湖南石牛寨地質(zhì)公園種子植物區(qū)系研究

湖南石牛寨地質(zhì)公園種子植物區(qū)系研究

丹霞地形是中國(guó)科學(xué)家確認(rèn)的一種獨(dú)立的地形類型。20世紀(jì)30年代，著名的中國(guó)著名考古學(xué)家陳國(guó)達(dá)教授對(duì)丹霞山和中國(guó)南部的紅石山進(jìn)行了深入研究后，以最典型的丹霞山為代表，將該土地命名為“丹霞地形”，并立即為學(xué)術(shù)界所采用。從那時(shí)起，由紅砂巖組成的這些土地被稱為丹霞地形。丹霞地貌分布區(qū),往往奇山秀水相輝映,是構(gòu)成風(fēng)景名山的一支重要類型.鑒于丹霞地貌的美學(xué)價(jià)值和地學(xué)上的意義,中國(guó)主要丹霞地貌已捆綁申報(bào)世界自然遺產(chǎn).湖南是我國(guó)重要的丹霞地貌分布區(qū),能夠形成丹霞地貌的紅層面積約占全省總面積的11.7%.湖南省平江縣境內(nèi)的石牛寨地質(zhì)公園,丹霞地貌發(fā)育典型,面積廣闊,有“百里丹霞,千年古寨”之稱.目前,對(duì)丹霞地貌植物的研究甚少,遠(yuǎn)沒有跟上旅游業(yè)發(fā)展的步伐.本文通過對(duì)石牛寨地質(zhì)公園及其周邊地區(qū)丹霞地貌植物調(diào)查,首次研究報(bào)道了湖南丹霞地貌植物,以期為丹霞地貌植物保護(hù)和旅游開發(fā)提供理論依據(jù).1石牛回園地質(zhì)公園自然概況石牛寨地質(zhì)公園位于湖南省平江縣東北部,地理坐標(biāo)為113°48′～113°59′E,27°10′～28°30′N,總面積12km2,最高海拔523m.境內(nèi)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,地層發(fā)育齊全,從元古代早期至今,隨著地殼升降運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、斷裂活動(dòng)和漫長(zhǎng)的地史時(shí)期氣候演變,從而發(fā)展成為現(xiàn)今的丹霞地貌.石牛寨地質(zhì)公園處于中亞熱帶向北亞熱帶過渡區(qū),屬濕潤(rùn)的大陸性季風(fēng)氣候,冬暖夏涼,雨量充沛,空氣濕潤(rùn),年平均氣溫為17.1℃,全年無霜期為263d.屬長(zhǎng)江流域南洞庭水系中的汨羅江分系,降水量隨季節(jié)變化明顯,平均年降水量為1470.9mm.土壤類型復(fù)雜,呈現(xiàn)出塊狀分布,大體可分為水稻土、紅壤、山地黃壤、山地黃棕壤4類.2野外調(diào)查和樣方調(diào)查調(diào)查采用傳統(tǒng)的線路調(diào)查和典型樣地調(diào)查相結(jié)合的方法.線路調(diào)查選擇植物生長(zhǎng)良好、種類豐富、地形多樣、有代表性的路線,進(jìn)行穿越式踏查,特殊生境進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)查.調(diào)查時(shí)沿途采集標(biāo)本,拍攝照片,對(duì)習(xí)見種則記錄名稱.樣方調(diào)查主要根據(jù)樣方的代表性和隨機(jī)性原則,在不同植物群落各個(gè)典型地段設(shè)置樣方,分別記錄群落物種、優(yōu)勢(shì)種、樹種高度、多度、蓋度及群落分布的環(huán)境特征.在野外調(diào)查采集獲取資料的基礎(chǔ)上,進(jìn)行標(biāo)本、照片鑒定,并查閱相關(guān)資料,整理編寫《石牛寨地質(zhì)公園野生種子植物名錄》,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行科、屬、種的統(tǒng)計(jì)和區(qū)系特性分析.3湖南含變量分布經(jīng)統(tǒng)計(jì),石牛寨地質(zhì)公園共有野生種子植物136科422屬687種(含變種),并且分布有2種湖南新記錄種.下面從植被與區(qū)系等方面進(jìn)行討論分析.3.1新的湖南省記錄3.1.1中國(guó)樹木—白鵑梅Exochordaracemosa(Lindl.)Rehd.inSarg.Pl.Wils.1:456.1913&inJourn.Arn.Arb.5:174.1924;陳嶸,中國(guó)樹木分類學(xué)492.1937;裴鑒等,江蘇南部種子植物手冊(cè)370.1959;中國(guó)高等植物圖鑒2:190.圖2109.1972.-AmelanchierracemosaLindl.inBot.Reg.n.ser.10:subt.38.1849.湖南:平江縣石牛寨,海拔200m,丘陵灌叢中,2008年5月17日,羅開文、鄧園藝080518;平江縣新橋村,海拔150m,灌叢中,2008年5月18日,羅開文照片號(hào)P1250486.分布:河南,江西,江蘇,浙江.湖南首次記錄.3.1.2engl.pflanzer.32-133LysimachiaklattianaHanceinJourn.Bot.London,16:236.1878;R.KnuthinEngl.Pflanzenr.22(Ⅳ-237):282.1905;Hand.-Mazz.inNot.Roy.Bot.Gard.Edinb.16:103.1928;中國(guó)高等植物圖鑒,3:287.圖4510.1974.湖南:平江縣石牛寨,海拔350m,疏林下、林緣路邊,2008年5月20日,羅開文、鄧園藝080524,羅開文照片號(hào)P1260061.分布:河南,湖北,江西,安徽,山東,江蘇,浙江.湖南首次記錄.3.2石牛寨地質(zhì)公園的種植3.2.1小果菌株sq指數(shù)針葉林是該區(qū)主要地帶性植被之一,分布面積較大,生長(zhǎng)于土地貧瘠、陽(yáng)光充足的地方.主要樹種為馬尾松Pinusmassoniana、刺柏Juniperusformosana、杉木Cunninghamialanceolata,馬尾松和刺柏為群落建群種.馬尾松對(duì)土壤要求不嚴(yán),能耐干旱瘠薄的土壤,是天然更新能力極強(qiáng)的樹種.刺柏耐干旱,生瘠薄巖山上.丹霞赤壁之上,巖石裸露,闊葉樹種難于生長(zhǎng),而針葉樹能節(jié)制水分蒸騰,忍耐瘠薄土壤.灌木和草本主要有肉花衛(wèi)矛Euonymuscarnosus,馬棘Indigoferapseudotinctoria,小果薔薇Rosacymosa,北江蕘花Wikstroemiamonnula,凹葉景天Sedumemarginatum,南丹參Salviabowleyana,金絲桃Hypericummonogynum,光萼茅膏菜Droserapeltatavar.glabrata.在丹霞地貌的峽谷地帶,氣候條件溫暖濕熱,土壤肥沃,馬尾松針葉林逐步演替為針闊混交林.馬尾松成為中齡林后樹冠開展,林下植被容易滋生,闊葉樹種隨之侵入,成為混交林.當(dāng)闊葉樹成長(zhǎng)起來進(jìn)入林冠后,林下更加蔭蔽,馬尾松幼苗不易生長(zhǎng),將逐步被闊葉樹取代,演替為闊葉林.喬木樹種有厚皮香Ternstroemiagymnanthera、南嶺青岡Cyclobalanopsischungii、紫果槭Acercordatum、垂枝泡花樹Meliosmaflexuosa、苦櫪木Fraxinusinsularis,灌木層主要有山胡椒Linderaglauca、翅柃Euryaalata、梔子Gardeniajasminoides、芬芳安息香Styraxodoratissimus,草本植物有大澤蘭Eupatoriumchinense、聚花過路黃Lysimachiacongestiflora、金瘡小草Ajugadecumbens,藤本植物有粉防己Stephaniatetrandra、網(wǎng)絡(luò)崖豆藤M(fèi)illettiareticulata、灰葉南蛇藤Celastrusglaucophyllus.3.2.2植物群落演替植物種類灌叢是以灌木為建群種的植被類型,組成灌叢的主要樹種具有繁殖力強(qiáng)、適應(yīng)性廣的特點(diǎn),丹霞地貌灌叢植物多喜溫暖,耐旱性較強(qiáng).灌木有細(xì)葉短柱茶Camelliamicrophylla、青灰葉下珠Phyllanthusglaucus、小葉石楠Photiniaparvifolia、山油麻Tremacannabinavar.dielsiana、滿樹星Ilexaculeolata、長(zhǎng)葉凍綠Rhamnuscrenata、野漆樹Toxicodendronsuccedaneum、映山紅Rhododendronsimsii、烏飯Vacciniumbracteatum、枇杷葉紫珠Callicarpakochiana,草本有佛甲草Sedumlineare、大葉苧麻Boehmerialongispicata、匙葉鼠草Gnaphaliumpensylvanicum、蘭香草Caryopterisincana、鴨跖草Commelinadiffusa、野百合Liliumbrownii、粉條兒菜Aletrisspicata,藤本植物有白蘞Ampelopsisjaponica、木防己Cocculustrilobus、云實(shí)Caesalpiniadecapetala、紫藤Wisteriasinensis、羊角藤M(fèi)orindaumbellatassp.obovata.當(dāng)灌叢郁閉度高時(shí),喬木樹種容易侵入,群落中已有喬木幼樹出現(xiàn),會(huì)逐步演替為喬木群落.3.2.3水生植物分類石牛寨地質(zhì)公園溝壑縱橫,起伏劇烈,峰、巖、澗為主體的奇特丹霞地貌,為沼澤和水生植物的生存繁衍創(chuàng)造了良好的條件.主要種類有睡蓮Nymphaeatetragona,三白草Saururuschinensis,堇菜Violaverecunda,空心蓮子草Alternantheraphiloxeroides,圓葉節(jié)節(jié)菜Rotalarotundifolia,茶菱Trapellasinensis,半枝蓮Scutellariabarbata,眼子菜Potamogetondistinctus,菖蒲Acoruscalamus,浮萍Lemnaminor,燈心草Juncuseffusus.野生睡蓮以前在湖南僅莽山有記載分布,后來在城步、通道等縣也有發(fā)現(xiàn),是非常稀有的水生植物.3.3石牛寨地質(zhì)公園植物區(qū)分析3.3.1世界植物分布的主要科通過調(diào)查統(tǒng)計(jì),石牛寨地質(zhì)公園共有野生種子植物136科422屬687種,為了便于統(tǒng)計(jì),將科分為以下5個(gè)等級(jí):含20種及以上的科為薔薇科Rosaceae(15屬∶26種)、蝶形花科Papilionaceae(14屬∶20種)、菊科Compositae(30屬∶47種)、唇形科Labiatae(14屬∶20種)、禾本科Gramineae(29屬∶37種),這幾個(gè)科都為世界廣布的大科,并不能體現(xiàn)本地的區(qū)系特色,但其種數(shù)占的比重大,對(duì)豐富本地植物的多樣性起著十分重要的作用,其中薔薇科、蝶形花科、菊科以溫帶分布為主,它們中的許多種類是組成該地植物群落中下層的主要成分.含10～19種的科中,蓼科Polygonaceae、?？芃oraceae、傘形科Umbelliferae、茜草科Rubiaceae、玄參科Scrophulariaceae、莎草科Cyperaceae為世界廣布科,樟科Lauraceae、山茶科Theaceae、大戟科Euphorbiaceae、葡萄科Vitaceae為泛熱帶分布科,馬鞭草科Verbenaceae為東亞及熱帶南美間斷分布科,百合科Liliaceae、殼斗科Fagaceae為北溫帶分布科,樟科、山茶科、殼斗科中的許多種為群落組成的優(yōu)勢(shì)種,蓼科、傘形科、玄參科、莎草科、百合科的植物是草本層的常見種類,葡萄科為藤本植物分布的主要科.此外,少于10種的科有118個(gè),這些科雖然種數(shù)不多,但是所占科的比重相當(dāng)大,說明了區(qū)系的復(fù)雜性,尤其是大血藤科Sargentodoxaceae、透骨草科Phrymaceae等東亞特有的寡種科,說明了植物區(qū)系的古老性.從科的分布型來看,世界廣布的科該地共有43科,占總科數(shù)的31.62%;熱帶分布科(2～7型)共61科,占除去世界廣布科總科數(shù)的65.59%;溫帶分布科(8～14型)共31科,占除去世界廣布科總科數(shù)的33.33%;中國(guó)特有的僅銀杏科Ginkgoaceae.從科級(jí)水平來看,熱帶性強(qiáng)于溫帶性,但科級(jí)范圍較大,只能說明區(qū)系間在地質(zhì)歷史上的聯(lián)系,難以客觀地反映該地植物區(qū)系性質(zhì).3.3.2分布型.呈上的分類根據(jù)吳征鎰關(guān)于中國(guó)種子植物屬的分布區(qū)類型劃分原則,將石牛寨地質(zhì)公園種子植物422屬劃分為個(gè)14分布型14個(gè)變型.其中世界分布屬共44屬,區(qū)系統(tǒng)計(jì)時(shí)除去不計(jì);熱帶分布屬(2～7型)共176屬,占總屬數(shù)的46.56%;溫帶分布屬(8～14型)共192屬,占總屬數(shù)的50.79%;中國(guó)特有(15型)共10屬,占總屬數(shù)的2.65%.總之,石牛寨地質(zhì)公園植物區(qū)系總的性質(zhì)以溫帶分布屬略占優(yōu)勢(shì).3.4石牛寨地質(zhì)公園的特征3.4.1屬區(qū)域內(nèi)所分布的屬?gòu)目频姆植夹蛠砜?熱帶分布科共61科,占65.59%;溫帶分布科共31科,占33.33%.從屬的分布型來看,熱帶分布屬共176屬,占46.56%;溫帶分布屬共192屬,占50.79%.而與其毗鄰的幕阜山,熱帶分布的科占62.83%,熱帶分布的屬占44.44%.這一方面是由于幕阜山海拔較高,另一方面是由于丹霞地貌對(duì)植物區(qū)系的影響明顯,石牛寨地質(zhì)公園巖石裸露,溝壑縱橫,起伏劇烈,小氣候封閉,濕熱條件優(yōu)越,使得植物區(qū)系相對(duì)于其地理位置來說,熱帶性成分所占的比重有所偏大.3.4.2石牛充公園的旱生植物多利用自然生物生長(zhǎng)環(huán)境,豐富植物種類、豐富植物種類,可促進(jìn)生態(tài)水旱生植物是一群能較長(zhǎng)期在嚴(yán)重缺水地區(qū)生長(zhǎng)的耐旱植物,它有發(fā)達(dá)的旱生形態(tài)與旱生生理相適應(yīng),可在不易獲得水分的環(huán)境(如沙漠、巖石表面、凍土、酸沼或鹽漬化土壤)里生長(zhǎng).石牛寨地質(zhì)公園丹霞地貌發(fā)育典型,山塊離散,奇峰突起,風(fēng)化殼較薄,土壤養(yǎng)分較少,而其頂平、身陡的奇特地質(zhì)特征,為旱生植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件.石牛寨地質(zhì)公園旱生植物有卷柏Selaginellatamariscjna、刺柏、馬尾松、珠芽景天Sedumbulbiferum、凹葉景天、佛甲草、垂盆草Sedumsarmentosum、中華繡線菊Spiraeachinensis、火棘Pyracanthafortuneana、樸樹Celtissinensis、銅錢樹Paliurushemsleyanys、黃連木Pistaciachinensis、球核莢艸迷Viburnumpropinquum、蝴蝶花Irisjaponica等,它們對(duì)保護(hù)、改造石牛寨地質(zhì)公園自然環(huán)境,維護(hù)生態(tài)平衡發(fā)揮了重要作用.丹霞峭壁之上,土層瘠薄,喬木樹種刺柏、馬尾松耐干旱瘠薄,根系發(fā)達(dá),防止了水土流失.草本類卷柏、佛甲草、蝴蝶花等能涵養(yǎng)水源,蓄水保濕,這有利于其他植物生長(zhǎng),豐富了植物種類,美化了景區(qū)環(huán)境.3.4.3藤本植物應(yīng)用藤本植物是一類生活型十分特殊的類群,不能單獨(dú)直立,須借助于其它植物或支持物的支持才能生長(zhǎng)到一定高度,在高度和長(zhǎng)度上具有靈活及卓越的生長(zhǎng)能力并占居一定空間.藤本植物不僅是森林結(jié)構(gòu)中重要的外貌特征,也是影響群落動(dòng)態(tài)的重要因素,在生存競(jìng)爭(zhēng)以及演化上具有卓越的表現(xiàn).石牛寨地質(zhì)公園群峰突起,奇峰峭壁利于藤本植物