型。它們的種屬占有率都很低，不會(huì)對(duì)該地區(qū)的植物區(qū)系特征產(chǎn)生影響。

在上述4個(gè)屬中，天門冬屬、野決明屬、羅布麻屬均在新疆有分布，且分布的種數(shù)很少[17]，故該地區(qū)這3屬存在，與該地區(qū)的地理氣候特點(diǎn)基本一致。在多篇關(guān)于荒漠植物區(qū)系、河西走廊地區(qū)植物區(qū)系等文獻(xiàn)中未提及，可能是因?yàn)槠浞植挤N屬很小，未被發(fā)現(xiàn)；或者因?yàn)椴扇×瞬煌姆诸惙椒ǎ瑒潥w到了不同種屬。

砂引草屬只有1種砂引草，在該地區(qū)出現(xiàn)，可能是它的生態(tài)適應(yīng)幅度較廣，或者是由于歷史的原因在這一溫帶地區(qū)生存下來(lái)，但種屬很?。换蛘呤且?yàn)椴煌墨I(xiàn)資料，采取了不同的分類方法，在《中國(guó)高等植物》中將其劃入紫丹屬，其在植物區(qū)系分布上屬于泛熱帶分布。

3.3種的組成結(jié)構(gòu)

本次長(zhǎng)城沿線調(diào)查共發(fā)現(xiàn)種子植物26科79屬107種，分別占河西走廊[2]地區(qū)種子植物的科、屬、種百分比為50.0%、47.6%、32.8%；占甘肅省[2]種子植物的科、屬、種百分比為12.8%、8.5%、2.8%，總體占有水平較低，不會(huì)對(duì)河西走廊、甘肅省的植物分布區(qū)造成影響。

根據(jù)恩格勒分類系統(tǒng)，裸子植物1種，占總種數(shù)的0.9%，單子葉植物15種，占總種數(shù)的14.0%，雙子葉植物91種，占總種數(shù)的85.1%，因此長(zhǎng)城沿線的種子植物以雙子葉植物為主。

根據(jù)植物的生活型分類，可以分為喬木、灌木、一年生草本、二年生草本、多年生草本。長(zhǎng)城沿線種子植物中喬木5種，占總種數(shù)的4.7%；灌木29種，占總種數(shù)的27.1%；一年生草本33種，占總種數(shù)的30.8%；二年生草本1種，占總種數(shù)的0.9%；多年生草本39種，占總種數(shù)的36.4%?？傮w上看木本植物占總種數(shù)31.8%，草本植物占總種數(shù)的68.2%，這與該地區(qū)屬于西北干旱荒漠區(qū)基本吻合，以灌叢和草本為主，同時(shí)又受到當(dāng)?shù)毓喔绒r(nóng)業(yè)的影響，出現(xiàn)了較多數(shù)量的草本。

4 討 論

4.1植物區(qū)系特征

明長(zhǎng)城沿線種子植物物種相對(duì)單一，大型科、中等屬在植物物種的組成上起著重要的作用，是構(gòu)成該地區(qū)植被的主要組建者。單型科、中型科、寡型屬、單種屬大大增強(qiáng)了該地區(qū)植物的科屬豐富程度，是植物科屬增加的主要原因；參照《甘肅河西地區(qū)維管植物檢索表》，結(jié)合實(shí)地調(diào)查的情況，造成長(zhǎng)城沿線的寡型科、中型科、寡型屬、單種屬的主要原因是調(diào)查的面積較小，調(diào)查范圍成帶狀分布，因此不可能具有很好的調(diào)查完整性，且調(diào)查的大區(qū)域?yàn)槲鞅备珊祷哪畢^(qū)，本身物種就相對(duì)單一。因此這些小型的科屬對(duì)該區(qū)域的植物科屬分布有較高的代表性；同時(shí)也能說明，大型科、大型屬、中等屬是長(zhǎng)城沿線較大區(qū)域植被的主要組建者，是組成當(dāng)?shù)氐湫突哪脖活愋偷闹匾锓N來(lái)源。

由于本調(diào)查圍繞具體的長(zhǎng)城區(qū)段做沿線調(diào)查，向兩側(cè)延伸的距離很短，故不能很好地顯示該區(qū)段長(zhǎng)城的植物區(qū)系起源。同時(shí)說明該區(qū)段長(zhǎng)城的植物區(qū)系類型與周邊地區(qū)區(qū)系有廣泛深刻的聯(lián)系。

明長(zhǎng)城沿線在地理上屬于典型的西北干旱荒漠區(qū)，其生物氣候類型分為暖溫少雨有半年以上旱季類型、暖溫極少雨全年旱季類型、中溫中雨類型、中溫少雨大多月份為旱季類型，野生植被類型整體上呈現(xiàn)為荒漠植被，是典型的溫帶荒漠草原類型。雖然長(zhǎng)城的主要修筑意圖是為了防治敵對(duì)勢(shì)力的軍事打擊，但是該區(qū)段長(zhǎng)城的位置所占據(jù)的地理成分較為卻較為單一。這是由于該地區(qū)大區(qū)域地理成分單一造成的。從植物分布區(qū)類型上看，中國(guó)15個(gè)大的分布區(qū)類型，長(zhǎng)城沿線有12個(gè)分布區(qū)類型，但是有在5個(gè)分布類型中，屬的數(shù)目少于3個(gè)，即熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布（代碼3）、舊世界溫帶分布類型（代碼4）、中國(guó)特有分布（代碼15）均為1屬，東亞和北美間斷分布類型（代碼9）、溫帶亞洲分布（代碼11）均為2屬，這也從側(cè)面證明了該區(qū)段長(zhǎng)城所處的地理成分較為單一。

但是從植物科的分布區(qū)類型上看，熱帶成分很少，以溫帶成為主導(dǎo)，溫帶成分的科占到了總科數(shù)的23.1%，是熱帶成分的1.20倍；從植物屬的分布區(qū)類型上看，屬于熱帶成分的10屬，而溫帶成分的41屬，是熱帶成分的4.10倍；從植物的種屬上看，屬于熱帶成分的只有10種，占總種數(shù)的9.3%；由于長(zhǎng)城所在的較大區(qū)域的植物區(qū)系與本次調(diào)查有些出入，從植物區(qū)系指數(shù)分析，并結(jié)合各類型所占有的屬數(shù)來(lái)看，對(duì)該地區(qū)植物區(qū)系性質(zhì)有極大影響的有2個(gè)類型，按照重要順序排列為東亞分布>中國(guó)特有分布，這個(gè)由于該地區(qū)植物種類匱乏造成的。但該地區(qū)的植物區(qū)系主要類型為地中海、西亞至中亞分布>北溫帶分布，因此植物區(qū)系分布類型以上述2種類型為主，且因地處西北干旱荒漠區(qū)，物種匱乏單一，單屬分布類型和寡屬分布類型較多，故它們對(duì)該地區(qū)區(qū)系的性質(zhì)將會(huì)產(chǎn)生重大的影響。

根據(jù)最新的《中國(guó)保護(hù)植物名錄》，長(zhǎng)城沿線一共發(fā)現(xiàn)保護(hù)植物4種，占總種數(shù)的3.7%，分屬4個(gè)科，有國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物石竹科（Caryophyllaceae）、裸果木屬（Gymnocarpos）、裸果木（Gymnocarpos przewalskii）；國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物麻黃科（Ephedraceae）、麻黃屬（Ephedra）、木賊麻黃（Ephedra equisetina），蓼科（Polygonaceae）、沙拐棗屬（Calligonum）、沙拐棗（Calligonum mongolicum），藜科（Chenopodiaceae）、梭梭屬（Haloxylon）、梭梭（Haloxylon ammodendron）。

珍稀瀕危植物的保護(hù)級(jí)別較高，數(shù)量較少，這與調(diào)查的對(duì)象、調(diào)查面積以及調(diào)查區(qū)段的所處地理位置有關(guān)。由于長(zhǎng)城在很長(zhǎng)一段歷史時(shí)期內(nèi)，都有大量的人類擾動(dòng)，所以植物種類本身就不豐富，且該地區(qū)屬于西北干旱荒漠區(qū)，物種本身匱乏單一。其次本次調(diào)查面積較小，只在長(zhǎng)城沿線，沒有涉及更大的區(qū)域。再者所有長(zhǎng)城區(qū)段雖遠(yuǎn)離村落，但大多處在農(nóng)田、退耕還林區(qū)域的包圍之中，植物物種數(shù)目會(huì)受到很大的人為干擾。

綜上所述，河西走廊的明長(zhǎng)城沿線種子植物物種相對(duì)單一，裸子植物很少，只有1種，單子葉植物種數(shù)只占總種數(shù)的14.0%，主要屬于雙子葉植物，且木本較少，以草本為主要類群，草本植物占總種數(shù)的68.2%；地理成分較為單一，其植物分布區(qū)類型以北溫帶分布和地中海、西亞至中亞分布為主導(dǎo)；與周邊地區(qū)區(qū)系聯(lián)系廣泛深刻；特有化程度很低，珍稀瀕危保護(hù)植物較少，且保護(hù)級(jí)別較高。

4.2長(zhǎng)城保護(hù)

本次長(zhǎng)城沿線植物調(diào)查的目的，就是要利用生物因素來(lái)保護(hù)長(zhǎng)城。該區(qū)段長(zhǎng)城是西北干旱區(qū)的古代土遺址，而我國(guó)西北干旱地區(qū)的古代土遺址主要的病害形式有墻基凹進(jìn)、墻面呈蜂窩狀或片狀剝離、墻體開裂坍塌等，這些病害的形成是風(fēng)蝕、雨蝕和易溶鹽反復(fù)的溶解結(jié)晶等綜合作用的結(jié)果[19]。根據(jù)該地區(qū)的氣候特點(diǎn)，該區(qū)段長(zhǎng)城的主要病害成因?yàn)轱L(fēng)蝕。

植物對(duì)土遺址的作用主要分為兩方面，一方面對(duì)其有利，如根系固定土層，可以起到錨固作用；植被覆蓋減少風(fēng)蝕、雨蝕。不利因素有根系加速土遺址表面風(fēng)化；植物可能導(dǎo)致風(fēng)力引起的動(dòng)荷載傳遞給邊坡，增加邊坡的法向和向下力分量；改變部分遺址面貌。同時(shí)考慮，植物蒸騰作用消減土層濕度，使土干裂，增加土層滲透率，增加土的強(qiáng)度；根莖增加地表粗糙度和土層滲透性，導(dǎo)致土層滲透性能增加，降低徑流速度；落葉減少?zèng)_蝕，增加雨水下滲的雙重影響[20]。

根據(jù)以上的文獻(xiàn)觀點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際調(diào)查的情況，提出該地區(qū)利用植物保護(hù)明長(zhǎng)城的基本原則，在河西走廊地區(qū)，依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和植物分布特征，把利用植物對(duì)長(zhǎng)城的保護(hù)分為3個(gè)層次，在距離本體0.5千米開外，采用灌叢和小喬木混交林減少風(fēng)蝕[21]；從0.5千米到本體周邊（約10米），采用灌叢，減少地表徑流對(duì)長(zhǎng)城的破壞，并起到較好的防風(fēng)固沙效果[22]；在長(zhǎng)城本體以及周邊，建立圍欄，選擇長(zhǎng)城沿線原有的多年生草本和小灌木，對(duì)長(zhǎng)城進(jìn)行保護(hù)。建議選擇在科屬分析中占重要組成部分的科、屬，且其分布型最佳應(yīng)屬于地中海、西亞至中亞分布，同時(shí)屬于多年生草本、小灌木來(lái)粗選對(duì)本體進(jìn)行保護(hù)的可能物種。這些物種所分布的科屬在上文已經(jīng)有過論述，對(duì)選出的物種經(jīng)過進(jìn)一步的科學(xué)論證、實(shí)驗(yàn)分析，可以最終確定保護(hù)該區(qū)段長(zhǎng)城的植物物種及植被類型。

致謝：感謝蘭州大學(xué)馬燕天博士、胡維剛博士等對(duì)文章圖件的處理。

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