泗水縣濕地種子植物區(qū)系分析

喬元寶，張建峰，孔祥波

（1．泗水縣林業(yè)局，山東 濟(jì)寧 273200；2.泗水縣苗館鎮(zhèn)林業(yè)站）

濕地是介于陸地和水生環(huán)境之間的過(guò)渡帶，并兼有兩種系統(tǒng)的某些特征[1]。在調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、蓄洪防旱、控制土壤侵蝕、促淤造陸、凈化環(huán)境、維持生物多樣性和生態(tài)平衡等方面均具有十分重要的作用，有“地球之腎”之稱(chēng)[2]。植物區(qū)系是某一地區(qū)、或者是某一時(shí)期、某一類(lèi)群或某類(lèi)植被等所有植物種類(lèi)的總稱(chēng)，一個(gè)地區(qū)的植物物種組成，是植物在一定的自然地理環(huán)境、特別是一定的自然歷史條件綜合作用下長(zhǎng)期發(fā)展演化的結(jié)果[3]。研究一個(gè)地區(qū)的植物區(qū)系有助于對(duì)該地區(qū)自然環(huán)境尤其古地理環(huán)境的深入研究，對(duì)生物多樣性和生物資源保護(hù)等具有重要理論意義和實(shí)踐意義。本文通過(guò)野外實(shí)地調(diào)查和系統(tǒng)分析，對(duì)泗水縣濕地種子植物的種類(lèi)組成和科屬分布區(qū)類(lèi)型進(jìn)行研究，旨在探明泗水濕地種子植物的區(qū)系地理特征，從而為泗水濕地植被恢復(fù)、資源保護(hù)及合理利用等提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)自然地理概況

泗水縣 (35°28′N(xiāo)-35°48′N(xiāo)，117°5′E-117°35′E)位于山東省中南部，大地貌屬泰山群沂蒙邊緣，中地貌屬魯中南丘陵山區(qū)。地勢(shì)南北高、中部低，由東向西傾斜；南北是低山丘陵，占總面積的67.6%；中部河谷平地占總面積的32.4%。

該縣地處暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均降水量693mm，降水多集中于6-8月，約占全年降水量62.8%。年平均氣溫13.4℃，極端最高氣溫40.3℃，極端最低氣溫-22.1℃。月平均氣溫6月和7月最高31.4℃。年平均相對(duì)濕度68%，相對(duì)濕度7-8月最大，達(dá)到80%，3月份最小，為61%。

縣內(nèi)河流屬淮河流域沂沭泗河水系，主要由泗河及其31條支流組成。泗河是泗水縣境內(nèi)唯一大型河流，由東向西橫貫縣境，境內(nèi)全長(zhǎng)約61.76km，流域面積1015.54km2；其31條支流主要發(fā)源于南北山區(qū)，多南北走向，為山洪河流，源短流急，峰高量小，季節(jié)性變化較大。

泗水植物區(qū)系隸屬泛北極植物區(qū)，中國(guó)-日本森林植物亞區(qū)，華北植物地區(qū)，遼東、山東半島植物亞地區(qū)，魯中南山地丘陵植物小區(qū)[4,5]。根據(jù)全國(guó)第二次濕地資源調(diào)查結(jié)果，該縣濕地總面積3946.5hm2，其中河流濕地 1722.5hm2，湖泊濕地139.82hm2，人工濕地 2084.18hm2。

2 種子植物種類(lèi)組成分析

通過(guò)泗水縣濕地植被野外實(shí)地調(diào)查(表1)，共記錄種子植物92科276屬440種，其中裸子植物5科6屬8種，雙子葉植物70科202屬316種，單子葉植物17科68屬116種。

表1 種子植物科、屬、種的群系組成

在所有的92科種子植物中(表2)，有41科為含2-4種的寡種科，占總科數(shù)的44.57%，該類(lèi)型所含屬、種數(shù)占總屬、種數(shù)的比例為30.07%和25.45%；有31科為單種科，占總科數(shù)的33.70%，屬、種比例分別為11.23%和7.05%；含20種以上的大型科雖然僅有4科，占總科數(shù)的4.35%，所含屬、種比例卻達(dá)到30.80%和32.95%。

含種數(shù)位于前十位的科(大型科4、中型科6)依次為禾本科(Gramineae,52種/34屬)、菊科(Compositae,45種/29屬)、莎草科(Cyperaceae,28種/10屬)、薔薇科(Rosaceae,20種/12屬)、蓼科(Polygonaceae,19 種/3 屬)、蝶形花科(Papilionaceae,18 種/12 屬)、十字花科(Cruciferae,16種/9屬)、莧科(Amaranthaceae,12種/4屬)、旋花科(Convolvulaceae,10種/6屬)、唇形科 (Labiatae,10種/6屬)。屬、種比例分別達(dá)到45.29%和52.27%，所含種數(shù)均達(dá)到10種及以上；除禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae)為單子葉植物外，其余8科均為雙子葉植物。

表2 種子植物科、屬、種的統(tǒng)計(jì)分析

3 種子植物分布區(qū)類(lèi)型分析

3.1 種子植物科的分布區(qū)類(lèi)型

根據(jù)吳征鎰[6,7]種子植物科的分布區(qū)類(lèi)型系統(tǒng)，泗水縣濕地種子植物在科一級(jí)劃分為8個(gè)分布區(qū)類(lèi)型 (表3)，其中，世界分布30科，占總科數(shù)的32.61%；熱帶成分35科，占總科數(shù)的38.04%，包括泛熱帶分布32科、熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布2科以及舊世界熱帶分布1科；溫帶成分26科，占總科數(shù)的28.26%，包括北溫帶分布21科、東亞和北美洲間斷分布2科以及舊世界溫帶分布3科；東亞成分僅中國(guó)特有分布1科，占總科數(shù)的1.09%。

所有大型科(4科)，包括禾本科(Gramineae)、菊科 (Compositae)、莎草科 (Cyperaceae)和薔薇科(Rosaceae)均為世界分布，該類(lèi)植物常成為泗水濕地植被群落的優(yōu)勢(shì)種或建群種。

中型科(6科)除蝶形花科(Papilionaceae)為泛熱帶分布，蓼科(Polygonaceae)和十字花科(Cruciferae)為北溫帶分布外，其余3科均為世界分布，即莧科(Amaranthaceae)、旋花科(Convolvulaceae)和 唇形科(Labiatae)，其中多數(shù)種類(lèi)是草叢植被中的優(yōu)勢(shì)種或常見(jiàn)種。

小型科(10科)包含世界分布型6科，即玄參科(Scrophulariaceae)、 藜科 (Chenopodiaceae)、 石竹科(Caryophyllaceae)、千屈菜科(Lythraceae)、茜草科(Rubiaceae)和眼子菜科(Potamogetonaceae)；泛熱帶分布型 3科，即茄科(Solanaceae)、木犀科(Oleaceae)和大戟科 (Euphorbiaceae)；以及北溫帶分型1科楊柳科(Salicaceae)。

寡種科(41科)包含世界分布16科，泛熱帶分布12科，熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布3科，以及北溫帶分布11科，包括多數(shù)常見(jiàn)水生植物如睡蓮科(Nymphaeaceae)、香蒲科(Typhaceae)、澤瀉科(Alismataceae)、燈心草科(Juncaceae)、金魚(yú)藻科(Ceratophyllaceae)、茨藻科 (Najadaceae)、浮萍科(Lemnaceae)、水鱉科(Hydrocharitaceae)和雨久花科(Pontederiaceae)等，以及常見(jiàn)木本植物如木蘭科(Magnoliaceae)、松科(Pinaceae)、柏科(Cupressaceae)、懸鈴木科(Platanaceae)以及胡桃科(Juglandaceae)等。

單種科(31科)包含熱帶分布1科，泛熱帶分布16科，舊世界熱帶分布1科，北溫帶分布7科，東亞和北美間斷分布2科，舊世界溫帶分布3科以及中國(guó)特有分布1科。許多重要的木本植物如水杉(Metasequoia glyptostroboides)、銀 杏(Ginkgo biloba)、臭 椿 (Ailanthus altissima)、 榆 (Ulmus pumila)、 梧 桐(Firmiana platanifolia)、欒樹(shù)(Koelreuteria paniculata)、合歡(Albizia julibrissin)、檉柳(Tamarix chinensis)、金銀 花 (Lonicerajaponica)、 花 椒(Zanthoxylum bungeanum)等均屬于該類(lèi)群。

由此可見(jiàn)，與大型科、中型科相比，寡種科和單種科熱帶成分比重顯著增加，溫帶成分則分化更加明顯，區(qū)系組成更加多樣化。

3.2 種子植物屬的分布區(qū)類(lèi)型

根據(jù)吳征鎰[8]中國(guó)種子植物屬的分布區(qū)類(lèi)型的劃分，泗水縣濕地種子植物在屬一級(jí)分成15個(gè)分布區(qū)類(lèi)型(表3)，其中，世界分布54屬，占總屬數(shù)的19.57%；熱帶成分 (2-7型)84屬，占總屬數(shù)的30.43%；溫帶成分 (8-11型)108屬，占總屬數(shù)的39.13%；古地中海成分(12,13型)9屬，占總屬數(shù)的3.26%；東亞成分 (14,15型)21屬，占總屬數(shù)的7.60%。

世界分布屬大多數(shù)為草本，許多常見(jiàn)濕地植物群落的優(yōu)勢(shì)種或建群種，如香蒲屬(Typha)、莕菜屬(Nymphoides)、藨草屬(Scirpus)、燈心草屬(Juncus)、狐尾藻屬 (Myriophyllum)、浮萍屬 (Lemna)、紫萍屬(Spirodela)、蕪萍屬(Wolffia)等均為世界分布。

熱帶分布型中泛熱帶分布(56屬)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，占熱帶分布屬的66.67%，總屬數(shù)的20.29%。常見(jiàn)的有棗屬(Ziziphus)、牡荊屬(Vitex)、馬齒莧屬(Portulaca)、鴨跖草屬(Commelina)、大戟屬(Euphorbia)、狗尾草屬(Setaria)、狗牙根屬(Cynodon)等。

溫帶成分以北溫帶分布 (63屬)所占比例最高58.33%，其次為舊世界溫帶分布(26屬)24.07%、以及東亞和北美洲間斷分布(15屬)13.89%，三者占總屬數(shù)的比例分別為22.83%、9.42%、5.43%。其中，北溫帶分布屬主要有楊屬(Populus)、柳屬(Salix)、松屬(Pinus)和榆屬(Ulmus)等喬木樹(shù)種，葡萄屬(Vitis)和忍冬屬(Lonicera)等木質(zhì)藤本，茜草屬(Rubia)、葎草屬(Humulus)、婆婆納屬(Veronica)和薊屬(Cirsium)等一到多年生草本，以及澤瀉屬(Alisma)、慈姑屬(Sagittaria)和黑三棱屬(Sparganium)等水生植物。舊世界溫帶分布屬包括菊屬(Dendranthemaindicum)、飛廉屬(Carduus)、旋覆花屬(Inula)、鵝觀草屬(Roegneria)、菱屬(Trapa)以及檉柳屬(Tamarix)等。 木蘭屬(Magnolia)、鵝掌楸屬 (Liriodendron)、刺槐屬 (Robinia)、紫穗槐屬(Amorpha)、蛇葡萄屬(Ampelopsis)、蓮屬(Nelumbo)、菖蒲屬(Acorus)和菰屬(Zizania)等則為東亞及北美間斷分布的代表屬。

古地中海成分包括地中海區(qū)、西亞至中亞分布7 屬，如甘草屬(Glycyrrhiza)、糖芥屬(Erysimum)、牻牛兒苗屬 (Erodium)等，以及中亞分布2屬：大麻屬(Cannabis)和角蒿屬(Incarvillea)。

東亞成分(21屬)中包括東亞分布及其變型19屬，如側(cè)柏屬(Platycladus)、泡桐屬(Paulownia)、欒樹(shù)屬(Koelreuteria)、楓楊屬(Pterocarya)、芡屬(Euryale)、斑種草屬(Bothriospermum)、地黃屬(Rehmannia)、蘿藦屬(Metaplexis)等，以及中國(guó)特有分布2屬，水杉屬(Metasequoia)和銀杏屬(Ginkgo)。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，與多種屬相比，寡種屬尤其單種屬的區(qū)系地理成分分化程度更高，分布區(qū)類(lèi)型更加細(xì)致化、多樣化；同時(shí)，世界分布比重有所減小，熱帶成分和溫帶成分比重增加，溫帶成分逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)。所含種數(shù)超5種(含5種)的有5屬，除委陵菜屬(Potentilla,6種)為北溫帶分布外，其余4屬分布區(qū)類(lèi)型均為世界分布，即蓼屬(Polygonum,14種)、莧屬(Amaranthus,8種)、莎草屬(Cyperus,6種)和眼子菜屬(Potamogeton,5種)。

4 結(jié)論

4.1 種子植物種類(lèi)豐富，雙子葉植物優(yōu)勢(shì)明顯

泗水縣濕地種子植物共92科276屬440種，其中裸子植物5科6屬8種，雙子葉植物70科202屬316種，單子葉植物17科68屬116種。被子植物尤其雙子葉植物優(yōu)勢(shì)明顯。雙子葉植物以菊科(45種)、薔薇科(20 種)、蓼科(19 種)、蝶形花科(18 種)、十字花科(16種)、莧科(12種)、旋花科(10種)種類(lèi)居多，單子葉植物以禾本科(52)、莎草科(28)種類(lèi)較多。

4.2 區(qū)系地理成分復(fù)雜，具有明顯的溫帶屬性，表現(xiàn)出熱帶向溫帶過(guò)渡的性質(zhì)。

根據(jù)吳征鎰種子植物科屬分布區(qū)類(lèi)型劃分系統(tǒng)，泗水縣濕地種子植物在科一級(jí)可劃分為8個(gè)分布區(qū)類(lèi)型，熱帶成分所占比例最高38.04%，世界分布32.61%，溫帶成分28.26%，中國(guó)特有分布1.09%。 泛熱帶分布(34.78%)、世界分布(32.61%)、北溫帶分布(22.83%)，三種分布類(lèi)型共同構(gòu)成了該地濕地種子植物的主體，表現(xiàn)出熱帶向溫帶過(guò)渡的性質(zhì)。在屬一級(jí)劃分為15個(gè)分布區(qū)類(lèi)型，世界分布19.57%、熱帶成分30.43%、溫帶成分39.13%、古地中海成分3.26%以及東亞成分7.60%，所有溫帶分布類(lèi)型總比例達(dá)到49.99%，表現(xiàn)出明顯的溫帶屬性，熱帶成分與世界分布比例仍然較大。

表3 種子植物科、屬的分布區(qū)類(lèi)型