周訓(xùn)康 杜 凡 周 幸 徐夢蔚 何程程 原日強 石 明
(西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,昆明 650224)
生物多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),生物多樣性保護是全球關(guān)注的熱點問題之一[1],對野生植物的研究和保護是保護生物學(xué)研究的重要內(nèi)容,也是生物多樣性保護工作成效的檢測指標(biāo)之一[2]。由于人類活動的加劇及全球環(huán)境的變化,生物多樣性正以驚人的速度減少和喪失[3]。為此,中國頒布了《國家重點保護野生植物名錄》[4]《中國珍稀瀕危保護植物名錄》[5]等,為保護重點野生動植物提供法律依據(jù)和保障。云南省作為我國生物多樣性最為豐富的地區(qū),先后頒布了《云南省第一批省級重點保護野生植物名錄》[6]《云南省極小種群野生植物保護名錄(2022 年版)》[7]《云南省各州市分布的國家重點保護野生動植物名錄(2021 年)》[8]等。滇東南獨特的地理位置和地勢地形,造就了復(fù)雜多樣的小生境,是生物的避難所和物種發(fā)育分化的重要區(qū)域[9]。文山州作為滇東南重要的組成部分,地處中—喜馬拉雅區(qū)系和中—日區(qū)系及古熱帶植物地區(qū)的北部灣地區(qū)和我國泛北極植物區(qū)系交匯帶[10],喀斯特巖溶地貌發(fā)育典型[11],生境類型多樣,物種豐富度較高。
重點保護野生植物是優(yōu)先保護的對象,對重點保護植物的優(yōu)先保護序列的研究是制定保育策略的重要基礎(chǔ)[12],受到越來越多研究者的關(guān)注,如鄭偉成等[13]、周繇[14]、楊焱冰等[15]、文偉等[16]對不同區(qū)域重要植物的優(yōu)先保護序列進行了研究。截至目前,針對文山州重點保護野生植物的研究僅有沐建華2011年和2012年的文章[17-18]。隨著我國野生植物保護形勢的變化,2021年頒布的《國家重點保護野生植物名錄》取代了1999年的《名錄》[19],其中有許多變動使原有研究不滿足當(dāng)前需要[20]。因此,對文山州重點保護野生植物的地理分布及優(yōu)先保護等級研究十分必要?;诖?,本研究擬解決以下科學(xué)問題:(1)探明文山州重點保護野生植物的組成;(2)分析文山州重點保護野生植物地理分布;(3)確定文山州重點保護野生植物的優(yōu)先保護等級。
文山壯族苗族自治州(簡稱文山州)位于云南省東南部(22°40′~24°48′N,103°35′~106°12′E),海拔107.0~2 991.2 m,面積31 456 km2,其中喀斯特巖溶地貌占全州面積的53.4%。文山州跨越北回歸線,屬亞熱帶、暖溫帶氣候,干濕季明顯,年氣溫12.0~23.1 ℃,年降水量767.3~1 376.7 mm。州內(nèi)保存了大面積的原始常綠闊葉林,先后建立了8個自然保護區(qū)(見表1),累計面積為90 602.27 hm2,占全州面積的3%。
研究對象僅包括《國家重點保護野生植物名錄(2021年)》和《云南省第一批省級重點保護野生植物名錄(1989)》中的重點保護野生植物。
2.1.1 實地調(diào)查
物種數(shù)據(jù)主要源于作者所在課題組承擔(dān)的文山州植物植被多樣性調(diào)查,在2021 年1 月至2022年12 月對文山州大部分的自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園和林場等區(qū)域進行了全面系統(tǒng)的調(diào)查,獲得物種的分布地、生境、海拔和部分物種個體數(shù)量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù);此外,課題組在1995~2020 年對文山州多次開展了植物植被調(diào)查,如云南文山國家級自然保護區(qū)科考項目、麻栗坡馬關(guān)老君山省級自然保護區(qū)科考項目和文山州種子植物編目等,擁有較為豐富的一手資料。
主要保護對象Main objects of protection海拔Altitude range/m面積Area/hm2設(shè)立日期Establishment time所在縣市County/City全稱Full Name巖溶中山南亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林、亞熱帶山地苔蘚常綠闊葉林以及野生動植物Karst Nakayama Southsubtropicalmonsoonevergreenbroadleafforest,subtropical montanemossyevergreenbroadleafforest,and wildlife 1 200.0~2991.2 26867.00 2003文山市、西疇縣Wenshan City,Xichou County云南文山國家級自然保護區(qū)YunnanWenshanNational Nature Reserve滇東南熱帶山地季風(fēng)常綠闊葉林及珍稀動植物Tropicalmonsoonbroad-leaved evergreenforestsand rareplants andanimalsin theSoutheast YunnanProvince 107.0~2 288.5 20500.00 2005麻栗坡縣Malipo County麻栗坡老山省級自然保護區(qū)MalipoLaoshanProvincial Nature Reserve季風(fēng)常綠闊葉林、山地苔蘚常綠闊葉林Monsoon broad-leaved evergreenforests,montane mossybroad-leaved evergreenforests 1 140.0~2579.3 4 509.00 1981麻栗坡縣、馬關(guān)縣Malipo County,Maguan County麻栗坡馬關(guān)老君山省級自然保護區(qū)MalipoandMaguan Laojun Mountain Provincial Nature Reserve熱帶季雨林、雨林、石灰山季雨林及熱帶野生動物Tropicalmonsoonrainforests,rainforests,limestone monsoonrainforestsandtropical wildlife 160.0~2 028.4 6 832.60 2002馬關(guān)縣Maguan County馬關(guān)古林箐省級自然保護區(qū)MaguanGulinqingProvincial Nature Reserve野生動植物、高原湖泊Wildlife,plateau lakes 1 446.0~1860.0 10746.00 2002丘北縣Qubei County丘北普者黑省級自然保護區(qū)Qubei Puzhehei Provincial Nature Reserve河谷峰叢峰林及巖溶地貌River ValleyCrests,PeakForestsandKarstLandscapes 930.0~1 520.0 5 232.00 2002廣南縣Guangnan County廣南八寶省級自然保護區(qū)GuangnanBabaoProvincial Nature Reserve水域濕地及巖溶山地?zé)釁^(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)Watershed wetlands andforest ecosystems in karstmountain hotspots 140.0~1 330.0 15725.00 2002富寧縣Funing County富寧馱娘江省級自然保護區(qū)FuningTuoniang RiverProvincial Nature Reserve南亞熱帶常綠闊葉林South subtropical broad-leaved evergreen forest 107.0~2 579.3 190.67 1982麻栗坡Malipo County下興箐州級自然保護區(qū)Xiaxingqing State Nature Reserve
2.1.2 文獻(xiàn)整理
利用《中國植物志》[21]《云南植物志》[22]《中國文山國家級自然保護區(qū)科學(xué)考察研究》[23]《云南馬關(guān)縣野生高等植物及植被多樣性》[24]及近10 年發(fā)表的涉及文山州的植物新物種及新記錄種等文獻(xiàn),并查閱NSII——中國國家標(biāo)本資源共享平臺(http://www.nsii.org.cn/2017/home.php)、中國數(shù)字植物標(biāo)本館(CVH,https://www.cvh.ac.cn/)和西南林業(yè)大學(xué)植物標(biāo)本館,完善物種的分布地、海拔范圍和生境等數(shù)據(jù)。
由于不同階段、不同文獻(xiàn)中存在植物中文名不一致和拉丁名有異名等情況,利用Flora of China(http://www.iplant.cn/foc)和《中國植物物種名錄2022 版》(http://www.sp2000.org.cn)統(tǒng)一名稱,建立文山州重點保護野生植物數(shù)據(jù)庫。
地理分布從縣域分布和垂直梯度分布兩個方面進行分析??h域分布根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)記載確定;垂直分布根據(jù)文山州海拔范圍,從100 m 開始劃分,按200 m 為1 個梯度,共劃分為15 個海拔段,統(tǒng)計各海拔段重點保護野生植物物種數(shù)量,同一物種在不同海拔段可重復(fù)統(tǒng)計。利用ArcGIS制作物種在各縣域的地理分布圖,利用DEM 高程提取各海拔段的區(qū)間面積,用以分析海拔段的保護物種豐富度與該海拔段面積的關(guān)系。
評價指標(biāo)是反映重點保護野生植物的重要參數(shù)。采用瀕危系數(shù)(C瀕)、遺傳價值系數(shù)(C遺)、保護系數(shù)(C保)和利用價值系數(shù)(C利)4項指標(biāo)確定物種優(yōu)先保護等級(見表2)。其中瀕危系數(shù)包括:(1)物種州內(nèi)縣域分布頻度;(2)物種州內(nèi)海拔分布跨度;(3)物種州內(nèi)現(xiàn)存多度;(4)物種受采挖砍伐、采集種子、放牧和破壞生境等人為影響,共4個分項。遺傳價值系數(shù)包括物種的特有性和極小種群物種。保護系數(shù)則是物種的保護級別。利用價值系數(shù)主要考慮物種的食用、藥用、園林觀賞等經(jīng)濟價值利用程度。各項指標(biāo)系數(shù)采用公式(1)計算。參考他人對優(yōu)先保護序列研究[13-16,25-26]并根據(jù)文山州重點保護野生植物的實際情況,經(jīng)過多次測試,最終確定各評價指標(biāo)的權(quán)重值:C瀕乘以0.40,C遺乘以0.30,C保乘以0.15,C利乘0.15;利用公式(2)計算優(yōu)先保護綜合值(V綜),V綜取值為0~1,值越大說明其優(yōu)先保護等級越高,保護的必要性和緊迫性越大。
表2 文山州重點保護野生植物優(yōu)先保護等級賦值Table 2 Priority protection levels of key protected wild plants in Wenshan Prefecture
式中:Xi表示各指標(biāo)分項得分值,maxi表示各指標(biāo)分項所設(shè)最高賦分值,n為各指標(biāo)分項個數(shù),C表示各指標(biāo)系數(shù),V綜表示優(yōu)先保護綜合值。
3.1.1 物種豐富度
統(tǒng)計結(jié)果表明,文山州分布重點保護野生植物387種,隸屬93科186屬。其中蕨類植物7科10屬34 種,裸子植物7 科14 屬26 種,被子植物79 科162屬327種。在科的組成上,含10種以上的有蘭科(Orchidaceae,114種)、樟科(Lauraceae,18種)和木蘭科(Magnoliaceae,15 種)等8 科,共208 種,占總物種數(shù)量的53.75%。其中蘭科植物(29.46%)是文山州重點保護野生植物物種數(shù)量最多的科;此外,單種科和含2~5 種的科所占比例較大,合計占總科數(shù)量的80.02%,反映了文山州重點保護野生植物多樣性較復(fù)雜(見表3)。
表3 文山州重點保護野生植物科的組成Table 3 Composition of key protection families of wild plants in Wenshan Prefecture
3.1.2 保護類別和等級
文山州分布重點保護野生植物387種,國家重點保護野生植物295種,占國家重點保護野生植物的26.79%,占云南省分布的國家重點保護野生植物的54.63%。其中國家一級、二級重點保護野生植物分別是36 種、259 種,分別占云南省分布的國家一級、二級重點保護野生植物的63.16% 和53.62%。云南省重點保護野生植物102 種,占云南省重點保護野生植物的46.58%。在文山州未發(fā)現(xiàn)云南?、窦壷攸c保護植物,云南?、蚣?、Ⅲ級重點保護野生植物分別是24 種和78 種,各占43.64%、49.06%。有10 種既是國家重點保護野生植物也是云南省重點保護野生植物(見表4)。
表4 文山州重點保護野生植物保護等級構(gòu)成Table 4 Grade and composition of key protected wild plants in Wenshan Prefecture
3.2.1 縣域分布
如圖1A 所示,文山州重點野生保護植物以南部的麻栗坡縣、馬關(guān)縣和西疇縣最多,分別有228種、224 種和200 種;東部富寧縣和西部文山市居中,分別是143 種和135 種;中部北部的廣南縣、丘北縣和硯山則較少,依次是87種、68種和52種,物種豐富度地理分布由南到北呈遞減規(guī)律。
圖1 文山州重點保護野生植物分布情況A.縣域分布;B.垂直分布與區(qū)間海拔的關(guān)系。Fig.1 Distribution of key protected wild plants in Wenshan Prefecture A.County distribution;B.The relationship of vertical distribution and interval elevation.
3.2.2 垂直分布
文山州重點保護野生植物垂直分布如圖1B,海拔300 m 及以下有27 種,如望天樹(Parashorea chinensis)、狹葉坡壘(Hopea chinensis)、滇南風(fēng)吹楠(Horsfieldia tetratepala)、小葉紅光樹(Knema globularia)等典型的熱帶物種。隨著海拔上升,物種豐富度逐漸增加,海拔1 301~1 500 m 是野生重點保護植物豐富度最高區(qū)域(301 種),占77.78%;之后物種豐富度開始下降,海拔2 900 m 以上物種豐富度最低,僅有13 種,如建蘭(Cymbidium ensifolium)、獨蒜蘭(Pleione bulbocodioides)、滇重樓(Paris polyphyllavar.yunnanensis)、桃兒七(Sinopodophyllum hexandrum)等。整體來看,物種豐富度隨海拔升高,呈先增加后減少的單峰分布規(guī)律,與各海拔段的區(qū)域面積變化一致。
根據(jù)評價指標(biāo)體系,對文山州387種重點保護野生植物進行瀕危系數(shù)、遺傳價值系數(shù)、保護系數(shù)和價值系數(shù)計算,得到優(yōu)先保護綜合值(V綜)是0.372~0.940,據(jù)綜合評價值范圍及參考他人研究[15,26],將文山州重點保護野生植物優(yōu)先保護等級劃分為4 級:Ⅰ級(0.700~0.940);Ⅱ級(0.600~0.699);Ⅲ級(0.500~0.599);Ⅳ級(0.372~0.499)(見表5)。
表5 文山州重點保護野生植物優(yōu)先保護等級劃分Table 5 Priority conservation levels of wild plants under key conservation in Wenshan Prefecture
Ⅰ級有39 種,占10.08%,均為國家重點保護野生植物,該類物種因物種個體數(shù)量較少、分布范圍狹窄且價值高、受人為影響突出,是亟待拯救和保護的對象。如古林箐秋海棠(Begonia gulinqingensis,0.940)、囊花馬兜鈴(Aristolochia utriformis,0.896)、云南金花茶(Camellia fascicularis,0.853)、毛枝五針?biāo)桑≒inus wangii,0.811)、滇南風(fēng)吹楠(0.767)、華蓋木(Pachylarnax sinica,0.746)、云南肉 豆 蔻(Myristica yunnanensis,0.753)和 望 天 樹(0.755)等物種個體數(shù)量較少、生境遭受干擾且遺傳價值系數(shù)和保護系數(shù)較高的物種和姜狀三七(Panax zingiberensis,0.853)、西疇重樓(Paris cronquistiivar.xichouensis,0.788)等分布范圍狹窄、藥用價值高、易被偷挖采摘的物種,以及文山鶴頂蘭(Phaius wenshanensis,0.896)、麻栗坡兜蘭(Paphiopedilum malipoense,0.805)、格力兜蘭(P.gratrixianum,0.805)、洛 氏 蝴 蝶 蘭(Phalaenopsis lobbii,0.767)、麗江杓蘭(Cypripedium lichiangense,0.767)和西疇石斛(Dendrobium xichouense,0.743)等16種個體數(shù)量不多、分布范圍較窄且具有較高觀賞價值、易被偷采偷挖的蘭科植物。
Ⅱ級有142 種,占36.69%,是優(yōu)先保護和重點關(guān)注的對象。主要是分布范圍較窄、個體數(shù)量相對較少且具有較高的研究和保護價值的物種,是文山州重點保護野生植物的主要組成部分,應(yīng)給予較高的關(guān)注。如東京龍腦香(Dipterocarpus retusus,0.697)、天倫兜蘭(Paphiopedilum tranlienianum,0.695)、紅馬銀花(Rhododendron vialii,0.692)、煥鏞木(Woonyoungia septentrionalis,0.684)、富寧金花茶(Camellia mingii,0.682)、金鐵鎖(Psammosilene tunicoides,0.680)、黑籽重樓(Paris thibeticavar.thibetica,0.680)、華西蝴蝶蘭(Phalaenopsis wilsonii,0.680)、叉苞蘇鐵(Cycas segmentifida,0.675)、西疇青岡(Cyclobalanopsis sichourensis,0.666)等。
Ⅲ級有123 種,占31.78%,需要采取一定的保護措施,其分布范圍適中,人為干擾較小。如王氏觀音座蓮(Angiopteris wangii,0.599)、狹葉竹節(jié)參(Panax japnoicusvar.angustifolius,0.593)、帶葉兜蘭(Paphiopedilum hirsutissimum,0.593)、翅萼石斛(Dendrobium cariniferum,0.593)、珠子參(Panax japonicusvar.major,0.591)、西疇瓊楠(Beilschmiedia sichourensis,0.591)、大葉風(fēng)吹楠(Horsfieldia kingii,0.582)等。
Ⅳ級有83 種,占21.45%,需要持續(xù)監(jiān)測,必要時采取相關(guān)保護措施,其分布范圍較廣,直接利用較少,個體數(shù)量較多。如金蕎麥(Fagopyrum dibotrys,0.498)、水青樹(Tetracentron sinense,0.493)、火桐(Firmiana colorata,0.493)、云開紅豆(Ormosia merrilliana,0.493)、滇南馬錢(Strychnos cheliensis,0.493)、董棕(Caryota obtusa,0.493)、云南蓮座蕨(Angiopteris yunnanensis,0.493)、猴子木(Camellia yunnanensis,0.483)等。
文山州重點保護野生植物豐富多樣,計387種,隸屬93 科186 屬,包含國家一級、二級重點保護野生植物36 種、295 種,云南省Ⅱ、Ⅲ級重點保護野生植物24 種、78 種。其中,以蘭科植物最為突出。州內(nèi)分布的295種國家重點保護中,蘭科植物(112種)占38%,而在我國國家重點保護野生植物1 101種中,蘭科植物(293種)占27%,可見文山州國家重點保護蘭科植物明顯高于全國平均水平,這與文山州所處的氣候帶——熱帶和亞熱帶是蘭科植物分布最為廣泛的地區(qū)有較大的關(guān)系[27]。
在地理分布上,文山州南部的馬關(guān)縣、麻栗坡縣與越南接壤,是北部灣植物區(qū)系重要組成部分,地勢地貌復(fù)雜、立體氣候明顯及保護區(qū)面積占比較高且受嚴(yán)格保護,為野生生物的生存發(fā)育和分化提供穩(wěn)定環(huán)境,故重點保護野生植物較多;中部北部的硯山縣、丘北縣和廣南縣石漠化面積較大和農(nóng)牧業(yè)用地占比較高,總物種偏少。從垂直分布情況看,海拔1 101~1 700 m 是重點保護野生植物分布的集中區(qū)域,呈“中間膨脹型”。這與該海拔區(qū)域面積較大(約21 380 km2,占68%)直接相關(guān);而海拔500 m 及以下的面積約為707 km2,與其面積和較好的水熱條件相比,保護物種豐富度明顯偏低。分析原因,這與近40 年來低海拔區(qū)域大量開墾種植香蕉和橡膠等熱帶經(jīng)濟作物,導(dǎo)致以熱帶雨林為主的天然林面積急劇下降有密切關(guān)系;海拔2 300~2 991.2 m 區(qū)域的面積約85 km2,雖然開發(fā)利用程度較低,但面積偏小,故重點保護植物的豐富度也偏低。
棲息地的破壞和自然資源過度開發(fā)是生物多樣性的主要威脅[28]。從重點保護野生植物的保護緊迫性來看,瀕危系數(shù)是首要考慮的,原始生境減少和過度采挖會明顯改變物種的分布范圍和個體數(shù)量。在野外調(diào)查和文獻(xiàn)的支持下,充分考慮和采訪了當(dāng)?shù)厝罕妼Σ糠治锓N的藥用、食用和觀賞價值的利用程度,同時結(jié)合物種的保護等級、特有性和是否為極小種群野生植物,綜合考慮不同系數(shù)對評價體系的影響,提高評價結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。珍稀瀕危植物作為生物多樣性的重要組成部分,是保護生物學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。文山州387 種重點保護野生植物種,屬于《中國生物多樣性紅色名錄——高等植物卷(2020)》[29]的受威脅植物計174 種,占44.96%,包括極危種(CR)21 種,瀕危種(EN)70 種,易危種(VU)82 種。本研究確定的Ⅰ級優(yōu)先保護有極危種11 種、瀕危種15 種和易危種6 種;Ⅱ級優(yōu)先保護有極危種7 種、瀕危種34 種和易危種37 種;Ⅲ級優(yōu)先保護的有滇龍眼(Dimocarpus yunnanensis)和貴州山核桃(Carya kweichowensis)2 種極危、瀕危種14 種和易危種31種;Ⅳ級優(yōu)先保護的有藤棗(Eleutharrhena macrocarpa)1 種極危、瀕危種7 種和易危種8 種??傮w來看,本研究所評估的優(yōu)先保護等級與上述紅色名錄受威脅物種數(shù)相吻合,但部分物種的評估優(yōu)先保護等級與紅色名錄的受威脅等級有明顯差距,如古林箐秋海棠、云南金花茶、滇南風(fēng)吹楠、丘北冬蕙蘭(Cymbidium qiubeiense)、光萼厚軸茶(Camellia crassicolumnavar.multiplex)、無 斑 兜 蘭(Paphiopedilum henryanumvar.christae)、六角蓮(Dysosma pleiantha)和綠花杓蘭(Cypripedium henryi)8 種被評估為Ⅰ級,但未列為紅色名錄的受威脅物種。具體情況是該類植物主要為文山州特有或云南特有,在文山州分布個體數(shù)量較少、人為干擾強和保護價值高,所以評估保護等級較高,是亟需拯救和保護的對象。紅色名錄是針對全國植物進行評估的,在指導(dǎo)地方保護時應(yīng)結(jié)合地方物種的實際情況進行調(diào)整。
致謝本研究的調(diào)查工作持續(xù)時間較長,先后參與其中的老師和同學(xué)較多,是他們艱苦卓越的工作,使本研究獲得豐富的第一手資料。野外工作中得到相關(guān)保護區(qū)工作人員的大力支持與配合,在此一并致以衷心感謝!