香格里拉市草本植物多样性及其保护利用
时间：2023-05-31 12:25:14 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
徐熊伟 田 琴 李双智 黄开成 陈 超
(1.中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心，昆明 650100；
2.西南林业大学林学院，昆明 650224)
香格里拉市地处滇西北横断山脉地区滇西北川西南小区，位于“金沙江、澜沧江和怒江三江并流”的核心区域[1]。山地立体气候十分明显，植物种类和植被类型丰富，从金沙江河谷到极高山地貌，海拔高差使得山区相继出现了亚热带、温带和寒带的山地垂直带气候、土壤以及相对应的生物和森林植被类型[2]。
植物区系以物种、种组成的属以及科为研究对象，与植物分类及其分布息息相关，也与植被相关[3-9]。尽管杜凡[2]、李品荣[10]、刘文斗[11]等学者对香格里拉市植物区系的研究进行报道，但其采用恩格勒或吴征镒系统进行植物区系划分。而最新的被子植物分类系统APG Ⅳ较恩格勒或吴征镒系统而言，科的范畴变化较大。且随着人们生活水平及对医疗保健需求度和重视度的日益提高，药用经济植物的经济价值随之稳步提升，人们对中药资源的需求量也日益增加，存在着滥采滥挖过度采集野生药用植物资源的现象[12]。其次，由于畜牧业的不断发展，导致大面积亚高山草甸退化，其草甸质量迅速降低，生物多样性也受到影响[13-14]。另一方面，生物入侵也对本地生物多样性造成一定的影响[15]。
该文参照APG Ⅳ(AngiospermPhylogenyGroupⅣ)[16]系统及李德铢[17]等的科、属概念。科的分布区类型按吴征镒院士《世界种子植物科的分布区类型》的区划思想[5]，再结合每个APGⅣ科的现代地理分布特征进行划分，见表2。通过对香格里拉草本植物多样性的调查，利用APGⅣ系统科的概念进行植物区系研究，弄清种子植物科属种的组成及分布区域，为其科学合理地开发利用草本植物资源提供参考依据。
1.1 研究区概况
香格里拉市(中甸)位于云南省西北部，地理位置为 99°20′ ～ 100°19′ E,26°52′～ 28°52′ N，是青藏高原东南缘横断山脉腹地，亚欧板块和印度板块的交接带，以高山、亚高山为主的高山峡谷区，垂直气候差异鲜明[10]。全县面积 11 613 km2，属山地季风气候，干湿季分明，年平均降水量 618.4 mm，年均气温 5.5 ℃。该研究范围涉及纳帕海伊拉草原、普达措国家公园、小中甸、格咱乡、虎跳峡及金沙江边上，海拔跨度1 785 ～ 4 553 m。纳帕海、普达措拥有终年积水的湖泊及周边季节性水浸草甸，格咱乡海拔4500 m左右具流石滩，虎跳峡峡谷特色明显，金沙江边上炎热少雨，属于典型干热河谷。
1.2 研究方法
2021年7—8月，在香格里拉市内采用样方法和样线法进行草本植物资源调查，野外对物种进行拍照，利用Biotricks APP记录标本采集信息标本，采集热点见图1，最后进行标本的压制和鉴定。物种的鉴定参照《云南植物志》[18]、《中国植物志》[19]、FloraofChina(http://foc.iplant .cn//)、 中国自然标本馆(CFH；
http://www.cfh.ac.cn/)、中国植物图像库(PPBC；
http://ppbc.iplant.cn/)、中国数字植物标本馆(CVH；
https://www.cvh.ac.cn/)等。凭证标本放于中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心，详见表1。蕨类植物科的范畴依据PPGⅠ (Group T, 2016)[20]，被子植物科的范畴参照APGⅣ (Agiosperm Phylogeny Group, 2016)[16]，并进行科、属数量结构分析及植物区系分析。该研究中，科的分布区类型按吴征镒院士《世界种子植物科的分布区类型》的区划思想[5]，再结合每个APGⅣ科的现代地理分布特征进行划分，见表2。因APGⅣ属的分类变动较小，分布区类型依旧按吴征镒院士《种子植物分布区类型及其起源和分化》划分[4-5]。
2.1 香格里拉市草本植物物种组成多样性
香格里拉市草本植物有73科265属427种(含种及种下等级，下同，见表1)。包括蕨类植物5科8属9种、被子植物68科257属418种。其中，蕨类植物占所调查草本植物百分比为2.11%，被子植物占比为97.89%。
图1 香格里拉市草本植物标本采集热点图
表1 香格里拉市草本植物物种科、属、种组成
2.2 香格里拉市草本植物科属组成分析
2.2.1 科的组成结构
该次调查结果显示，香格里拉市有草本植物73科(包括草质藤本植物)，该区植物中属数及种数最多的都是菊科(36属65种)。其中，10属以上的科有6科，占所调查草本植物科8.22%。分别是菊科 (36属65种)、禾本科 (25属26种)、豆科 (14属17种)、伞形科(13属13种)、唇形科(12属17种)、毛茛科(10属24种)，这6科草本植物种共有162种，占本区草本植物37.94%。10种以上的科有13科，占本区植物17.81%。除上诉科外，还有列当科 (21种)、蓼科 (19种)、蔷薇科(14种)、兰科(13种)、报春花科(13种)、莎草科(11种)、龙胆科(10种)。这13科种共有草本植物263种，占本区草本植物61.59%。
从科内属一级分析而言，见表2，香格里拉市草本植物中仅出现1属的科最多，5-15属这个区间出现的属数最多。仅出现1属的科有37科，占本区草本植物科50.68%，共有37属，占本区草本植物属13.96%；
出现2-4属的科有20科，占本区草本植物科27.40%，共有55属，占本区草本植物属20.75%；
出现5-15属的植物有14科，占本区草本植物科19.18%，共有112属，占本区草本植物属42.26%；
15属以上的科有2科，比占2.74%，共有草本植物61属，占比23.02%。
表2 科内属级及种级数量结构分析
科内种一级数量结果分析显示，详见表2，香格里拉市草本植物中科数最多的是仅出现1种的科，种数最多的科是大于15种以上的科。仅出现1种的科有28科，占本区草本植物38.36%，共有28种，占比6.56%；
出现2-4种及5-15种的科均有19科，占比26.03%，分别有53种、157种，占比12.41%、36.77%；
出现15种以上的科有7科，占比9.59，共有189种，占本区草本植物种44.26%。
2.2.2 属的组成结构
醛类具有辛辣刺激气味，微量的醛对酱油的香气具有调和功效，其主要来源于微生物的转化和氨基酸降解[34]，能与酵母代谢产生的醇类或硫化物反应，形成新的香气，使酱油的风味更繁杂。表3中，7、8号样品中检出6种醛类化合物，其中苯乙醛、3-甲基丁醛和2-甲基丁醛的相对质量分数明显提高，对酱油香气贡献很大，且样品7中相对质量分数最高；
酮类化合物具有果香和甜香的焦糖气味，如表3，样品7中苯乙酮相对质量分数最高，且具有令人愉悦的香气，对酱油特有的风味具有一定的贡献。
香格里拉市有草本植物265属，见表3，仅出现1种的属数量及种数量最多。仅出现1种的属有小米草属、茅膏菜属、丝瓣芹属等191属，占全部属的72.08%，共有191种，占总种数44.73%；
出现2～4种的属有草莓属、鸟足兰属、舞鹤草属、天南星属、玉凤花属、堇菜属、珍珠菜属、酸模属等64属，占24.16%；
共有163种，占38.17%；
出现5～10种的属有蝇子草属、唐松草属、橐吾属、凤仙花属、风毛菊属、委陵菜属、虎耳草属等9属，占比3.14%，共有55种，占比12.88%；
出现10种以上的仅有马先蒿属1属，占比0.38%，占总种数4.22%。
表3 属的数量结构分析
2.3 香格里拉市草本植物区系分析
2.3.1 科的区系成分分析
香格里拉市草本植物73科的地理成分可分为4种类型及5种变型，见表4，较为单一。世界广布科有兰科、豆科、蔷薇科、报春花科、龙胆科等42科，占全部科57.53%；
热带性质的科有凤仙花科、苦苣苔科、天门冬科等17科，占全部科的23.29%；
温带性质的科有百合科、杜鹃花科、列当科、牻牛儿苗科等15科，占全部科的20.55%。热带科的比例略高于温带科。
表4 香格里拉市草本植物科属分布区类型
续表4
2.3.2 属的分布区类型
香格里拉市265属草本植物可划分为12个类型6个变型，其区系成分多样性较高。北温带及其变型分布的属最多(83属)，占全部属31.32%；
其次为世界广布属(36属)，占全部属13.58%；
再次为旧世界温带及其变型(33属)，占全部属12.45%。温带性质(8 -15 型)的属有172属，占全部属的64.91%；
热带性质属(2 - 7型)与世界广布的属比例较为接近，分别是49属，占18.49%；
36属，13.58%。温带性质属远远大于热带性质属。
①温带性质属有绿绒蒿属、天仙子属、橐吾属、蝇子草属、虎耳草属等172属，占该区总属数64.91%。是该区最主要的区系成分。这些属中，以北温带及其变型分布的属最多，共有83属，如洼瓣花属、鸢尾属、蚊子草属、梅花草属等；
其次为旧世界温带分布及其变型，共有33属，如川续断属、火绒草属、糙苏属等；
再次为东亚分布型，有豹子花属、桃儿七属、高山豆属、小芹属等29属，占本区植物属10.94%。
③世界广布属有眼子菜属、堇菜属、玉凤花属、独行菜属等36属，占该区草本植物属13.58%。
④中国特有分布，该区草本植物中有中国特有属6属，占该区全部属2.26%。分别是鹭鸶草属、马蹄黄属、金铁锁属、丁茜属、翅茎草属、舟瓣芹属。
⑤外来入侵属有10属，占该区草本植物全部属3.77%。分别是月见草属、荠属、紫茉莉属、落葵薯属、仙人掌属、曼陀罗属、假酸浆属、秋英属、牛膝菊属。根据《中国外来入侵植物名录》(马金双等，2018)，香格里拉市所调查的草本外来入侵植物有反枝苋(1级)、小蓬草(1级)、圆叶牵牛(1级)、土荆芥(1级)、落葵薯(1级)、鬼针草(1级)、白车轴草(2级)、曼陀罗(2级)、梨果仙人掌(2级)、粗毛牛膝菊(2级)、刺花莲子草(3级)、千穗谷(3级)、假酸浆(3级)、大麻(4级)、紫茉莉(4级)、草木樨 (4级)、红车轴草(4级)、秋英(4级)、欧洲千里光(4级)、粉花月见草(有待观察)等20种。
2.4 香格里拉市草本植物保护利用
根据最新国家林业和草原局农业农村部公告(2021年第15号)(国家重点保护野生植物名录)，该次调查共记录国家重点保护野生植物有桃儿七、西南手参、长鞭红景天、云南红景天、珠子参、金铁锁，保护级别均为国家二级。其中，红景天属植物极易出现在香格里拉农贸市场上，且采挖量大，并未得到合理保护，应加强对公众的宣传教育、制定就地保护或迁地保护、寻找保护植物的替代物等多项措施并行。
过渡放牧和牛羊选择性啃食使草甸出现不同程度的退化或趋于退化，退化草甸物种多样性较低。狼毒、大狼毒、鸢尾属和橐吾属等不可食植物逐渐取代禾本科、莎草科等可食性物种，成为优势物种。香格里拉市草场放牧的动物有高原黄牛、牦牛、犏牛、绵羊及马属动物。调查过程中向当地牧民咨询得知，全年均有草食动物放牧其中，草地载畜量趋于饱和。显然，草地不合理利用方式是造成草地退化的主要因素。
①草本植物多样性较高，优势科明显。香格里拉市共有73科265属427种，在科级水平上，菊科、禾本科、豆科、伞形科、唇形科、毛茛科等6科优势科明显，所含属种分别占全部草本植物属种41.51%及37.94%；
在属级水平上，马先蒿属、萹蓄属、报春花属、虎耳草属、委陵菜属、风毛菊属、凤仙花属等7属优势属明显。
②属级水平上温带成分显著。香格里拉市草本植物热带科的比例略高于温带科，但温带性质属远远大于热带性质属。温带性质属有172属，占全部属的64.91%；
热带性质属49属，占18.49%，在属级水平上显示出绝对的温带性。热带性质中泛热带分布的属最多。泛热带成分主要起源于古南大陆，其现代分布中心都在热带范围内，而且许多属的分布中心在南半球[6]。这些泛热带成分的出现表明香格里拉市草本植物区系与泛热带各地区的渊源，也表明了该区域种子植物区系在属级水平上的古老性；
其他热带分布类型属均较少，反映出随着海拔的升高热带成分迅速降低。这也说明香格里拉市植物区系不仅具有温带性质，而且由于一些植物沿金沙江之南扩展而来，具有热带性质。该植物区系与世界各地温带植物区系，特别是北温带植物区系和东亚植物区系有较密切的关系[10]。这一结论与已有的香格里拉植物区系分析所得结论一致[2,10]。
③没有中国特有科，中国特有属6属，占该区全部属2.26%。说明在区系起源中该区也具有华厦区系的古老性和特殊性。虎跳峡大而深的峡谷使得香格里拉市的植物区系和植物具有相当复杂的成分和类型。也表明此区系具有亚热带北缘的性质[10]。
④外来入侵草本植物有20种。菊科(5种)是入侵植物最多的科，这与该科植物的形态特征密切相关，菊科植物成熟后的瘦果具有冠毛，易随风长距离传播，因此，扩散定殖速度也极快，如鬼针草；
此外，该科花色鲜艳，具有一定的观赏价值，在园林绿化中引入较多，如秋英。而小蓬草、土荆芥、落葵薯等恶性入侵物种危害等级高、生态破坏性大，对香格里拉物种结构产生一定的影响。
⑤该次调查中首次发现高山细柄草在云南省分布[21]，进一步完善了该地植物区系。
⑥香格里拉市有采挖红景天属植物现象，过渡放牧、猪拱干扰以及牛羊选择性啃食使草甸出现不同程度的退化或趋于退化，退化草甸物种多样性较低。
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