武汉东湖生态旅游风景区植物资源研究(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-06-20 08:37:54

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作者:程中平

出版社:湖北科学技术出版社

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武汉东湖生态旅游风景区植物资源研究

武汉东湖生态旅游风景区植物资源研究试读:

前言

植物是全球生态系统和生物多样性的重要组成部分。植物资源是人类社会赖以生存和发展的基础。植物资源的保护在国际上得到了广泛的共识与关注,针对植物资源面临日益匮乏、大量物种处于濒临灭绝的严峻形势,国际组织联合出台了与植物相关的公约或纲领性文件,指导全球植物资源保护。联合国缔约了《生物多样性公约(CBD)》,明确提出了“保护世界上生物多样性,促进生物多样性成分的可持续利用,规定公平分享生物多样性带来的利益”等相关事项。《濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)》规定了每个签约国必须严格控制已列出处于濒临灭绝的珍稀物种的贸易,制定了进出口管理的规范,成为濒危野生植物贸易的准则和指南。植物园保护国际(BGCI)起草了《植物园保护的国际议程(IABGC)》,为全球植物园在植物资源保护和可持续利用的研究和实践提供了可参考文件。《植物保护全球战略(GSPC)》就弄清和记录植物多样性、保护植物多样性、可持续利用植物多样性、加强对植物多样性教育和认识、构建植物多样性保护空间等方面制定了16个预期目标,为全球植物保护提供了纲领性文件。

我国对植物保护和利用也相当重视。2004年国务院办公厅下发了《关于加强生物物种资源保护和管理的通知》(国办发〔2004〕25号),强调充分认识生物物种资源保护和管理的重要性、开展生物物种资源调查、做好生物物种资源编目工作、制定生物物种资源保护利用规划等方面的工作。国家环保部为贯彻落实这一精神,联合生物物种资源保护国际联席会议成员单位共同编制了《全国生物物种资源保护与利用规划纲要》,提出了近期目标(2006—2010年),有效遏制目前生物物种资源急剧减少的趋势;中期目标(2011—2015年),基本控制生物物种资源的丧失与流失;远期目标(2016—2020年),生物物种资源得到有效保护。我国先后制定了16部与生物多样性保护相关的法律、7个行政法规以及100多个部门规章,使植物资源得到了有效保护和合理利用。

武汉市认真履行有关植物保护国际公约和严格执行国家制定的法规及政策,特别是国家将武汉市列为“资源节约型,环境友好型”两型社会建设试点城市,武汉市更是加大了植物多样性保护力度及生态环境建设步伐,先后被国家命名为“园林城市”和“森林城市”。武汉市东湖生态旅游风景区地处武汉市内,其植物资源不仅为景区的景观构建、名胜景点打造、科普旅游开放发挥了应有作用,而且,其形成的植被为生态条件改善、物种保护和资源可持续利用起到了举足轻重的作用。然而,纵观历史,对武汉市东湖生态旅游风景区范围内的植物本底调查还不全面,只是停留在对园林植物或某一区域内植物调查,而对于整个东湖生态旅游风景区,特别是东湖生态旅游风景区生态旅游风景区范围扩大及其周边区域的植物资源还未有一个全面的资料,从而对该地区的植物资源种类、区系特点、资源类型及分布特征等不能做出全面又而准确地分析,也就不能为植物资源的保存核心区划分,以及根据植物现状为景点景观建设提供理论依据。本项目正是针对以上问题提出和开展的,本书对以上各方面的内容进行了阐述,并进行了东湖生态旅游风景区植物资源编目,成为历史变迁和气候全球变化及植物演替下的本底资料,城市的植物资源保护、生态环境建设和旅游景区开发的参考文献。

本项目立项之初,笔者将建议呈送给武汉市人大常委会吕金芝副主任、武汉市人民政府尹维真副市长,两位领导看了报告后,对此项工作相当关注,分别给予批示。作为该项目具体承办单位东湖生态旅游风景区生态旅游风景区管委会的领导非常重视,在资金相当紧张的情况下,还是给予了该项工作的资助。在完成此工作前后,还有武汉市人大常委会代表工作委员会许国胜副主任,武汉市人大常委会法制委员会程一方副主任,武汉市东湖生态旅游风景区生态旅游区磨山景区毛庆山处长、晏小兰教授级高工,武汉市东湖生态旅游风景区生态旅游风景区马鞍山森林公园钟秀珍书记、张振发工程师、高立刚工程师,武汉市东湖生态旅游风景区王彬先生,武汉市园林局武慧珍原总工程师、吴克军主任,中国科学院武汉植物园领导、李建强研究员、刘涛实习研究员,以及其他还未列出姓名的朋友们给予大量帮助。正是由于各级领导的关心与指导,东湖生态旅游风景区生态旅游风景区管委会给予资金保障,各位同仁及朋友的大力支持,才较圆满地完成了任务。在此,向他们表示衷心地感谢和深深地敬意,谨以此书献给他们,并奉献关心该项工作的所有读者。

由于时间仓促、水平有限、文献资料不全,书中难免有遗漏之处,敬请读者不吝批评、指正。著者2010年11月10日

摘要

通过对武汉东湖生态旅游风景区陆生植物资源调查,以及对物种的相关数据进行统计和分析,旨在摸清该地区植物本底,探讨武汉东湖生态旅游风景区植物区系分布特征,分析植物资源类型和构成特点,对各景区及其山体,以及各山体的下坡、上坡、北坡、南坡,分别统计物种数量和植被组成,并比较人工引种对自然植物资源成分和分布的影响。该研究结果如下:(1)该区系表现的特征为植物种类丰富,全部维管植物计有142科453属819种,其中自然分布维管植物120科344属565种,虽其分布面积仅占武汉市总面积的0.96%,但植物种类却达到全市48.75%;科、属优势现象明显;特有现象不突出;分布区类型多样,地理成分复杂;温带性质明显,与其他植物区联系广泛,表现出亚热带向温带的过渡性;属于东亚泛北极分布区中国—日本亚区。人工引种和城市效应对植物区系特征造成一定影响,使得其热带成分所占比例高于同一城市的远郊区。(2)该区全部植物按分类系统分为:蕨类17科27属33种;裸子植物7科16属32种;被子植物118科410属754种。按性质和用途,划分为观赏植物、古树名木、珍稀濒危及国家重点保护植物、药用植物、材用植物、油脂植物、芳香植物、饲用植物、纤维植物九大类。对各种类型的资源植物进行了统计分析,列举了一些具有代表意义植物种类。记录了外来入侵植物的种类和分布,分析了人工引种对景区植物的生活型及各类型植物资源比例的影响,以及该区植物资源类型在武汉地区所占相应比例。该区草本及藤本高于武汉全市的平均水平,但木本植物种类比例相对较低。在自然分布植物中药用植物所占比重最大,而在人工引种植物中,观赏植物所占比重最大。(3)东湖生态旅游风景区中各景区之间进行比较,发现马鞍山森林公园、磨山景区的物种分布数量较高,物种相似度与其他区差别较大,且磨山景区人工种所占比例最大。其他景区中落雁景区、听涛景区相似性较高,自然种所占比例最大者为南望—喻家山系。各山峰自然种的比例均高于景区均值。从各山峰整体来看,物种丰富度顺序为山峰>平地,上下坡丰富度则表现为下坡>上坡,南北坡之间大致相当;各山峰以植物生活型所含种类表现为草本>乔木>灌木>藤本,上下坡分布来看,上坡的草本植物所占比例大大降低。人工引入种占其分布区域的比例为平地>下坡>上坡。

根据以上结果,提出了对东湖生态旅游风景区植物的古树名木、珍稀濒危及重点保护植物的保护策略,以及将磨山景区和马鞍山森林公园划为重点保护区,磨山景区的楚天台、朱碑亭,森林公园的马鞍山、长山、太渔山,作为核心保护区的建议,以及采取的相应保护措施。对东湖生态旅游风景区在以植物景观建设中,依其植物资源现状,开展科学引种及合理优化植物类型提出了参考意见。

关键词:武汉东湖生态旅游风景区;维管植物;植物区系;植物类型;植物分布特征;保护和利用

Abstract

The study aimed to analyse characteristics of the vascular flora, identifying the types and compositions of plant resources on the land,finding out the background and the distribution of plants in East Lake Eco -Tourism Scenic Spot in Wuhan, making comparative analyses about distribution before and after introducing species, then presenting conservation strategy. The number of species and vegetation composition were compared among the key scenic spots, hills, as well as between downhill and uphill, north and south slope. The cluster analysis was done using SPSS software. The results showed as follows:(1)Abundant in species in East Lake Eco - Tourism Scenic Spot, there were 819 species of vascular plants which belonged to 453 genera in 142 families, including 565 species of native vascular plants affiliated to 344 genera in 120 families; Dominant families and genera phenomeno were obvious, while endemic genera and species were not prominent; The areal-types were various, and geographical elements were complex; The flora had an obvious temperate feature and extensive connection with other area, and reflected the character of transferring from tropical to temperate; The flora belongs to East Asia, the Pan-Arctic distribution area, China-Japan distribution area. Artificially introducing species and Urban Heat Island effect had some impacts on flora features, and made the proportion of tropical elements higher in this scenic spot of urban districts than in the other place of suburbs around the area.(2)The flora was grouped according to different regulations, Including 33 species of pteridophyte(27 genera,17 families),32 species of gymnosperm(32 genera,16 families)and 754 species of angiosperm(410 genera,118 families)by means of systematic types; ornamental plants, old and famous trees, rare and endangered plants and wildlife under national special protection, medicinal plants, timber plants, oil plants, aromatic plants, forage plants and fiber plants on base of characters and uses. Some representative species were listed, and alien invasive plants were recorded. We also discussed the influence of introduced species with plants' life-form and compositions, and the status of plant resources in Wuhan. The results showed that the Scenic Spot shares 48.75% of the total species in Wuhan with only 0. 96% land scale of whole Wuhan. The proportion of woody plants was relatively low, while that of herbs and vines was above the average level of the city. The medicinal plants accounted for the largest proportion of native plants, while the ornamental plants came from introduced species.(3)The number of species of Ma' anshan Forest Park and Moshan Scenic Spot were higher, and the two spots had low similarity with other Scenic Spot, of which Moshan Scenic Spot had the largest proportion of species introduced. Luoyan Scenic Spot and Tingtao Scenic Spot had high similarity. Nanwang-Yujia Scenic Spot had the largest proportion of native species among five spots. The proportion of native species of the hills was higher than the mean of the Scenic Spots. On the whole, the order of species richness showed as hill> ground, downhill> uphill, approximately equal between north and south slopes. The number of species calculated in life form dis played herbs> trees> shrubs> vines, and the proportion of herbs in downhill was significantly reduced comparing to uphill. The proportion of introduced species shared total in these area displayed as ground> downhill> uphill.

According to above results, we provide protection strategy of the oldest trees, rare and endangered plants and keystone species, and nominating Moshan Scenic Spot and Ma' anshan Forest Parkas as key areas, of which the hills named as Chutiantai, Zhubeiting in Moshan Scenic Spot, and Ma' anshan, Changshan, Taiyushan in Ma' anshan Forest Park can be considered as core protected areas. Under construction of Eeas Lake scenic spot scientific introduction of plants species and reasonable optimizing of plants structure should be strengthened.

Key words:East Lake Eco -Tourism Scenic Spot in Wuhan;Vascular plants; Flora; Types of plnats; Characteristics of plants distribution; Protection and exploit第一章引言1.1景区概况

东湖生态旅游风景区地处江汉平原东部武汉市东部,毗邻长江,230° 30′~30° 36′N,114° 21′~114° 28′E。景区总面积81.68km,水域2面积32.50km。东湖生态旅游风景区内的东湖是中国最大的城中湖,并与市内的其他湖泊连通,具有良好的水系。其内的陆地以丘陵山峰为主,多为东西走向,沿湖主要山峰有磨山、马鞍山、猴山、风梦山、风筝山、大团山、南望山、喻家山、鼓架山等,年代久远,形成于侏罗纪末的造山运动。整体海拔较低,其中喻家山为武汉城区最高峰,海拔149.5m,属大别山余脉。东湖风景区以其湖山秀美,成为著名的风景名胜,对发展武汉市城市旅游、维持生态系统稳定具有重要作用。景区属亚热带湿润季风气候,雨热同期,常年雨量充沛,平均无霜期250天以上,年平均气温16.3℃。最冷月(1月)平均气温3.3℃,最热月(7月)平均气温28.0℃,年降雨量1204.5mm,全年日照时数2058.4h。景区的土壤以黄棕壤为主,并有一定面积的水稻土和潮土,土壤质地均匀,持水力好(覃逸明,2002)。1.2研究进展

风景名胜区是指具有观赏、文化或者科学价值,自然景观、人文景观比较集中,环境优美,可供人们游览或者进行科学、文化活动的区域,具有教育、科研、文化、经济、旅游、生态、环保等功能。生态旅游风景区包括向大众游客开放的风景名胜区、森林公园、历史文化名城(镇)、自然保护区、主题园等。植物资源和植物景观是生态旅游风景区中不可缺少的要素,国内已有许多风景区展开了植物资源的调查研究(郑朝宗,1990;丁炳杨,2000;金孝锋,2004;谢大军,2005;周先容,2007;李侠,2009),植物区系研究已成为掌握一个地区植被状况必须要做的工作(杨春峰,2001)。

东湖生态旅游风景区地处湖北省武汉市,是首批国家重点风景区和首批AAAA级旅游风景区,也是全国为数不多的完全位于城市内的自然风景区。1999年,覃逸明等曾对位于东湖风景区(曾用名,下同)内的马鞍山森林公园植被成分做过调查。杨心兵(2001)、龚燕兵(2004)等分别对东湖风景区内的马鞍山森林公园的植物群落和药用植物资源做过调查。以上工作,为研究东湖地区的植物资源历史及现状打下了基础,但是对于整个东湖生态旅游风景区的植被状况,尚缺乏系统全面的植物区系成分统计与分析。

从国内外的区系研究来看,多数是以城市之外的自然地理条件下的植物资源而开展的工作(丁炳杨,2000;金孝锋,2004;谢大军,2005;周先容,2007;李侠,2009),而对于现代都市,特别是在特大城市效应下,城市植物区系分布特征研究是一项重要命题,国外已有许多城市对此展开研究,如意大利的米兰、罗马、佛罗伦萨(Grapow L C et al. ,1998),瑞士的洛桑(Droz J,1997)等,而国内对于城市环境内的自然植物区系,尤其是城市环境内自然风景区的研究,基本上处于空白。

植物资源是重要的自然资源、社会资源及经济资源,与人们的生活息息相关,在生态平衡、美化环境、旅游观光、科研文化、园林建设、经济发展等各个方面都有重要作用。国内外已经有许多景区和城市开展了植物资源的研究工作,如各大名山(杨美霞,2008)、香港(林瑞芬,等,2009)、英国的Plymouth(Kent M et al.,1999)、西班牙的Almeria(Dana ED et al. ,2002)、比利时的Flanders(Cornelis J et al. ,2004)、土耳其的 Trabzon(Acar C et al.,2007)等。而东湖生态旅游风景区在植物资源的研究方面,已开展的工作较少,仅覃逸明(2002)、龚燕兵(2004)等分别对景区内马鞍山森林公园植物资源做过调查,但所涉范围较小,涉及的物种少,也未能对植物资源的类型进行全面分析。

研究植物种类和分布特征,以及人工引种对物种分布格局的影响,可为景区的原始资源保护、园林引种、景观景点建设等提供依据和指导。前人的工作仅对东湖生态旅游风景区的局部区域或某一类型植物进行了调查,对整个东湖生态旅游风景区的植物资源,尚缺乏全面可靠的资料。对于城市中自然风景区的植被调查,一般侧重描述而少见数据分析(杨学军,2000;管东生,2001;王绪平,2007),至于从植物分布特征分析,提出景区植物资源科学保护措施还未见有报道。1.3研究目的和意义

针对以上情况以及新成立东湖生态旅游风景区版图范围扩大,我们于2008年10月至2009年9月多次对东湖生态旅游风景区全范围进行实地调查。

对自然地理条件下及人工引种(含栽培种与逸生种,下同)条件下所形成维管植物区系进行了较为细致的分析,旨在探讨人工引进和逸生种及城市效应对植物区系特征的影响,该景区的植物资源类型构成,自然与人工引种条件下的植物资源成分变化,以及在武汉地区植物资源中所占地位,并提出保护利用建议。为城市内自然风景区的植物区系研究提供可参考和借鉴资料。从植物资源的角度,为从科学规划,做到核心区域严格保护、缓冲区域适当开放、旅游区域有序开发提供科学依据。第二章调查方法与统计分析2.1调查方法2.1.1 调查区域

按照自然地理特征、面积大小,将东湖生态旅游风景区划分为马鞍山森林公园、磨山景区、听涛景区、落雁景区以及南望—喻家山系5个区域。将13个主要山体和3个专类园按照地理关系划入上述5个景区(图2-1)。对上述区域自然分布物种和人工引入物种(含栽培种和逸生种)分别进行调查,并将山峰分为上坡、下坡以及山下平地三条带,对山体两侧南北坡分别统计植物种类。图2-1 东湖生态旅游风景区组成2.1.2 分类系统

根据野外调查、标本鉴定以及查阅资料(郑重,1993;傅书遐等,2001),蕨类植物按照秦仁昌分类系统,种子植物按照恩格勒分类系统进行统计,采用Patrick指数(张金屯,2005)进行物种丰富度(species richness)分析。对5个景区及13座山峰自然分布种和人工种进行对比。参照《中国植被》生活型划分系统(吴征镒,1980),将各景区及山峰的植物划分为乔木、灌木、藤本和草本四个类型,分析各植物生活型在不同地区的分布特点。2.2统计分析2.2.1 丰富度分析

将调查区域的5个景区、13个山峰,每个山峰分为上坡、下坡、山下平地三条带,以及南北两个坡向,分别进行物种统计。详细记录其自然种、人工种、全部种的丰富度,并划分为乔木、灌木、藤本和草本四个生活型,记录各生活型植物的物种丰富度。2.2.2 聚类分析

将调查区域分为5个景区、13个山峰,每个山峰分为上坡、下坡、山下平地三条带,以及南北两个坡向,分别进行物种统计,与东湖生态旅游风景区全部物种对照,按每个物种的有或无进行数字1或0的对应转换,即1代表有此物种,0则为无此物种,建立数据表,然后采用SPSS13.0软件,以自然分布物种和加入人工引种后全部物种分成两种类型,进行分层聚类分析(hierarchical cluster analysis)。聚类方法采用Ward法(Ward' s method),测量方法采用二值法欧几里得距离平方和距离(方开泰,1989;苏金明,2000;李志辉,2004)。第三章维管植物区系分析3.1维管植物科、属、种的组成分析

根据野外调查、标本鉴定以及查阅资料(郑重,1993;傅书遐,等,2001),按照秦仁昌分类系统(蕨类)和恩格勒分类系统(种子植物)进行统计,东湖生态旅游风景区共有维管植物142科453属819种(含种下分类等级,下同),其中,自然分布植物共120科344属565种,栽培和逸生植物共77科161属254种(见表3-1)。表3-1 东湖生态旅游风景区维管植物分类等级统计

全部维管植物中包含蕨类植物17科27属33种、裸子植物7科16属32种、被子植物118科410属754种(在被子植物中,双子叶植物100科323属610种,单子叶植物18科87属144种);自然植物包含蕨类植物17科27属33种、裸子植物3科7属7种、被子植物100科310属525种(双子叶植物86科238属410种,单子叶植物14科72属115种);栽培和逸生植物无蕨类,含裸子植物7科12属25种,被子植物70科149属229种(双子叶植物61科131属202种,单子叶植物9科18属27种)。可见,双子叶植物构成了东湖生态旅游风景区维管植物区系的主体。3.1.1 科的组成分析

依据所含种数的多少,将自然植物120个科划分为4个等级:单种科(仅1种)、小型科(2~9种)、中等科(10~19 种)、大科(≥20种)(见表3-2)。结果表明:小型科最多,共68科227种,占自然植物总科数的56.67%,总种数的40.18%,在自然植物区系中占有重要地位。单种科虽然科数较多(39科),占总科数的32.50%,但种数(39种)却只占总种数的6.90%,处于从属地位,另一方面也从科级水平上丰富了本区系维管植物的多样性。大科共5科,依次为:禾本科(Gramineae,44属67种)、菊科(Compositae,23属37种)、豆科(Leguminosae,20属32种)、蔷薇科(Rosaeeae,15属30种)、唇形科(Labiatae,13属21种),多为草本,均为世界分布。大科仅占本区系总科数的4.17%,但所含种数却占总种数的33.10%,科的优势现象较为明显。中等科占总科数的6.67%,总种数的19.82%,共8科,依次为莎草科(Cyperaceae,7属18种)、大戟科(Euphorbiaceae,8属17种)、蓼科(Polygonaceae,3属16种)、葡萄科(Vitaceae,4属14种)、壳斗科(Fagaceae,3属14种)、百合科(Liliaceae,6属11种)、茜草科(Rubiaeeae,6属11种)、樟科(Lauraceae,4属11种),草本、藤本、木本均有。蔷薇科(Rosaeeae)、壳斗科(Fagaceae)、樟科(Lauraceae)应为木本中的优势科。表3-2 东湖生态旅游风景区维管植物科的大小统计

栽培和逸生种隶属77科,以小型科比例最高,40科135种,科、种比例均过半数(见表3-2)。单种科也较多,计31科,占栽培种科数的40.26%,单种科和小型科的大量存在,一方面丰富了该景区的植物种类,另一方面说明人工引种范围广泛。大科共2科,分别为蔷薇科(Rosaeeae,9属22种)、菊科(Compositae,17属20种),中等科4科,依次为禾本科(Gramineae,6属12种)、豆科(Leguminosae,10属13种)、木兰科(Magnoliaceae,4属11种)、松科(Pinaceae,2属10种),大科和中等科比例较小,人工引种主要集中在一些观赏植物,如松属(Pinus,8种)、李属(Prunus,6种)、樱属(Cerasus,5种)、含笑属(Michelia,5种)等。3.1.2 属的组成分析

依据所含种数的多少,将自然植物344个属划分为4个级别:单种属(仅1种)、寡种属(2~4种)、中等属(5~9种)、大属(≥10种)(见表3-3)。单种属最多,共236属,数目超过了该区系总属数的2/3,所含种数也超过了总种数的2/5。寡种属含97属242种,占该区系总属数的28.20%,总种数的42.83%。进一步的分析表明,自然区系含1~4种的属共333属478种,占自然区系总属数的96.80%,总种数的84.60%,可见单种属和寡种属在数目上占有绝对优势,是构成自然植物区系的主要组成部分。单种属或寡种属大量存在,体现了本区系在属级水平的多样性非常丰富。大属仅有3属,分别为蓼属(Polygonum,13种)、栎属(Quercus,12种)、蒿属(Artemisia,11种)。蓼属(Polygonum)、蒿属(Artemisia)所含24种均为草本植物,栎属(Quercus)为木本植物优势属。中等属含8属,依次为槭属(Acer,9种)、胡枝子属(Lespedeza,8种)、狗尾草属(Setaria,7种)、蛇葡萄属(Ampelopsis, 6种)、大戟属(Euphorbia,6种)、悬钩子属(Rubus,5种)、蔷薇属(Rosa,5种)、冬青属(Ilex,5种)。大属和中等属数量虽少,只占自然植物区系总属数的3.20%,但所含种数却占15.40%,说明本区系优势属明显。表3-3 东湖生态旅游风景区维管植物属的大小统计

栽培和逸生种隶属161属,其中单种属计114属,占栽培属数的70.81%(见表3-3);寡种属计40属101种;单种属和寡种属合计达154属215种,占栽培植物区系属数的95.65%,种数的84.65%,是栽培区系的主体。中等属计7属39种,依次为松属(Pinus,8种)、李属(Prunus,6种)、山茶属(Camellia,5种)、樱属(Cerasus,5种)、槭属(Acer,5种)、含笑属(Michelia,5种)、箣竹属(Bambusa,5种)。无大属,优势现象不明显。在属级水平上表现了人工引种的广泛性,并对全部维管植物格局产生了一定影响,使得城市植物区系寡种属和中等属的比例有所提高。3.1.3 种的组成分析

参照《中国植被》生活型划分系统(吴征镒,1980),将东湖生态旅游风景区565种自然分布植物,254种栽培和逸生植物,共计819种维管植物划分为乔木、灌木、藤本和草本(见表3-4)。自然分布植物乔木、灌木、藤本和草本的种数分别是115种、100种、49种、301种,各占自然种总种数的20.35%、17.70%、8.67%和53.27%。其中,落叶乔木、落叶灌木的比例远高于常绿乔木和常绿灌木。草本植物超过了总种数的半数,在本区系中的优势地位非常明显。在301种草本植物中,一年生草本95种,占自然种总种数的16.81%,多年生草本208种,占自然种总种数的36.46%。王荷生(1997)认为多年生草本植物在温带植物区系中占优势,本区系多年生草本多样性丰富,超过了本区系各生活型分类群的1/3,表明本区系温带成分占优势。

此外,栽培和逸生植物的比例占到了东湖生态旅游风景区维管植物总数的31.01%。在254种栽培和逸生植物中,乔木、灌木、藤本和草本的种数依次为87种、73种、10种、84种,比例分别是34.25%、28.74%、3.94%和33.07%;常绿乔木比例接近落叶灌木,常绿灌木比例高于落叶灌木,一年生草本比例高于多年生草本,藤本植物较少。这符合人工引种的实际情况。而全部维管植物种,乔木、灌木、藤本和草本的种数依次为202种、173种、59种、385种,比例分别是24.66%、21.12%、7.20%和47.01%。栽培和逸生种虽不构成自然区系成分,但是它丰富了景区植物种类,改变了维管植物各生活型的比例,使得乔木和灌木比例有所增大而藤本和草本有所减小。表3-4 东湖生态旅游风景区维管植物生活型统计3.2地理成分统计与分析3.2.1 科的地理成分统计与分析

参照吴征镒世界种子植物科的分布区类型系统(吴征镒,2003),将东湖生态旅游风景区120科自然植物,77科栽培和逸生植物,共计142科维管植物划分为11个类型和7个变型(表3-5),归并为世界分布科(1型)、热带分布(2~7型)科、温带分布科(8~14型)及中国特有分布科(15型)四类。表3-5 东湖生态旅游风景区维管植物区系科的分布区类型和变型统计3.2.1.1 世界分布科

自然分布植物中,世界分布科共有46个,占自然植物区系总科数的38.33%,含5种以上的大科有禾本科(Gramineae,44属67种)、菊科(Compositae,23属37种)、豆科(Leguminosae,20属32种)、蔷薇科(Rosaeeae,15属30种)、唇形科(Labiatae,13属21种)、莎草科(Cyperaceae,7属18种)、蓼科(Polygonaceae,3属16种)、茜草科(Rubiaeeae,6属11种)、桑科(Moraceae,6属8种)、木犀科(Oleaceae,4属7种)、鳞毛蕨科(Dryopteridaceae, 4属6种)、茄科(Solanaceae,3属6种)、玄参科(Scrophulariaceae, 4属6种)、榆科(Ulmaceae,2属5种)。世界分布科共含207属341种,分别占自然植物总属数的60.17%和总种数的60.35%,可见世界分布科在该区系占主导地位,也显示了该区系与世界植物区系的广泛联系。

栽培和逸生植物中,世界分布科计24科,占栽培植物区系总科数的31.17%,含5种以上的大科有蔷薇科(Rosaeeae,9属22种)、菊科(Compositae,18属20种)、豆科(Leguminosae,10属13种)、禾本科(Gramineae,5属12种)、木犀科(Oleaceae,5属7种)、苋科(Amaranthaceae,3属6种)、旋花科(Convolvulaceae, 3属6种)、金缕梅科(Hamamelidaceae,3属5种)。共含82属122种,分别占栽培与逸生植物总属数的50.93% 和总种数的48.03%。除酢浆草科(Oxalidaceae)外,其他各科均可在自然种世界分布科中找到。3.2.1.2 热带分布科

自然植物热带分布科计51科,占自然植物区系总科数(除世界分布科外,下同)的69.86%。其中,泛热带分布及其变型计有43科(见表3-5),占自然植物区系科数的58.90%,可见泛热带分布及其变型构成了热带分布科的绝大部分。其次是热带亚洲和热带美洲间断分布,7科,占总科数的9.59%。热带分布科共含98属147种,其中种子植物41科含84属132种,蕨类10科含14属15种,无裸子植物。较大的科有大戟科(Euphorbiaceae,8属17种)、葡萄科(Vitaceae,4属14种)、樟科(Lauraceae,4属11种)、马鞭草科(Verbenaceae,6属8种)、天南星科(Araceae, 5属5种)、葫芦科(Cucurbitaceae,4属5种)。

栽培区系中,热带分布科 32 科,占栽培植物总科数的60.38%,低于同类型自然植物比例。其中,泛热带分布及其变型计有24科,占61.54%,仍然是热带分布科的主要成分。较大的科如芸香科(Rutaceae,2属5种)、山茶科(Theaceae,1属5种)、锦葵科(Malvaceae,5属6种)。完全为栽培,自然分布中没有的科为美人蕉科(Cannaceae)、芭蕉科(Musaceae)、胡椒科(Piperaceae)、锦葵科(Malvaceae)、罗汉松科(Podocarpaceae)、落葵科(Basellaceae)、七叶树科(Hippocastanaceae)、山龙眼科(Proteaceae)、苏铁科(Cycadaceae)、桃金娘科(Myrtaceae)、雨久花科(Pontederiaceae)、竹芋科(Marantaceae)、紫茉莉科(Malvaceae)。3.2.1.3 温带分布科

自然植物温带分布22科,占自然植物区系总科数的30.14%。北温带分布及其变型共14科,占自然植物总科数19.18%,成为温带分布的主体,其他温带分布型较少且分散。温带分布科共含38属76种,其中蕨类2科含3属6种,裸子植物3科7属7种,种子植物17科28属63种,含5种以上的科为壳斗科(Fagaceae,3属14种)、百合科(Liliaceae,6属11种)、槭树科(Aceraceae,1属9种)、忍冬科(Caprifoliaceae,3属7种)、凤尾蕨科(Pteridaceae,2属5种)。

栽培植物区系中,温带分布 20 科,占栽培植物科数的37.74%,主要成分为北温带分布及其变型,计 17 科,比例为32.08%。主要有木兰科(Magnoliaceae,4 属11 种)、松科(Pinaceae,3属10种)、柏科(Cupressaceae,3属6种)、槭树科(Aceraceae,1 属5 种)。自然分布种不含有的科为悬铃木科(Platanaceae)、红豆杉科(Taxaceae)、海桐科(Pittosporaceae)、芍药科(Paeoniaceae)、石榴科(Punicaceae)、黄杨科(Buxaceae)、牻牛儿苗科(Geraniaceae)。3.2.1.4 中国特有分布科

中国特有分布科中,自然分布科仅1科,即杜仲科(Eucommiaceae),占自然植物区系科数的1.37%,占中国特有科(8科)的12.50%。栽培植物亦有1科,即银杏科(Ginkgoaceae),占栽培植物区系的1.89%。

对于自然植物区系,除去分析意义不大的世界分布科,从科级水平看,热带成分的科数占优势,表明本区系与热带植物区系的亲缘关系,这与许多学者(吴征镒,1980;李仁伟,2002)所认同的中国亚热带地区植物区系有着很大热带亲缘的观点相一致。但是典型的热带分布科匮乏,多为以热带为分布中心,延伸到亚热带甚至温带的科;且北温带分布及其变型较为丰富,故本植物区系具有热带植物区系向温带植物区系过渡的特点。栽培植物对全部植物科的分布型比例影响不大,但是丰富了科的种类。3.2.2 属的地理成分统计与分析

依据《中国植物志》(2004)第一卷有关蕨类植物属分布区类型和吴征镒(1991;1993)关于中国种子植物属分布区类型划分系统,将东湖生态旅游风景区自然植物344属,栽培和逸生植物161属,共计维管植物453属划分为14个类型和12个变型(见表3-6),归并为世界分布属(1型)、热带分布(2~7型)属、温带分布属(8~14型)和中国特有分布属(15型)。表3-6 东湖生态旅游风景区维管植物区系属的分布区类型及变型统计续表续表3.2.2.1 世界分布属

自然植物世界分布属计有45属(含93种),占自然区系总属数的13.08%,最大的属为蓼属(Polygonum,13种),其他属均只含1~5种。栽培和逸生植物世界分布属计有17属(含24种),占栽培区系总属数的10.56%,均为单种属或寡种属。世界分布属由于生态适应幅度较广,对于反映一个地区植物区系特点意义不大,因此在统计分析时通常扣除。3.2.2.2 热带分布属

自然植物区系热带分布属计有139属,占自然分布属数(除世界分布外,下同)的46.49%。以泛热带分布为最多,共计82属,占自然分布属27.42%。许多泛热带分布属为以热带为分布中心,延伸到亚热带甚至温带,如狗尾草属(Setaria,7种)、卫矛属(Euonymus,3种)、花椒属(Zanthoxylum,3种)、乌桕属(Sapium, 1种)等,这些属的分布区可以扩展到温带,说明这些泛热带分布属具有一定的温带性质。旧世界热带分布类型及其变型是热带分布属中的第二大分布区类型,计有17属,占自然植物属的5.69%。其后依次为热带亚洲及其变型(13属),热带亚洲至热带大洋洲(13属),热带亚洲至热带非洲分布(10属),热带亚洲和热带美洲间断分布(4属),可见本区系热带分布属类型丰富,联系广泛。139个热带分布属共含214种,其中种子植物128属202种,蕨类11属12种,无裸子植物。含种数较多的属为狗尾草属(Setaria,7种)、大戟属(Euphorbia,6种)、冬青属(Ilex,5种),其余均为1~4种。

栽培植物区系热带分布属计有68属,占栽培属数的47.22%,其中数目最多的泛热带类型及其变型为28属,占栽培属数的19.44%,第二大类型为热带亚洲和热带美洲间断分布,计有16属,其他类型较为平均。除山茶属(Camellia,5种)、含笑属(Michelia,5种)外,均只含1~4种。3.2.2.3 温带分布属

自然区系温带分布属共153属,占自然分布属数的51.17%,以北温带分布和东亚分布为主。二者同为53属,各占自然分布属数17.73%,在温带分布属中处于优势地位。温带分布属共含251种,其中蕨类11属14种,裸子植物6属6种,种子植物136属231种,所含种数达到或超过5种的属为栎属(Quercus,12种)、蒿属(Artemisia,11种)、胡枝子属(Lespedeza,8种)、蛇葡萄属(Ampelopsis,6种)、蔷薇属(Rosa,5种)。在东亚分布的类型及其变型中,东亚分布29属,中国—喜马拉雅分布2属,中国—日本分布22属,分别占自然分布属数的9.70%、0.67%和7.36%。说明本植物区系更接近于日本植物区系,而不是喜马拉雅植物区系。在地史上,日本诸岛直到上新世还与我国陆地相连,第四纪海平面的升降,使日本与东亚大陆曾几度相连(刘防勋,1995),这些地史上的联系,使两地植物成分得以交流,因此本区系有着丰富的中国—日本成分。支持吴征镒将本区划为中国—日本森林植物亚区的观点(吴征镒,1979)。

栽培区系中,温带分布属共71属,占栽培和逸生植物总属数的49.31%,其中北温带分布及其变型35属,接近温带分布总数的半数,第二大类型为东亚和北美间断分布,计15属,与自然植物区系不同的是,东亚分布及其变型所占比例较小,仅8属。含5种或5种以上的属有松属(Pinus,8种)、李属(Prunus,6种)、槭属(Acer,5种)、樱属(Cerasus,5种)、箣竹属(Bambusa,5种)。3.2.2.4 中国特有分布属

自然植物区系含中国特有分布属7属,占自然植物属数的2.34%,全国特有属总数(268属)的2.61%。均为单种属,分别为秤锤树属(Sinojackia)、慈竹属(Neosinocalamus)、杉木属(Cunninghamia)、杜仲属(Eucommia)、旱莲木属(Camptotheca)、蜡梅属(Chimonanthus)、秦岭藤属(Biondia)。栽培植物区系含中国特有分布属5属,占栽培植物属数的3.47%,全国特有属总数的1.87%。全为单种属:白豆杉属(Pseudotaxus)、水杉属(Metasequoia)、金钱松属(Pseudolarix)、银杏属(Ginkgo)、拟单性木兰属(Parakmeria)。

以上分析显示,东湖生态旅游风景区自然维管植物属的类型多样,成分复杂。温带成分略占优势,且热带成分中以泛热带分布为主,体现出自然区系的亚热带性质和过渡性。栽培与逸生植物温带成分虽然温带成分也占有微弱优势,但是东亚分布型相比自然植物区系比例较小,多数分布型较为平均,且多单种属和寡种属。栽培区系161属中有109属在自然区系中没有分布,极大地丰富了东湖生态旅游风景区维管植物属的种类。3.2.3 种的地理成分统计分析

参照吴征镒(1991;1993)中国种子植物属分布区类型的划分系统,依据植物的现代地理分布(王荷生,1992),将东湖生态旅游风景区565种自然植物、254种栽培和逸生植物,共计819种维管植物划分为14个类型和3个变型(见表3-7)。归并为世界分布种、热带分布种、温带分布种以及中国特有分布种。3.2.3.1 世界分布种

自然植物区系世界分布24种,占自然植物区系总种数的4.25%。对比世界分布科和世界分布属的比例(分别为38.33%、13.08%),世界分布种的比例显著降低。栽培植物区系世界分布10种,占栽培植物区系总种数的3.94%。低于其世界分布科和世界分布属的比例(分别为31.17%、10.56%)。3.2.3.2 热带分布种

自然植物热带分布为132种,占自然植物区系总种数(不含世界分布,下同)的24.40%,比例较热带分布科和热带分布属(69.86%、46.49%)大幅降低,且以热带亚洲分布为主,计有76种(14.05%),其次是泛热带分布,计有32种(5.91%)。

栽培和逸生植物热带分布为71种,占栽培植物区系总种数的29.10%,比例降低(热带分布科60.38%、热带分布属47.22%),各型分布较均匀,泛热带分布27种,热带亚洲和热带美洲间断分布24种,热带亚洲分布14种。表3-7 东湖生态旅游风景区维管植物区系种的分布区类型和变型统计3.2.3.3 温带分布种

自然植物温带分布为258种,占自然植物区系总种数47.70%。贡献最大的为东亚分布及其变型,计158种(29.21%)。其中,中国—喜马拉雅分布计有8种(1.48%),中国—日本分布计有102种(18.85%)。从种级水平上说明本植物区系与日本植物区系更为相似,支持了吴征镒将本区划为中国—日本森林植物亚区的观点。自白垩纪以来,东亚气候相对稳定,没有经历第四纪大陆冰川毁灭性侵袭,一方面保留了很多第三纪残遗植物,同时为植物区系的演化创造了条件,使得东亚植物区系成为泛北极植物区系中植物种类最丰富、最古老的地区(祁承经,1995)。栽培和逸生植物温带分布为95种,占栽培植物区系总种数38.93%。东亚分布及其变型计41种(16.80%);北温带分布及其变型计24种(9.84%)。3.2.3.4 中国特有分布种

中国特有种分布中,自然植物151种,占自然植物区系种数的27.91%,这一比例低于华中地区和华东地区区系中国特有种的水平(74.1%;50.4%)(郑重,2006),特有现象并不突出。栽培植物78种,占栽培植物区系种数的31.97%。

对种的地理成分统计分析表明,自然植物区系热带成分(24.40%)少于温带成分(47.70%),且大部分为热带亚洲分布;温带分布种占优势,以东亚分布及其变型种数最多,是该区系最重要的成分,而中国特有分布种基本上都是温带性质的(王荷生,1992),因此,种级水平上自然植物区系的温带性质非常明显,且具有热带向温带的过渡性。栽培植物区系温带成分(38.93%)同样多于热带成分(29.10%),但各分布类型相对较为平均。3.2.4 与武汉地区、华中及华东植物区的比较2

武汉全市面积8 467.11km(含城区与郊区,下同),东湖生态旅2游风景区面积81.68km,占全市面积的0.96%;武汉共有维管植物174科,717属,1680种(黄祖国等,2006),东湖生态旅游风景区维管植物142科453属819种,占全市的科、属、种比例为81.61%,63.18%,48.75%,是武汉市植物资源最丰富的地区之一。

R/T值是植物区系中热带成分与温带成分的比值,是衡量植物区系性质的一个指标(马晓业等,2006)。东湖生态旅游风景区自然植物区系科、属、种水平的 R/T值分别为2.32、0.91、0.51(见表3-8),可见在科级水平热带成分占有明显优势,为热带性质;在属级水平温带成分占有主要地位,表现为亚热带的过渡性质;而在种级水平,热带成分少于温带成分,显现出温带性质。这种变化,是由于科、属的热带成分中含有很多泛热带类型,这些泛热带的科属有一些种延伸到了温带。栽培植物区系科、属、种水平的R/T值分别为1.60、0.96、0.75,趋于一致,但属、种水平热带成分的比例均高于自然植物区系,而由全部维管植物构成的总区系属、种水平R/T值(1.03、0.58)也高于自然植物区系。表3-8 东湖生态旅游风景区维管植物R/T值统计

按照吴征镒(1979)对中国植物区系的划分和刘防勋(1995)等对华中和华东地区范围的界定,湖北宜昌—襄樊以西属于华中植物区系,以东属于华东植物区系。武汉位于宜昌—襄樊以东,毗邻界线,如按此标准,其应属于华东植物区系。但是,对于华东和华中植物区系的划分边界存在争议,陶光复(1983)、沈显生(1986)等认为分界线在大别山的东侧,而武汉位于大别山西南,如按此标准,其应属于华中植物区系。为了确定本区系的区划地位,将东湖生态旅游风景区与武汉全市(黄祖国等,2006)、华东(刘防勋,1995)和华中(祁承经,1995)植物区系进行比较(见表3-9),来确定本区系在中国—日本森林植物亚区中的区划地位。结果显示,自然植物

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