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南长山岛种子植物区系研究

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  • 更新时间2015-09-22
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马成亮,宋桂全

(潍坊学院生物与农业工程学院/山东省高校生物化学及分子生物学重点实验室,山东 潍坊 261061)

摘要:调查研究发现南长山岛有种子植物80科286属482种,并发现2个新变种。南长山岛地理成分复杂,区系类型多样,现有286个属,可分为15种分布型,482种分为14种分布型。本研究在区系地理成分分析的基础上得出本地区具有以下几个特点:1)植物种类丰富,温带成分优势明显,热带成分比例较大;2)分布类型多样,地理成分复杂,显示出多方植物交汇的特点;3)区系成分具有一定的古老性,单种属成分较多,区系的特有程度较低;4)在种级水平上,东亚分布占优势,中国特有种现象较为明显;5)与山东半岛和辽东半岛的关系为,南长山岛与山东半岛一致性很高,而与辽东半岛有一定的差异;6)种的生活型组成为高位芽植物、地面芽植物和一年生植物优势明显,隐芽植物和地上芽植物占的比例较少。

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关键词 :种子植物;区系;南长山岛

中图分类号:Q948.5 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)01-0059-03

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.01.014

Flora of Seed Plants in Nanchangshan Island

MA Cheng-liang,SONG Gui-quan

( Biological and Agriculture Engineer College, Weifang University/Key Laboratory of Biochemistry and Molecular Biology in University of Shandong, Weifang 261061, Shandong, China)

Abstract: There are 482 species belonging to 80 families and 286 genera, and two varieties are newly found. The flora is complex in geographical elements, with 15 types of 286 genera and 14 types of 482 species. Based on analyzing the geographical elements of the flora, the species of plants were rich and the temperate elements were obviously dominant. The proportion of tropical elements was higher. The flora was diverse in distribution types and complex in geographical elements. The characters that the flora connects widely with others were advented. The flora had a certain old origin and a certain low in endemicity with a good number of monospecific genus. At the species level, the East Asia was dominant. The Endemic to china phenomenon was obvious. The relationship between Shandong Peninsula and Liaodong Peninsula, Nanchangshan island and Shandong peninsula was highly consistent. There were some differences with the Liaodong Peninsula. The life-form composition on species was that Ghanerophytes, Hemicrytophytes and Therophytes was doninant. Cryptophytes and Chamaephytes accounted for the less.

Key words: seed plants; flora; Nanchangshan island

收稿日期:2013-12-23

基金项目:山东省自然科学基金项目(Y2008D06)

作者简介:马成亮(1964-),男,山东昌邑人,教授,博士,主要从事植物分类学及生态学的教学与研究工作,(电话)13176720817(电子信箱)

13176720817@126.com。

1 南长山岛自然条件概况

南长山岛位于长岛县的南端,地理坐标为37°55′N,120°44′E。最长处为7.22 km,最宽处为4.00 km,岛屿面积为12.8 km2,岛岸线长20.02 km,是山东省最大的岛屿。岛上最高海拔为156.1 m的黄山,南距蓬莱角7.0 km,北距北长山岛1.1 km。南长山岛位于烟台市长岛县南长山镇,小岛周边有两处码头、4处港口,还有大片海产品养殖区。该岛土壤分为棕壤土、褐土和潮土3类,下分6个亚类、7个土属、11个土种。南长山岛属亚洲东部季风区大陆性气候,大陆度为52.3%。因受冷暖空气交替的影响,加之海水的调温作用春季风大回暖晚,夏季雨多气候凉,秋季干燥降温慢,冬季风频寒潮多。该岛历年年平均降水日数为80 d,历年年平均降水量为555.5 mm。其中春季占14%,夏季占59%,秋季占22%,冬季占5%。南长山岛内的降水,由南向北呈递减趋势,年度相差在100 mm以内。自上世纪70年代后,多出现春旱,也间或出现夏旱和秋旱,年降雨量趋向减少。年平均相对湿度为67%。该岛年平均霜日121.1 d。南长山岛主要植被类型有黑松林、刺槐林、麻栎林、黑松-刺槐-栎林、柽柳和紫穗槐灌丛、荆条-酸枣-黄背草灌草丛及盐生和沙生植被等[1-3]。

2 南长山岛种子植物区系分析

2.1 植物区系的含义

植物区系是植物区系地理学的研究对象。植物区系(flora)是某一地区,或者某一时期,某一分类群,某类植被等所有植物种类的总称[2,4]。如世界植物区系,中国植物区系等。植物区系是自然形成物,是植物界在一定自然地理环境,特别是自然历史条件综合作用下,长期发展演化的结果。它是生物圈的主要组成,生态系统中能量交换和物质循环的第一生产者和最活跃积极的因素。它以种群方式存在,组成各地植被的实体,是自然地理环境的反映及环境变迁的鉴证或依据[4]。

具体植物区系是植物区系地理学研究的基本单位,即以植物种为单位集合起来的许多个体或居群的实体。其特点为在一定有限区域内植物种类组成的统一性,并且与其他具体植物区系有明显区别,其表现面积一般至少为100 km2以上,或者至少包含一个特有种。

2.2 南长山岛种子植物区系分析

2.2.1 种子植物区系的多样性 南长山岛种子植物种类丰富,初步统计有80科286属482种(含种下分类群)。其中裸子植物2科2属3种;被子植物78科284属479种。发现了2个新变种,无刺花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim.var.inermis(C. L.Ma et Z. P.Xie))和白花绵枣儿(Scilla scilloides(Lindl.) Druce var. albiflorus C.L.Ma)。

2.2.2 南长山岛种子植物属的分布区类型分析 属是由种组成的自然群。属在分类学上所包含的种类常具有同一起源和相似的进化趋势,其分类特征也相对稳定,占有比较稳定的分布区,同时在进程中随地理环境的变化而发生分化,有着比较明显的地区性差异。将15个分布区归并为5大类[4](世界分布l,热带分布2-7,温带分布8-11,古地中海12-13,东亚分布14,中国特有分布15),如表1所示。

在15个分布区类型中南长山岛植物属的分布区类型皆有,说明南长山岛植物区系的地理成分是复杂的。从南长山岛植物区系各分布区类型所占的比例来看,除去世界分布的50属,剩下的236属,属于热带分布的为83属,占33.1%(百分比不包括世界分布属,下同),即热带类型的植物占南长山岛种子植物的1/3左右。属于温带分布为133属,占56.8%;属于古地中海成分的为5属,占2.1%;属于东亚分布的为16属,占6.8%。中国特有成分仅有3属。显示出南长山岛植物区系的温带植物属占大多数,反映出本地区区系的温带性质;其次为热带分布的属,这又说明该区系具有一定的热带亲缘。本区系含有一定数量的世界性单型属(仅含1种)和少型属(含2~5种),这些属大多表现为分类上的孤立性和演化上的原始性。单型属有侧柏属(Platycladus)、刺榆属(Hemiptelea)、鹅肠菜属(Malachium)、紫筒草属(Stenosolenium)、水棘针属(Amethystea)、透骨草属(Phryma)、泥胡菜属(Hemistepta)等11属;少型属有木通属(Akebia)、诸葛菜属(Orychophragmus)、阴行草属(Siphonostegia)、夏至草属(Lagopsis)、鸡眼草属(Kummerowia)等21属,两者共计32属,占区系总属数的13.6%,这反映了本植物区系具有古老性[5,6]。

2.2.3 南长山岛种子植物种的分布区类型分析 根据王荷生等[5]关于种的分布区类型的划分方法,可将南长山岛种子植物划分为14个分布区类型、见表2。从表2可以看出,东亚分布种(共174种、占总种数的38.7%)在该区系中占有明显优势;温带亚洲分布(85种、占总种数的18.8%)亦具相当优势,所占比例较高;中国特有种(66种、占总种数的14.7%),可见该区系在种级水平上的特有现象较为明显;中国特有种包括山东省的特有植物和南长山岛特有植物[7]:长冬草(Clematis hexaetala var. tchefouensis)、宽蕊地榆(Sanguisorba applanata)、紫花补血草(Limonium franchetii)、单叶蔓荆(Vitex trifolia var. simplicifolia)、无刺花椒(Zanthoxylum bungeanum var. inermis)、白花绵枣儿(Scilla scilloides var. albiflorus )等。从总体看,各类温带成分(共364种,占总种数的80.8%)在该区系中占有显著优势,充分显示了该区系的温带特征。

2.2.4 南长山岛与邻近半岛属的相似性比较 植物区系间的相似性比较一直是植物地理学家感兴趣的问题之一,也提出了若干比较区系间相似性的方法[8],来探讨区系间的关系。本研究参照宋葆华等[9]相似性系数的比较。相似性系数=甲、乙两地共有属数(种数,不包括世界分布属、种)/甲地属数(种数,不包括世界分布属、种)。从表3可看出,南长山岛与山东半岛的相似性系数高,高达98.3%,而与辽东半岛的相似性系数低,为87.3%,这说明南长山岛与山东半岛植物分布的一致性高,与辽东半岛植物的分布存在一定的差异;这一结果支持鲁法军等[10]研究的观点:山东半岛和辽东半岛不应属于同一亚地区,辽东半岛植物小区划归到华北山地亚地区,原辽东、山东丘陵植物亚地区改为山东丘陵植物亚地区[5,6]。

2.2.5 南长山岛种子植物种的生活型分布 南长山岛共有野生种子植物482种,按照目前普遍采用的Raunkiear系统,将生活型分为5类:高位芽植物(Ph)172种,占总数的35.6%;地上芽植物(Ch)34种,占7.1%;地面芽植物(H)135种,占28.1%;隐芽植物(Cr)(或地下芽植物G)45种,占9.3%;一年生植物(Th)96种,占19.9%。结果表明,庙岛群岛种子植物的生活型是高位芽植物、地面芽植物和一年生植物优势明显;隐芽植物和地上芽植物占的比例较少;这与南长山岛属于典型的暖温带植被类型和其气候特点是一致的。

3 小结与讨论

1)南长山岛种子植物种类丰富。根据调查统计,种子植物有80科286属482种,其中裸子植物2科2属3种;被子植物78科284属479种。发现了2个新变种,无刺花椒和白花绵枣儿。

2)南长山岛植物区系成分复杂,特有现象不明显。此地区南北植物交汇,具有复杂区系成分。各种成分相互渗透,热带、亚热带及跨区分布的也占有一定比例,尤其热带分布属所占比例较全国同型属所占的比例低,为33.1%。这些热带分布型属中以泛热带分布属占主导,占总属数的21.2%,比同型属所占比例高,虽然缺乏典型的热带科属,但也拥有大量古热带起源的科属,显示出明显的热带亲缘。属特有现象不明显,而中国特有种较为丰富。

3)南长山岛植物区系的温带特征明显。本地区温带分布属所占比例较全国同型属所占比例高,为56.8%,优势现象明显;从种的分布类型成分来看,也证明了这一点。

4)具有一定的古老性。这与东亚植物区系的本质特征是一致的,世界性单型属和少型属占区系总属数的13.6%,它们多为演化上比较原始的类群。

5)南长山岛与邻近半岛的关系。与山东半岛和辽东半岛的关系为:南长山岛与山东半岛一致性很高,而与辽东半岛有一定的差异。

6)南长山岛种子植物种的生活型分析。南长山岛种子植物种的生活型为高位芽植物、地面芽植物和一年生植物优势明显;隐芽植物和地上芽植物占的比例较少。

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(责任编辑 张 毅)