貴州施秉白云巖喀斯特地區(qū)生物物種資源調(diào)查與分析

貴州施秉白云巖喀斯特地區(qū)生物物種資源調(diào)查與分析

地下水生境具有土壤覆蓋不連續(xù)、土壤平坦、土壤蓄水性差、地表干燥等特點，不利于植被的生長。因此，喀斯特天然林的分布非常有限。加之近數(shù)十年人口劇增,盲目擴(kuò)大耕地,對喀斯特生態(tài)環(huán)境的破壞較為嚴(yán)重,使喀斯特森林留存較少。貴州省地處世界三大連片喀斯特發(fā)育區(qū)之一的東亞片區(qū)中心,喀斯特面積為13萬km2,占全省土地總面積的73%。由于貴州處于長江和珠江上游分水嶺地帶,區(qū)內(nèi)山高坡陡,水流湍急,加之森林植被不足和人為活動的干擾影響,水土流失極為嚴(yán)重,進(jìn)而森林植被更遭破壞。黔東南施秉白云巖喀斯特地區(qū)屬連片的喀斯特天然林地,成為目前貴州省乃至全國少數(shù)較為原始的喀斯特生態(tài)區(qū)的主要代表。中國南方喀斯特第二批提名預(yù)選地施秉白云巖喀斯特地區(qū)展示了重要且正在進(jìn)行的生物和生態(tài)演化過程,植被自然演替達(dá)到頂級階段。該區(qū)特殊的自然地理條件,賦予了生物多樣的生境類型,孕育了豐富的物種多樣性,保存和發(fā)育了大面積的原生森林植被和多樣化的生態(tài)系統(tǒng),是中國南方亞熱帶喀斯特森林植被保存較完好、動植物種類較為復(fù)雜的地區(qū)之一,是一處十分珍貴的物種基因庫,對于探究白云巖喀斯特地區(qū)生物和環(huán)境演化具有重要的保護(hù)和科學(xué)研究價值。該區(qū)發(fā)育于寒武紀(jì)白云巖上,具有典型而完整的白云巖喀斯特地貌,不僅是中國南方喀斯特地區(qū)的白云巖喀斯特的代表,而且在全球熱帶-亞熱帶地區(qū)白云巖喀斯特分布上具有代表性,其白云巖喀斯特地貌上保留的森林生態(tài)系統(tǒng)也比較完整,自然環(huán)境保存比較完好,有潛力對整個中國南方喀斯特生態(tài)作出較重要的補(bǔ)充。2007年6月,“中國南方喀斯特”第一批提名地——云南石林、貴州荔波和重慶武隆通過聯(lián)合國教科文組織的論證,正式列入《世界遺產(chǎn)名錄》,使貴州實現(xiàn)了世界自然遺產(chǎn)零的突破,推動了貴州社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤其是旅游業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但由于第一批遺產(chǎn)地并不能完全代表“中國南方喀斯特”的特征與價值,加之其尚未包括較純的白云巖喀斯特,因此,本研究從生態(tài)和生物演化過程及生物多樣性的角度分析施秉白云巖喀斯特在中國南方喀斯特體系中的地位,發(fā)掘其世界遺產(chǎn)價值。1施慕白云巖石地帶中國南方喀斯特第二批提名預(yù)選地施秉白云巖喀斯特地區(qū)位于貴州省東部的施秉縣,其邊界與氵舞陽河國家級風(fēng)景名勝區(qū)的云臺山景區(qū)–杉木河景區(qū)–生態(tài)水源涵養(yǎng)區(qū)的邊界完全重合,介于108°06′00″～108°07′12″E,27°12′00″～27°10′12″N之間,面積為10280ha,緩沖區(qū)面積18015ha,總面積28295ha。該區(qū)地處長江流域沅江水系氵舞陽河中游地區(qū),主要包括完整的杉木河水系和瓦橋河水系,同時匯入氵舞陽河。該地區(qū)的地貌發(fā)育演化是世界上少有的一個熱帶、亞熱帶喀斯特上升發(fā)育的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和演化序列,位于黔中山地向湘西丘陵過度的斜坡上,為黔中中山區(qū),地勢由西、西北向東、東南部逐漸降低,平均海拔526m左右,最高海拔1869m,最低海拔486m,山脈走向與構(gòu)造線一致,多呈北東、北北東走向,是一個深受河流切割的亞熱帶喀斯特高原。施秉白云巖喀斯特地區(qū)位于中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū),具有春暖夏涼、四季如春、降水豐沛的中亞熱帶山地濕潤氣候特點。1月平均氣溫為6.4℃,7月平均氣溫為26.6℃,年平均氣溫16℃,氣溫年較差20.2℃;年平均降水量1220mm,集中分布在4～10月,年日照時數(shù)1195.4h,日照百分率27%,太陽輻射年總量為9.26×106kw/m2。區(qū)域內(nèi)地形崎嶇,氣候濕潤溫和,人為干擾少,水質(zhì)潔凈,森林茂密,生境多樣,生物種類繁多。2調(diào)查和鑒定動植物種類從2007年到2010年,本研究的野外工作按生物生長周期分多次進(jìn)行,線路調(diào)查和樣地調(diào)查相結(jié)合,記錄所見動植物種類,選擇性地采集有代表性的種類以及不能確切鑒定的種類,通過查閱相應(yīng)的分類工具書或文獻(xiàn)、專著鑒定其種類。3結(jié)果與分析3.1魚類豐富,物種豐富施秉白云巖喀斯特地區(qū)峰巒疊障,地形復(fù)雜,小生境類型多樣,良好的生態(tài)環(huán)境和特殊的地理位置,使其成為地理演變過程中許多動植物的“天然避難所”,物種資源極其豐富。該區(qū)共分布有高等植物1352種,其中苔蘚植物50科286種,蕨類植物25科127種,裸子植物7科22種,被子植物131科917種。該區(qū)有脊椎動物298種,其中魚類17科(包括亞科)49種,兩棲類6科14種,爬行類10科30種,鳥類41科(包括亞科)160種,哺乳類19科45種。此外,提名地還分布有豐富的藍(lán)藻、昆蟲和洞穴動物。3.2紅色名片的動植物施秉白云巖喀斯特地區(qū)的高等植物中,列入中國物種紅色名錄的有70種,其中極危(CR)3種,瀕危(EN)6種,易危(VU)30種,近危至易危(NT/VU)15種,近危種(NT)2種,無危(LC)14種,受到嚴(yán)重威脅的植物共計39種,占總數(shù)的55.71%;列入IUCN紅色名錄的有16種,其中極危(CR)1種,瀕危(EN)2種,易危(VU)5種,低危至近危(LR/NT)5種,低危至保護(hù)依賴(LR/cd)1種,缺乏數(shù)據(jù)(DD)2種;列入瀕危野生動植物國際貿(mào)易公約(CITES)的植物有26種,其中附錄I1種,附錄II24種;列入國家重點保護(hù)植物名錄的植物有15種,其中I級保護(hù)植物2種,II級13種(圖1,圖2)。這些植物主要包括銀杏(Ginkgobiloba)、南方紅豆杉(Taxusmairei)、穗花杉(Amentotaxusargotaenia)、鵝掌楸(Liriodendronchinense)、香果樹(Emmenopteryshenryi)、白芨(Bletillastriata)等。3.3危險性動植物國際貿(mào)易施秉白云巖喀斯特地區(qū)的脊椎動物,列入中國物種紅色名錄的有243種,其中極危(CR)2種,瀕危(EN)11種,易危(VU)26種,近危至易危(NT/VU)16種,近危(NT)1種,無危(LC)187種,受到嚴(yán)重威脅的物種達(dá)38種;列入IUCN紅色名錄的有21種,其中瀕危(EN)2種,易危(VU)9種,低危至近危(LR/NT)8種,低危至保護(hù)依賴(LR/cd)1種,缺乏數(shù)據(jù)(DD)1種;列入瀕危野生動植物國際貿(mào)易公約(CITES)的動物有41種,其中附錄I有9種,附錄II有28種;列入國家重點保護(hù)動物有35種,其中I級保護(hù)動物5種,II級30種(圖3,圖4)。這些動物包括云豹(Neofelisnebulosa)、黑頸長尾雉(Syrmaticushumiae)、白頸長尾雉(Syrmaticusellioti)、獼猴(Macacamulatta)、藏酋猴(Macacathibetana)、穿山甲(Manispentadactyla)、林麝(Moschusberezovskii)、鬣羚(Capricornissumatraensis)、斑羚(Naemorhedusgoral)等珍稀種類,其中獼猴種群數(shù)量較大,估計有300～400只左右。3.4陸相古地理參照吳征鎰和王荷生關(guān)于中國植物區(qū)系地理成分的劃分方案,該研究區(qū)種子植物屬的地理分布除缺少中亞分布式外,其余14種分布型都不同程度具有。以溫帶成分占優(yōu)勢(占51.46%,其中又以北溫帶分布為主體),熱帶(亞熱帶)分布次之,占46.52%,中國特有分布也具有一定數(shù)量,占1.80%。植物區(qū)系具有溫帶與熱帶亞熱帶區(qū)系并重的特色。該區(qū)分布有脊椎動物298種,其中陸生脊椎動物249種。陸生脊椎動物有11種分布型,以東洋型和南中國型占優(yōu)勢,分別占陸生脊椎動物總種數(shù)的39.02%和23.34%。古北型和廣布型也具有一定數(shù)量,分別為10.45%和8.36%。區(qū)系分析表明,該區(qū)陸生脊椎動物的分布表現(xiàn)了亞熱帶特點。該區(qū)共有高等植物1352種,其中有眾多的古老、孑遺成分,如有起源古老的裸子植物7科16屬22種,其中穗花杉(Amentotaxusargotaenia)、黃杉(Pseudotsugasinensis)、黃山松(Pinustaiwanensis)、馬尾松(Pinusmassoniana)等種群數(shù)量較大,幾乎遍布每一山體頂部,并成為喀斯特錐峰森林的優(yōu)勢樹種。一些古近紀(jì)前的古老種類如羅漢松科的羅漢松屬(Podocarpus)、三尖杉科的三尖杉屬(Cephalotaxus)、紅豆杉科的紅豆杉屬(Amentotaxus)等在該區(qū)都有分布。中國特有屬有10屬,包括水青樹屬(Tetracentron)、大血藤屬(Sargentodoxa)、杜仲屬(Eucommia)、銀杏屬(Ginkgo)、香果樹屬(Emmenopterys)、臘梅屬(Chimonanthus)、杉木屬(Cunninghamia)等。這些中國特有屬多為起源古老、形態(tài)上特殊的單型屬和少型屬,多屬于西南組和華中–華東組,表明本區(qū)是西南、華東植物區(qū)系的交匯點。再加上本區(qū)擁有較多數(shù)量的單型屬與少型屬,如防己屬(Sinomenium)、飛龍掌血屬(Toddalia)等單型屬和杉木屬(Cunninghamia)、金線草屬(Antenoron)等少型屬,表明該區(qū)區(qū)系具有古老殘遺的特性,具有重要的科研和保護(hù)價值。在喀斯特地貌中并非都是巖石裸露、缺土少水之地,也有洼地、漏斗區(qū)形成的濕潤、土層深厚的環(huán)境,局部地區(qū)還形成喀斯特沼澤、濕地等特殊環(huán)境。這些類型各異的環(huán)境,孕育了不同的植被類型,該區(qū)有針葉林、針闊混交林、常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、竹林、灌叢等8個森林植被型組,61個群系;根據(jù)動物適應(yīng)環(huán)境的特點,大致將研究區(qū)內(nèi)的動物群落劃分為溪河動物群、河谷蘆竹與河灘灌叢動物群、森林動物群、竹林動物群、巖岸動物群、灌叢灌草叢動物群、農(nóng)田村寨動物群和洞穴動物群等8個群落類型。3.5石漠化地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)及其動植物多樣性世界自然遺產(chǎn)(ix)條評價標(biāo)準(zhǔn):反映陸地、淡水、海岸、海洋生態(tài)系統(tǒng)和動植物群落正在進(jìn)行的重要的生態(tài)和生物演化過程的杰出范例。該區(qū)的森林植被系統(tǒng)具有典型的過渡性和特有性,是亞熱帶常綠闊葉林區(qū)域中的濕潤常綠闊葉林與半濕潤常綠闊葉林過渡帶,也是從低海拔到中等海拔的過渡。植被類型在地帶性頂級–亞熱帶常綠闊葉林的基礎(chǔ)上孕育了由巖性和地形共同影響的亞熱帶常綠落葉闊葉混交林,亞熱帶暖性針葉林、針闊混交林、亞熱帶山地常綠硬葉林等土壤–地形頂級群落。研究區(qū)內(nèi)的古老孑遺植物是地理環(huán)境變遷的記錄。該區(qū)擁有起源古老的裸子植物7科16屬22種,其中黃杉、穗花杉、南方紅豆杉、黃山松等種群數(shù)量較大,甚至成為喀斯特錐峰森林的優(yōu)勢樹種。一些第三紀(jì)前的古老種類如羅漢松科的羅漢松屬、三尖杉科的三尖杉屬等在施秉喀斯特森林中都有分布。該區(qū)特有的喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)展示了重要的、正在進(jìn)行的生物生態(tài)過程。由于位于喀斯特地區(qū),長期的地質(zhì)、地理演化形成了缺土、少水、富鈣的生態(tài)環(huán)境,這一區(qū)域的生物逐漸形成對生態(tài)環(huán)境適應(yīng),表現(xiàn)出典型的旱生性、石生性和適鈣性等生態(tài)特性,不僅成為一個典型和特殊的生態(tài)系統(tǒng),而且也展示了這種土壤、氣候條件下正在進(jìn)行的生物生態(tài)過程。研究區(qū)內(nèi)典型的旱生性、石生性和適鈣性等生態(tài)特征,形成了特殊、典型的亞熱帶喀斯特生態(tài)系統(tǒng)。其典型性主要表現(xiàn)在該喀斯特生態(tài)系統(tǒng)的完整性上,包括其外貌組成和結(jié)構(gòu)的完整,以及該系統(tǒng)的原始性和自然性。其在漫長的歷史演化過程中經(jīng)過一系列的生態(tài)過程,形成典型的旱生生態(tài)演替系列,其頂級群落為各類喀斯特森林,它是世界森林中的特殊類型,且以其面積寬廣、分布集中連片、原生性強(qiáng)、相對穩(wěn)定等特點成為世界森林中最珍貴、罕見的自然遺產(chǎn),在世界森林植被中占有重要地位。在白云巖喀斯特和喀斯特溝谷內(nèi)是中性至弱堿性石灰土,生境高度異質(zhì)化,白云巖特有的物理風(fēng)化與化學(xué)風(fēng)化同時進(jìn)行的特性,山峰高聳,溝谷深切,使植被分布呈現(xiàn)出明顯的地形分異,山體約750m以下,為常綠闊葉林,以殼斗科、樟科、木蘭科植物為主;在部分喀斯特錐峰或山脊地帶,還分布有喀斯特針葉林,以黃山松、馬尾松為明顯優(yōu)勢種,其他組成種類如蓖子三尖杉(Cephalotaxusoliveri)、穗花杉等珍稀物種具有區(qū)域代表性。因此,施秉白云巖喀斯特地區(qū)基本能反映陸地、淡水、海岸、海洋生態(tài)系統(tǒng)和動植物群落正在進(jìn)行的重要的生態(tài)和生物演化過程的杰出范例,基本滿足世界自然遺產(chǎn)(ix)條評價標(biāo)準(zhǔn)。世界自然遺產(chǎn)(x)條評價標(biāo)準(zhǔn):包含就地保護(hù)生物多樣性最重要和顯著的自然棲息地,包括從科學(xué)和保護(hù)的角度看具突出普遍價值的瀕危物種的棲息地。提名地具有森林、水域、懸崖、洞穴、農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng),森林面積大,植被覆蓋率高,生境異質(zhì)性強(qiáng),人為影響小,環(huán)境質(zhì)量好,為多種動植物提供了很好的棲息環(huán)境,自然生態(tài)系統(tǒng)保持原始性、適應(yīng)性和完整性特征。與鄰近地區(qū)和國內(nèi)外其他喀斯特區(qū)生態(tài)系統(tǒng)比較,提名地?fù)碛休^高的生物多樣性。施秉提名地已知有高等植物1352種、脊椎動物298種,其中列入IUCN紅色名錄(37種)、瀕危野生動植物國際貿(mào)易公約(67種)、中國物種紅色名錄(313種)、中國國家重點保護(hù)野生動植物(50種)等保護(hù)屬性的珍稀瀕危野生動植物320種,具有重要的保護(hù)價值。以南方紅豆杉、穗花杉等為代表的古植被豐富,且南方紅豆杉、穗花杉、柔毛油杉、黃杉等不少珍稀種類在提名地部分區(qū)域形成喀斯特峰叢植被中的優(yōu)勢種群,這種集中分布現(xiàn)象在其他喀斯特地區(qū)是極其少見的;此外,區(qū)域植被中的單型屬、少型屬多,貴州特有屬多,原生植被中的古樹多,苔蘚及蕨類植物豐富,充分反映了提名地植被的原始性,這對于研究提名地植被的歷史演化具有重要的科學(xué)價值。提名地食肉目、偶蹄目、靈長目等大型保護(hù)動物物種豐富,昆蟲種類多,溪