成都市城市野生草本植物的多樣性及區系分析

杜 蓉， 宗 浩， 張 杰， 李 江

(1.四川師范大學 生命科學學院，四川 成都 610101；2.漢中市環境工程規劃設計有限公司 陜西 漢中 723000)

城市作為人類活動干預極度強烈的人工生態系統，其主體不再是作為生產者的植物，且物種多樣性及數量、分布格局等均受到人類活動的影響和控制、安排。隨著城市化的發展，人為干擾不斷加重，城市生物多樣性不可避免地受到了城市化的影響[1,2]，野生動植物種類逐步減少，取而代之的是人工引進或栽培物種增加。另一方面，人類在加速城市化進程的同時，也在追求城市生態環境質量的提高和保護，城市生態建設也愈加受到重視[3]。

作為城市生態建設的重要組成部分，城市植物多樣性的高低能夠體現城市生態環境質量的好壞，針對城市植物開展的多樣性調查、保護與規劃、構建等基礎研究工作對于城市生態建設的重要性日益突出。目前，不少城市已經進行了相應的調查研究工作，并就城市生物的保護提出了一些建議及方案[3,4-7]。但已開展的工作中，研究對象更多的還是聚焦在外來物種的引進、園林綠化植物的構建等方面[8-11]，對城市野生植物的研究保護工作反而有所欠缺。

城市野生植物指在城市化地區的鄉土植物及外來但已經適應該地區環境、能自我繁殖的野生種子植物[12]，以草本植物為主，具有觀賞性低、隨城市管理發生數量銳減和恢復的周期性變化等特征。城市野生植物多樣性保護是城市生態建設的重要組成和評價指標，其多樣性更能體現人與自然的和諧相處[2,13]。成都市作為四川省會城市，在已開展的城市植物調查研究工作中，主要是針對高校校園、濕地公園、公園和園林等重要城市斑塊中的栽培植物[7,8,14-17]，對野生植物關注極少。為此，本文通過樣線、樣方法等對成都市主城區不同生境中野生草本植物進行實地調查記錄，統計其種類組成，并選用成都市野生草本植物中的種子植物進行植物區系特征分析，補充目前在城市野生植物調查研究工作中的不足，以期為成都市生物多樣性保護的開展提供重要的參考依據。

1 自然概況

成都市位于東經102°54′～104°53′，北緯30°05′～31°26′，地處四川省中部，東西長192km，南北寬166km，全市總面積約12390km2。成都市地形地貌、自然環境復雜多樣，生物資源豐富，屬亞熱帶濕潤地區。全年無霜期為278天，年平均氣溫在16℃左右，年平均氣溫10≥°C的活動積溫為4700～5300°C；冬春雨少，夏秋多雨，雨量充沛，年平均相對濕度82%，年總降水量為900～1300mm[18-19]。

2 研究方法

參考《中國植物志》《四川植物志》《中國高等植物圖鑒》《四川農田常見雜草原色圖譜》等文獻[20-23]資料，通過實地調查對成都市建成區內不同小生境中的野生草本植物逐一進行鑒定、記錄，統計其科、屬的地理成分數量特征[24-27]。調查地點包含城市綠化帶、公園、高校校園、居民住宅小區等，實地調查中主要記錄野生草本植物的種類、生境、蓋度、形態特征等。

3 結果與分析

3.1 成都市城市野生草本植物的科屬組成

3.1.1 成都市城市野生草本植物的基本組成 根據實地調查、鑒定及整理的數據，統計出成都市城市野生草本植物共計251種、163屬、52科(表1)，其中蕨類植物6科6屬13種、種子植物46科157屬238種(雙子葉植物39科127屬189種、單子葉植物7科30屬49種)。

3.1.2 成都市城市野生草本植物科的多樣性分析 根據各科在成都市城市野生草本植物中所含種數的實際狀況及相關文獻資料對科的劃分方案[9,16,28,29]，成都市251種城市野生草本植物中(表2)：含20種以上的大科有2個，即菊科(Compositae，28屬47種)和禾本科(Gramineae，19屬27種)，共47屬74種；含10～19種的中等科3個，共17屬34種，分別是莎草科(Cyperaceae，5屬12種)、蓼科(Polygonaceae，3屬11種)和唇形科(Labiatae，9屬11種)；含6～9種的少種科8個，共36屬61種；含2～5種的寡種科24個，共48屬67種；其余均為單種科，共15個。從成都市城市野生草本植物科的分類及比例可以看出：植物區系優勢科的特征十分明顯，以寡種科和單種科為主，分別占總科數的46.15%、28.85%；在屬、種的數量水平上，大科、少種科和寡種科表現出明顯優勢，分別占總屬數的28.83%、22.09%、29.45%，占總種數的29.48%、24.30%、26.69%。

表2 成都市城市野生草本植物科的多樣性統計

3.1.3 成都市城市野生草本植物屬的多樣性分析 根據各屬所含種數的多少，成都市城市野生草本植物163個屬可劃分為單種屬(1種)、少種屬(2～5種)、中等屬(6～9種)3個等級(表3)。含6～9種的中等屬3個，分別是蓼屬(Polygonum，7種)、木賊屬(Equisetum，6種)和莎草屬(Cyperus，6種)；含2～5種的寡種屬51個，包含123個種；單種屬109個，主要包括蕺菜屬(Houttuynia)、葎草屬(Humulus)、冷水花屬(Pilea)、蝎子草屬(Girardinia)、爵床屬(Rostellularia)、粟米草屬(Mollugo)、牛膝屬(Achyranthes)等。在屬的分類及比例上：構成成都市野生草本植物區系的主體為單種屬和寡種屬，在屬和種的層次上占比分別為31.29%、66.87%和49.00%、43.43%；而中等屬的比例則很小，僅占植物總屬數的1.84%和植物總種數的7.57%。

表3 成都市城市野生草本植物屬的多樣性統計

3.2 成都市城市野生草本植物科的區系特征

依據資料[24,30-31]將成都市城市野生草本植物52科共劃分為5個分布區類型(表4)。區系中世界分布的科有33科，占總科數的63.46%；熱帶分布(2～7類)的科有13科，占總科數的25.0%；溫帶分布(8～14類)的科有6科，占總科數的11.54%；無中國特有分布的科。從科的區系組成看，植物區系以熱帶分布為主(不計世界分布)，溫帶分布占很大比例，體現了成都市溫暖濕潤的亞熱帶氣候并表現出從熱帶亞熱帶向溫帶過渡的性質。

3.3 成都市城市野生草本植物屬的區系特征

根據吳征鎰等劃分方法[24]，成都市城市野生草本植物163屬可歸為14個分布區類型，其中：世界分布屬40屬；熱帶分布屬52屬(分布類型2～7，共8型)，占總屬數(不含世界分布)的42.28%；溫帶分布屬(分布型8～14，共14型)70屬，占總屬數的56.91%；中國特有屬1屬，占總屬數的0.81%。

有一個或數個分布中心，并包含世界種的屬為世界分布屬[13,36]。成都市城市野生草本植物中世界分布屬(40屬)占總屬數(163屬)的24.54%，包括早熟禾屬(Poa)、堇菜屬(Viola)、藜屬(Chenopodium)、蓼屬(Polygonum)、水莧菜屬(Ammannia)、蔊菜屬(Rorippa)、碎米薺屬(Cardamine)、燈心草屬(Juncus)、懸鉤子屬(Rubus)、酢漿草屬(Oxalis)、千屈菜屬(Lythrum)、珍珠菜屬(Lysimachia)、黃芩屬(Scutellaria)、茄屬(Solanum)、酸漿屬(Physalis)、車前屬(Plantago)、毛茛屬(Ranunculus)等。世界分布屬的比例高在一定程度上反映了植被的非地帶性[16,26,32]，這與城市的特殊環境因素緊密相關。

表4 成都市城市野生草本植物科的分布區類型

熱帶分布共52屬，占區系總屬數的42.28%，包括有積雪草屬(Centella)、鱧腸屬(Eclipta)、打碗花屬(Calystegia)、牽牛屬(Pharbitis)、馬鞭草屬(Verbena)、假酸漿屬(Nicandra)、母草屬(Lindernia)、白茅屬(Imperata)、屬(Eleusine)、狗尾草屬(Setaria)、狗牙根屬(Cynodon)、白酒草屬(Conyza)、棒頭草屬(Polypogon)、雀稗屬(Paspalum)、假稻屬(Leersia)等。溫帶分布屬共有70屬(分布區類型8～14)占區系總屬數的56.91%，其中以北溫帶分布類型為主，有26屬，占區系總屬數的21.14%。主要有畫眉草屬(Eragrostis)、葎草屬(Humulus)、紫堇屬(Corydalis)、播娘蒿屬(Descurainia)、蕓苔屬(Brassica)、薺屬(Capsella)龍芽草屬(Agrimonia)、委陵菜屬(Potentilla)、馬桑屬(Coriaria)等?！氨睖貛Ш湍蠝貛?全溫帶)間斷分布”和“舊世界溫帶分布”的比例也相對較大，分別含有12屬、13屬，占總屬數的9.76%、10.57%。成都市城市野生草本植物區系中僅有盾果草屬(Thyrocarpus)屬于中國特有分布類型。

成都市城市野生草本植物中種子植物占157屬，屬的分布區類型包括了總分布類型(15個)其中的14個(表5)。同時，區系組成中，熱帶成分占42.28%、溫帶成分占56.91%，主要的分布區類型為泛熱帶分布(35屬)和北溫帶分布(26屬)，這與成都市溫暖濕潤的亞熱帶氣候特征和熱帶亞熱帶向溫帶過渡的性質息息相關。

3.4 成都市城市野生草本植物區系的特征

3.4.1 物種多樣性較低且分布數量少 因人類活動的極大干擾，城市建成區內的野生植物多樣性和數量遠遠低于自然環境中，且主要以草本植物為主。經實地調查，成都市建成區內城市野生草本植物共記錄到251種，主要分布在綠化帶、校園、城市濕地等區域，種群數量十分有限。據《成都年鑒》(2018年)：2017年在域內已記錄的高等植物有264科1224屬3390種[19]。如此，表明成都市城市野生植物數量僅占區域物種數量的7.40%，物種多樣性較低。

表5 成都市城市野生草本植物區系屬的分布區類型

3.4.2 植物區系結構復雜，以單種屬和寡種屬為主 單種科、少種科和單種屬、少種屬大量存在，反映了成都市城市野生草本植物的多樣性。從所含物種數量層次上看，單種屬和寡種屬占絕對優勢，占總數量的比例分別為49.00%、43.43%，是城市野生草本植物區系的主體。但從物種組成看，成都市城市野生草本植物中菊科(Compositae，28屬47種)和禾本科(Gramineae，19屬27種)可視為優勢科，所含物種數超過20種，而在屬的層次上，沒有超過含10個種的屬，無明顯的優勢屬。

另一方面，從科、屬、種的比例變化來看：單種科和寡種科的“種、屬、科”比例依次減小，但單種科比例減小(科屬種的比例變化為4.82∶1.54∶1)十分明顯；大科、中等科和少種科比例逐漸增大，以大科比例(科屬種的比例為1∶7.49∶7.66)變化明顯，但在屬、種水平上比例變化并不顯著。在種屬比例變化上，中等屬、寡種屬、單種屬的種屬比例變化分別為4.11∶1、1.57∶1、0.65∶1。這些比例變化體現了植物區系組成在結構上的復雜性，也是植物區系復雜性的來源。

3.4.3 分布區類型復雜，熱帶和溫帶性質突出 成都市城市野生草本植物屬有14個分布區類型，并包含較多變型和間斷分布，分布區類型較為復雜。同時，區系組成中，除世界分布外，泛熱帶分布和北溫帶分布的科數、屬數及所占比例均較高，熱帶和溫帶性質突出。世界分布的科、屬分別占總數的63.46%、42.28%，成分比重較大，體現了一定的隱域性[16,32][26]271-328，也反映了城市環境、人類活動及城市土地利用方式等對城市植物區系的強烈影響。

4 討 論

城市野生植物主要是指生存在城市化地區的植物，其物種多樣性和數量均受到人類活動及城市建設、發展等的強烈影響，種群結構、數量等均不及自然生境中的植物群落。以成都市建成區為調查范圍，共記錄城市野生草本物種251種，其中蕨類植物13種、種子植物238種。物種分布主要集中在城市綠化帶、綠化斑塊、建筑荒地、城市濕地等生境中，且種群數量有限。相比于成都市域內3390種高等植物而言[18]，成都市建成區內野生草本植物的多樣性較低。城市開發建設必然導致自然植被的破壞及取代，進而影響著野生植物的生存及城市植物的構成。在已統計的成都市園林種子植物中[8,14]，其數量為164科、767屬、2479種，遠高于城市野生植物，調查統計的城市野生草本植物物種數量僅占栽培植物數量的10.13%。

針對成都市城市野生草本植物的區系分析，科和屬的分布區類型數目分別為5和14，可見屬的分布區組成對于植物區系特征的體現更加有效，更能反映植物的演化擴展過程和區域差異[33-35]。屬的區系成分中，熱帶成分占42.28%、溫帶成分占56.91%，溫帶成分的比例高于熱帶成分，這一結果雖體現了植物區系的熱帶和溫帶性質，但與成都市溫暖濕潤的亞熱帶氣候對應的植物區系特征“熱帶成分為主、溫帶成分占較大比例”似有不符。另一方面，“泛熱帶分布(含35屬、占28.46%)”和“北溫帶分布(26屬、占21.14%)”這兩大主要的分布區類型，其所含屬數及比例又與成都市的亞熱帶氣候特征、熱帶亞熱帶向溫帶過渡的性質相符。出現這一結果的原因極可能是人類活動的干擾、城市環境對植物組成及區系的影響所致[1,3]。

城市環境的特殊性決定了野生植物的保留、保護與外來物種的引進、栽培均受到人類活動的強烈影響，目前城市野生植物的保護愈加得到關注。對此，針對成都市野生植物物種多樣性較為單一、鄉土植物生存受人類活動影響極大等現狀，建議在城市建設中，注意加強原生植被的保護。同時，遵循生態學規律與原理，選擇不同生活型的鄉土植物，構建穩定、合理的多層次復合綠化體系，增加野生植物在城市植物體系中的比例。