陳菁菁 溫曉迪 普布次仁 達(dá)娃卓瑪 巴桑平措 拉多
(西藏大學(xué)理學(xué)院,西藏 拉薩 850000)
沼澤濕地是水體和陸地過(guò)渡的一類獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng),具有調(diào)節(jié)局部氣候,凈化水體、降解吸收污染物、維持物種多樣性等功能,同時(shí)也是人類重要的資源生產(chǎn)場(chǎng)所[1-2]。濕地植物是濕地生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者,是濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。西藏自治區(qū)地處青藏高原,獨(dú)特的地理位置和多樣的氣候條件造就了區(qū)內(nèi)類型豐富、面積廣大的濕地[3]。西藏關(guān)于沼澤濕地植物組成和區(qū)系特征相關(guān)研究主要在拉薩河流域[3]和當(dāng)雄阿熱濕地等[4]。
目前年楚河流域生態(tài)環(huán)境相關(guān)的研究多集中在冰川監(jiān)測(cè)[5-6],河流流域堤防設(shè)計(jì)[7]、護(hù)坡整治[8]、水資源[9-10]、氣象災(zāi)害研究[11]等方面。對(duì)于年楚河流域植物多樣性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較匱乏,尤其該流域沼澤濕地植物相關(guān)研究仍處于空白階段。因此,本研究通過(guò)對(duì)年楚河流域沼澤濕地作為研究區(qū)域,對(duì)其種子植物組成、地理區(qū)系、生活型和資源型進(jìn)行分析,了解區(qū)域沼澤濕地種子植物結(jié)構(gòu)特征,為區(qū)域植物多樣性資源的保護(hù)和合理利用提供參考。
研究區(qū)域位于年楚河流域,E88O54′17.9″~89O6′40.5″,N28O12′11.6″~29O18′27.6″,平均海拔4224m,流域?qū)儆诟咴敫珊禋夂?,干濕季?jié)分明,日照充足,降水較少,年降水量為300mm左右,主要集中在6—9月[9-13]。年楚河起源于康馬縣的沖巴雍錯(cuò)和錯(cuò)嘎布,流經(jīng)江孜縣、白朗縣,于日喀則市匯入雅魯藏布江,是雅魯藏布江的主要支流之一。年楚河上游河谷狹窄成V 形谷,除了局部水源地(河流、湖泊邊緣)周邊外,大部分山體比較干旱、植被稀少、水土流失嚴(yán)重;而中下游河谷寬闊、土壤肥沃,是西藏的著名糧倉(cāng)。年楚河流域及其支流河流兩岸邊緣洼地,由于河流的補(bǔ)給水發(fā)育著泥炭沼澤、草甸沼澤和灌叢沼澤,分布最高海拔為4580m,最低海拔為3825m,具有豐富的植物多樣性。
在年楚河流域選取10個(gè)沼澤濕地,根據(jù)研究區(qū)域濕地面積大小和植被類型的不同,每個(gè)濕地設(shè)置的樣方數(shù)不同,每個(gè)樣方面積為2m×2m,共設(shè)置樣方37個(gè)。同時(shí)對(duì)每個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行GPS 定位,記錄其經(jīng)緯度和海拔,并記錄植物物種組成、濕地類型、蓋度等。大部分物種在野外考察過(guò)程中已鑒定到種,未能鑒定的植物采集標(biāo)本并且拍照,記錄樣方編號(hào),帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步鑒定。在實(shí)驗(yàn)室借助《西藏植物志》、《中國(guó)資源植物》和《西藏植被》[14-17]等書(shū)籍和相關(guān)文獻(xiàn)[18-25]進(jìn)行植物鑒定和資源分類。同時(shí)根據(jù)吳征鎰先生對(duì)植物科[26]、屬的分布區(qū)類型劃分[27]對(duì)年楚河流域濕地種子植物地理區(qū)系特征進(jìn)行分析。根據(jù)中國(guó)植物志最新修訂版,記錄植物科、屬、種的名稱。
年楚河流域選取了10 個(gè)濕地共記錄植物117 種,隸屬于76 屬,34 科,種屬比為1.54。其中單子葉植物占26種,19屬,8科,分別占研究區(qū)域種、屬、科的比例為22.22%,25.00%,23.53%;雙子葉植物91 種,57 屬,26 科,分別占研究區(qū)域科、屬、種的77.78%,75.00%,76.47%.本次調(diào)查中,研究區(qū)域沼澤濕地未記錄到裸子植物。年楚河流域濕地植物科、屬、種分別占西藏自治區(qū)種子植物科、屬的23.13%、6.81%和2.23%(表1)。
表1 年楚河流域濕地種子植物與西藏種子植物數(shù)量比較
年楚河流沼澤域濕地植物生活型比較復(fù)雜,由多年生草本、一年生草本、二年生草本、一年生或冬性禾草、一年生或二年生草本、二年生或多年生草本、地生草本、多年生草本或亞灌木、半灌木狀草本、灌木、落葉灌木或喬木共10 類生活類型組成(表2)。該區(qū)以草本植物為主,其中多年生草本植物是研究區(qū)域種子植物主要生活型,共記錄83 種,獨(dú)一味(Lamiophlomis rotata)、華扁穗草(Blysmus sinocompressus)、毛香火絨草(Leontopodium stracheyi)、毛柄蒲公英(Taraxacum eriopodum)等。
表2 年楚河流域沼澤濕地種子植物生活型
一年生草本植物為次之,共記錄12 種,主要以臭蒿(Artemisia hedinii)、厚邊龍膽(Gentiana simulatrix)、灰綠藜(Chenopodium glaucum)、細(xì)果角茴香(Hypecoum leptocarpum)、藍(lán)白龍膽(Gentiana leucomelaena)等 組成。多年生草本和一年生草本是研究區(qū)域濕地草本植物的主要類型,占總種數(shù)的81.20%。一年生或冬性禾草1 種,為早熟禾(Poa annua),占總種數(shù)的0.85%.一年生或二年生草本8 種,以朝天委陵菜(Potentilla supina)、甘肅馬先蒿(Pedicularis kansuensis)、平車前(Plantago depressa)、頭花獨(dú)行菜(Lepidium capitatum)等為主。二年生草本1 種,即微孔草(Microula sikkimensis),占總種數(shù)的0.85%.二年生或多年上草本1種,占總種數(shù)的0.85%,為青藏狗娃花(Aster boweri)。地生草本2 種,占總種數(shù)的1.71%,為蘭科的脊唇斑葉蘭(Goodyera fusca)和裂瓣角盤(pán)蘭(Herminium alaschanicum)。
多年生草本或亞灌木和半灌木狀草本2種,占總種數(shù)的1.71%,為二裂委陵菜(Potentilla bifurca)和小球花蒿(Artemisia moorcroftiana)。灌木和落葉灌木或喬木7種,占總種數(shù)的7.69%,以草莓花杜鵑(Rhododendron fragariflorum)、雪層杜鵑(Rhododendron nivale)、小葉金露梅(Potentilla parvifolia)和江孜沙棘(Hippophae gyantsensis)為代表。
年楚河流域沼澤濕地種子植物共記錄到35 科(表3)。根據(jù)科內(nèi)植物物種數(shù)量將研究區(qū)域種子植物科分為3 個(gè)等級(jí),分別為單種科(1 種)、小型科(2~10種)、中型科(10~20種)。研究區(qū)域沼澤濕地種子植物科的組成中單種科有14 科,占總科數(shù)的41.18%,所占的比例僅次于小型科;小型科共有18 科,所占比例最大,為52.94%;中型科所占比例最小,僅有2 科,占總科數(shù)的5.88%.單種科和小型科占據(jù)了年楚河流域濕地種子植物科組成的主體,占了總科數(shù)的94.12%.按照科內(nèi)屬和種的數(shù)量上,菊科(Asteraceae,7屬15種)、禾本科(Poaceae,9 屬12 種)、豆科(Fabaceae,5 屬8種)、薔薇科(Rosaceae,3 屬8 種)、龍膽科(Gentianaceae,4 屬7 種)、毛茛科(Ranunculaceae,6 屬7 種),為該區(qū)域沼澤濕地種子植物科組成的優(yōu)勢(shì)科(圖1)。
圖1 優(yōu)勢(shì)科內(nèi)屬和種的數(shù)量
表3 年楚河流域沼澤濕地種子植物科的組成
年楚河流域沼澤濕地種子植物共記錄到76 屬(表4)。屬內(nèi)種數(shù)沒(méi)有超過(guò)10 種以上的屬。因此,將屬內(nèi)種的數(shù)量劃為兩個(gè)等級(jí),單種屬(1 種)和小型屬(2~10 種)。單種屬共記錄到55 屬,占總屬數(shù)的72.37%,如兔耳草屬(Lagotis)、獨(dú)一味屬(Lamiophlomis)、水麥冬屬(Triglochin)、報(bào)春花屬(Primula)和唐松草屬(Thalictrum)等。小型屬共有21 屬,占總種數(shù)的27.63%,例如馬先蒿屬(Pedicularis)、早熟禾屬(Poa)、龍膽屬(Gentiana)、棘豆屬(Oxytropis)等。研究區(qū)域沼澤濕地種子植物屬的組成中單種屬占據(jù)優(yōu)勢(shì),從屬內(nèi)所含種數(shù)量來(lái)看,小型屬所含種的數(shù)量與單種屬所含種的數(shù)量比較接近。
表4 年楚河沼澤濕地種子植物屬的組成
年楚河流域沼澤濕地種子植物34 科可劃分為3個(gè)分布區(qū)類型和3個(gè)變型(表5)。世界廣布類型共25科,占總科數(shù)的73.53%,主要有菊科(Asteraceae,7 屬15 種)、禾本科(Poaceae,9 屬12 種)、豆科(Fabaceae,5屬8 種)等優(yōu)勢(shì)科,共包括103 種植物,占年楚河流域沼澤濕地種子植物總種數(shù)的88.03%.
表5 年楚河流域沼澤濕地種子植物科的區(qū)系組成
熱帶分布類型共有4 科,其中泛熱帶分布型2 科,為衛(wèi)矛科(Celastraceae,1 屬1 種)和鴨跖草科(Commelinaceae,1 屬1 種),占總科數(shù)的1.71%;熱帶亞洲-熱帶非洲-熱帶美洲(南美洲)分布型1 科,即鳶尾科(Iridaceae,1 屬1 種);以南半球?yàn)橹鞯姆簾釒Х植碱愋?科,為石蒜科(Amaryllidaceae,1屬2種)。
溫帶分布類型5 科,其中北溫帶廣布類型1 科,為列當(dāng)科(Orobanchaceae,2屬5種);北溫帶和南溫帶間斷分布類型4 科,包括燈心草科(Juncaceae,1 屬1種)、胡頹子科(Elaeagnaceae,1 屬1 種)、楊柳科(Salicaceae,1屬1種)、罌粟科(Papaveraceae,1屬1種)。
年楚河流域沼澤濕地種子植物共記錄76 屬,劃分為9 個(gè)分布區(qū)類型和6 個(gè)變型(表6)。世界廣布類型15 屬,26 種,包括龍膽屬(Gentiana,4 種)、萹蓄屬(Polygonum,4種)、獨(dú)行菜屬(Lepidium,3種)等。
表6 年楚河流域沼澤濕地種子植物屬的區(qū)系組成
熱帶分布類型4屬4種,其中泛熱帶分布3屬,占總屬數(shù)的2.56%,即狗尾草屬(Setaria,1 種)、狼尾草屬(Pennisetum,1種)、鴨跖草屬(Commelina,1種)。熱帶亞洲(印度—馬來(lái)西亞) 分布型1 屬,為斑葉蘭屬(Goodyera,1種),占總屬數(shù)的0.85%.
溫帶分布類型共計(jì)47 屬75 種。其中北溫帶分布型及其變型共計(jì)42 屬69 種,占總屬數(shù)的55.27%.北溫帶分布類型是最大的分布區(qū)類型,共計(jì)34 屬59 種,分別占總屬數(shù)和總種數(shù)的44.74%和50.43%(表6),主要有杜鵑花屬(Rhododendron,3種)、委陵菜屬(Potentilla,6 種)、蒿屬(Artemisia,5種)和棘豆屬(Oxytropis,3 種)等。北極—高山分布類型2 屬,為金蓮花屬(Trollius,1 種)和兔耳草屬(Lagotis,1 種)。北溫帶和南溫帶間斷分布類型5屬6 種,占總屬數(shù)的6.58%,主要有唐松草屬(Thalictrum,2 種)和喉毛花屬(Comastoma,1 種)。歐亞和南美溫帶間斷分布類型1 屬2 種,即火絨草屬(Leontopodium,2 種),占總屬數(shù)的1.32%.舊世界溫帶分布類型5 屬6 種,占總屬數(shù)的6.58%,以棱子芹屬(Pleurospermum,2 種)和扁穗草屬(Blysmus,1種)為代表。
東亞和北美洲間斷分布類型共2 屬2 種,占總屬數(shù)的2.63%,為野決明屬(Thermopsis,1 種)和羽葉花屬(Acomastylis,1 種)。地中海區(qū)、西亞至中亞分布類型僅1 屬1 種,占總屬數(shù)的1.32%,即角茴香屬(Hypecoum,1種)。
中亞分布類型及其變型共計(jì)3 屬5 種,占總屬數(shù)的3.96%.其中,中亞分布類型僅1 屬1 種,占總屬數(shù)的1.32%,即花旗桿屬(Dontostemon,1 種)。西亞至西喜馬拉雅和西藏分布類型僅1 屬1 種,占總屬數(shù)的1.32%,即早熟禾屬(Poa,3 種)。中亞至喜馬拉雅—阿爾泰和太平洋北美洲間斷分布1 屬1 種,占總屬數(shù)的1.32%,即山莓草屬(Sibbaldia,1 種)。
中國(guó)—喜馬拉雅分布類型3 屬3 種,占總屬數(shù)的3.95%,包括獨(dú)一味屬(Lamiophlomis,1 種)、肉果草屬(Lancea,1 種)和微孔草屬(Microula,1 種)。中國(guó)特有分布類型僅1 屬,占總屬數(shù)的1.32%,為半脊薺屬(Hemilophia,1種)。
年楚河流域沼澤濕地種子植物資源類型豐富(表7),以藥用植物、觀賞植物和蜜源植物為主。藥用植物66 種,隸屬45 屬,24 科,占總種數(shù)的56.41%,其中菊科有10種,以白花蒲公英(Taraxacum albiflos)、星狀雪兔子(Saussurea stella)、小球花蒿(Artemisia moorcroftiana)、藏沙蒿(A.wellbyi)為代表。薔薇科有6種,以墊狀金露梅(Potentilla fruticosa var.pumila)、蕨麻(P.anserina)、朝天委陵菜(P.supina)為代表。毛茛科有5 種,以矮金蓮花(Trollius farreri)、云生毛茛(Ranunculus nephelogenes)、藍(lán)翠雀花(Delphinium caeruleum)為代表。列當(dāng)科有5 種,以長(zhǎng)花馬先蒿(Pedicularis longiflora)、小米草(Euphrasia pectinata Tenore)為代表。豆科有5 種,以披針葉野決明(Thermopsis lanceolata)、藏豆(Hedysarum tibeticum)為代表。
表7 年楚河流域沼澤濕地種子植物資源類型
觀賞植物61 種,隸屬39 屬、21 科,占總種數(shù)的52.14%,主要有卷鞘鳶尾(Iris potaninii)、西藏報(bào)春(Primula tibetica Watt)、粗壯秦艽(Gentiana robusta)、毛香火絨草(Leontopodium stracheyi)、厚邊龍膽(Gentiana simulatrix)、緣毛紫菀(Aster souliei)等。
蜜源植物38 種,隸屬19 屬14 科,占總種數(shù)的32.48%,主要有奧氏馬先蒿(Pedicularis oliveriana)、微孔草(Microula sikkimensis)、櫻草杜鵑(Rhododendron primuliflorum)等。
除此之外,年楚河流域沼澤濕地食用植物有太白韭(Allium prattii)和西藏棱子芹(Pleurospermum hookeri var.thomsonii)等。油脂植物有蕨麻、葛縷子(Carum carvi)等。纖維植物有蘆葦(Phragmites australis)、白草(Pennisetum flaccidum)等。飼料植物有矮生嵩草(Kobresia humilis)、絲穎針茅(Stipa capillacea)、高山嵩草(Kobresia pygmaea)等。芳香油類植物僅記錄葛縷子1 種。蛋白質(zhì)和氨基酸類植物有灰綠藜、短芒大麥草(Hordeum brevisubulatum)等。
年楚河流域選10 個(gè)沼澤濕地共記錄到植物117種,隸屬于76 屬,34 科,其中單子葉植物占26 種,19屬,8 科,雙子葉植物91 種,57 屬,26 科。在本區(qū)植物科的組成中,小型科和單種科共計(jì)32 科,所含種數(shù)占總種數(shù)的74.92%。其中菊科、禾本科、豆科、薔薇科、龍膽科、毛茛科是本區(qū)域種子植物的優(yōu)勢(shì)科。在屬的組成中,僅有單種屬和小型屬,單種屬占優(yōu)勢(shì),占總屬數(shù)的72.37%,但所含種數(shù)卻略低于小型屬,僅占總種數(shù)的47.01%.
研究區(qū)域種子植物科的屈膝分布型有分為3 個(gè)分布區(qū)類型和3 個(gè)變型,其中世界廣布類型有25 科,占總科數(shù)的73.53%.除世界廣布型外,熱帶分布型與溫帶分布型的比值為0.8,說(shuō)明區(qū)域植物科的起源上與熱帶有一定的聯(lián)系,在植物演化和發(fā)展過(guò)程中受到溫帶氣候的影響。
研究區(qū)域種子植物屬的分布類型以劃分為9 個(gè)分布區(qū)類型和6個(gè)變型,以溫帶分布類型為主,世界廣布類型次之,呈現(xiàn)極顯著的溫帶性質(zhì)。這就說(shuō)明植物屬的起源上與世界其他地區(qū)有著密切的聯(lián)系,但是近期的植物演化和發(fā)展過(guò)程中受到溫帶氣候的強(qiáng)烈影響,存在向溫帶分布型發(fā)展演化的趨勢(shì)。熱帶分布屬有4 屬,占總種數(shù)的3.42%,表明本區(qū)域植物與熱帶植物有一定的關(guān)聯(lián),但關(guān)聯(lián)程度不大。中國(guó)特有屬僅有1屬,從一定程度上反映了植物區(qū)系比較年輕,尚未有足夠的時(shí)間形成更多的區(qū)域特有植物。
植物生活型是植物對(duì)自身所處環(huán)境進(jìn)行長(zhǎng)期適應(yīng)而形成的外在形態(tài)特征,不同生活型反映了植物對(duì)環(huán)境的不同適應(yīng)方式[28-29]。本研究區(qū)域植物生活型豐富,以多年生草本植物為主,占研究區(qū)域植物生活型的70.94%,其次為一年生植物,灌木、灌木狀草本及半灌木等類型較少,這可能與年楚河流域的氣候干燥、冬季時(shí)間漫長(zhǎng)且寒冷有關(guān)[28]。沼澤濕地常年積水,對(duì)灌木、半灌木類等木本植物生長(zhǎng)有一定的限制作用。本研究區(qū)域的植物資源類型中以藥用植物、觀賞植物、蜜源植物最為豐富,分別占總種數(shù)的56.41%、52.14%、32.48%,具有很大的潛在開(kāi)發(fā)應(yīng)用與研究?jī)r(jià)值。