全 文 ：第 35卷 第 1期 生 态 科 学35(1): 9297 2016 年 1 月 Ecological ScienceJan. 2016
收稿日期: 2015-01-05; 修订日期: 2015-04-15 基金项目: 国家自然科学基金项目(31160005) 作者简介: 姜泽群(1982—), 女, 黑龙江齐齐哈尔人, 硕士研究生, 主要从事资源植物学, E-mail: 792643211@qq.com *通信作者: 艾尼瓦尔吐米尔, 男, 博士, 教授, 主要从事地衣生态学研究, E-mail: anwartumursk@xju.edu.cn
姜泽群, 阿不都拉阿巴斯, 艾尼瓦尔吐米尔. 阿尔泰山温泉沟森林公园地衣区系的比较研究[J]. 生态科学, 2016, 35(1): 9297. JIANG Ze chun, Abdulla ABBAS, Anwar TUMUR. Comparative study of the lichens floristics in Altay Mountain Hot Spring Forest Park in Xinjiang[J]. Ecological Science, 2016, 35(1): 9297.
阿尔泰山温泉沟森林公园地衣区系的比较研究 姜泽群, 阿不都拉阿巴斯, 艾尼瓦尔吐米尔* 新疆大学生命科学与技术学院,乌鲁木齐 830046
【摘要】为了查明阿尔泰山温泉沟森林公园地衣物种组成及区系特征, 对不同海拔采集的地衣进行了种类鉴定和区系分析, 同时对其他 11 个地区的地衣区系进行了比较。不同地区间的地衣种属相似性采用 Czehanowski 系数; 地衣的区系丰富性采用左家哺综合系数; 地衣区系地理成分的相关性采用主成分分析和聚类分析法进行了比较。结果表明, 阿尔泰山温泉沟森林公园地衣区系中, 单种科和单种属的比例在该地区地衣种类组成中较高, 分别占该地区地衣总科属数的 40%和 56.52%。属的相似性与额尔齐斯河大峡谷最高为 64.15%, 种的相似性与哈纳斯国家级自然保护区最高为33.96%, 与武夷山地衣的属种相似性最低分别为 27.12% 和 2.27%。地衣科、属、种的丰富度指数, 还是综合性丰富性指数较低, 所比较的 12 个地区中排在我国第 9 位。地衣区系地理成分中, 环北极成分占优势, 其次为温带成分和世界广布成分, 与高等植物区系特征相符。
关键词：种属相似性; 地衣区系; 丰富度指数; 阿尔泰山; 新疆 doi:10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.01.014中图分类号：文献标识码：A文章编号：1008-8873(2016)01-092-06 Comparative study of the lichens floristics in Altay Mountain Hot Spring Forest Park in Xinjiang JIANG Ze chun, Abdulla ABBAS, Anwar TUMUR* College of Life Sciences and Technology, Xinjiang University, Urumqi 830046, China Abstract: In order to better understand the lichens species composition and floristic characteristics of Altay Mountain Hot Spring Forest Park, lichens species were collected in different altitude and identified in laboratory, and the floristics of lichens was analyzed in the 11 different area. Czehanowski index was used to analyze species and genus similarity in the different area. Zuojiapu index was used to compare the lichens abundance and principal component, and cluster analysis was used to analyze of the lichens floristic composition in different area. The result shows that the proportion of single species families and genus is higher, respectively 40 % and 56.52 % of the total number of genera and families of research area. The similarity index of genus with Ergis River gorge is 64.15 %, and the similarity index of species with the Hanas National Reservation is 33.96 %, while the genus and species similarities with Wuyi Mountain are 27.12 % and 2.27 %, respectively. Lichens genera and species richness index, and comprehensive richness index are low, which is in the ninth of 12 different areas. Among the lichens species, the circumpolar elements are dominant, and has more number of the temperate zone elements and cosmopolitan elements. The lichens floristic composition is consistent with the floristic characteristics of higher plants of the Altay Mountain. Key words: species and genus similarity; lichen floristics; abundance index; Altay Mountain; Xinjiang 1 期 姜泽群, 等. 阿尔泰山温泉沟森林公园地衣区系的比较研究 93
1 前言 植物区系是某一地区, 或者是某一时期, 某一分类群, 某类植被等所有植物种类的总成[1–3]。植物区系的形成是植物界在一定的自然历史环境中发展演化和时空分布的综合反映。一个特定区域的植物区系, 不仅反映了这一区域中植物与环境的因果关系, 而且也反映了植物区系在地质历史时期中的演化[1–4]。各地区植物区系之间既有相互联系, 又有独立发展的一面, 具体情况不仅可以反映地区间植物区系之间的联系, 而且能够反映不同地区环境和自然演化史关系的密切程度[4]。研究植物区系的相似性和差异不仅对深入认识区域古地理环境演变和现代地理环境特征有所帮助, 而且能揭示其物种的古老性、复杂性、独特性和多样性[5–6]。因此, 植物区系研究在区域物种多样性的形成机制和变化预测、生物多样性评估等基础理论的研究和应用中具有重要理论和实践价值[5–7]。 阿尔泰山在生物区系演化中, 由于北方适寒湿型泰加类群入侵, 并与亚洲中部适温旱型荒漠类群在域内汇合并相互渗透, 使之生物多样性组成十分独特, 资源高度富集; 并在山地形成了完整的自然景观垂直带谱结构, 此结构是从北极苔原、欧洲-西伯利亚泰加林、北方森林草原以至亚洲中部荒漠等地带性景观在山地的缩影, 因而在研究生物区系起源、类群演化与资源保护与开发上, 具有极高的科学地位[8]。阿尔泰山温泉沟森林公园位于阿尔泰山的中部, 大陆性寒温带冷气候特征明显, 植物资源丰富, 在生物多样性保护方面具有重要的研究价值。但目前有关该地区地衣资源以及区系组成等方面未见研究报道。因此, 本研究根据野外调查数据, 并参考前人的研究资料的基础上分析了阿尔泰山温泉沟森林公园地衣区系组成, 同时与国内其他 11 个地区的地衣区系进行了比较。 2 材料与方法 2.1 研究区概况 阿尔泰山温泉沟森林公园位于福海林场境内, 地理坐标为: E 88°45′56″—89°05′31″, N 47°40′42″—48°05′55″, 公园规划面积为 88793 ha。福海林场林区位于额尔齐斯河主要水源地之一的哈拉额尔齐斯河、卓路特河源头。地处 E 88°22′35″—89°3′55″, N 47°33′22″—48°10′50″之间, 北与蒙古人民共和国接壤, 东界富蕴林场, 南接福海县, 西与阿勒泰市毗连, 南北长约 69 km, 东西宽约 53 km。福海林场大体是北高南低的中山地区, 在阿尔泰山断裂构造中形成西北向东南渐趋低下, 西北部山势最高的地形。林场最低海拔 854 m, 最高海拔 3332 m, 地形复杂, 坡度一般在 20°—40°之间, 由于受地质影响, 阶梯发育比较明显, 形成低山带、中山带、亚高山带和高山带四部分。该林区属温带大陆性气候, 冬季漫长而寒冷夏季温凉而短暂, 寒暑变化很大, 境内气温以 7 月为最高, 温度≥20 ℃, 1 月最低, 平均温度为–21.7 ℃, 年降水量 500 mm 左右, ≥10 ℃ 积温在1800 ℃—2600 ℃之间, 累年平均无霜期为 148 d。林区植被垂直分布明显, 包括:(1)低山灌木草原带: 在林场南端, 海拔在 1100 m 以下; (2)山地森林和森林草原带: 海拔 1100 m—2500 m, 以林区主要活动要带 , 主要树种有西伯利亚落叶松(Larix sibirica Ledeb.), 西伯利亚云杉(Picea obovata Ledeb.)及疣枝桦 (Betula pendula Roth)、山杨 (Populus davidiana Dode)等; (3)亚高山草甸带: 海拔在 2400—2700 m 左右; (4)高山草甸带: 本带下限在海拔 2700 m 左右[9]。 2.2 研究方法 在野外考察时,根据研究地区的植被和景观特征, 在海拔 910 m—2100 m 间随机设置样地 20 个, 采集地衣标本 300 多份, 拍摄地衣生态照片、记录经纬度和有关环境参数。在实验室进行物种鉴定, 查阅文献、借鉴前人研究成果统计出研究区地衣区系数据。地区间地衣区系的相似程度一般采用Czehanowski 系数进行计算[5,10–11]: 2 100%cCSA B 式(1)中: SC为相似性系数; A 为甲地地衣科(属)的数目; B 为乙地衣物科(属)的数目; C 为两地共有的地衣科(属)的数目。 地衣的区系丰富性采用左家哺综合系数法[12–13], 定义: 1[( ) / ]mik ik ikkSi x x x 式中 xik表示 k 个地区第 i 个地区 m 个分类单元中的第 k 个分类单位数据, xik表示 n 个地区中 m 个分类单位中第 k 个分类单位的数据的平均值, 其数值越大, 表示该地区区系越丰富, 反之亦然[12–13]。 94 生 态 科 学 35 卷
3 结果与分析 3.1 温泉沟森林公园地衣种类组成 本研究初步确定分布在阿尔泰山温泉沟森林公园的地衣共有 56 种, 隶属于 5 目、15 科、23 属。其中, 文字衣目(Caliciales)含1科, 1属, 1种; 茶渍目(Lecanoralis)含11科, 18属, 46种; 黄枝衣目(Teloschistales)含 1 科 2 属 7 种; 瓶口衣目(Verrucariales)含 1 科, 1属, 1种; 地卷目(Peltigerales)含 1科, 1属, 1种, 详细的地衣名录在另文中报道。 3.2 温泉沟森林公园与其它地区地衣属种相似性比较 12 个不同地区地衣种类组成中, 单种科、单种属、优势科和优势属的组成比例见表 1。 从表 1 可知, 阿尔泰山温泉沟森林公园地衣区系中的单种科和单种属地衣种类占该地区地衣种类中的比例较高, 分别占该地区地衣总科属数的 40 %和 56.52 %, 说明了该地区地衣在区系具有古老性质和自然环境的独特性。阿尔泰山温泉沟森林公园地衣中优势科的比例最低为 20 %, 说明地衣在科的水平上没有明显的优势现象, 但在属的水平上该地区的优势属占总属数的 21.74 %, 仅次于额尔齐斯河大峡谷。研究一个地区地衣区系特征时, 应与多个地区的地衣属种数、属种相似性、丰富度作比较, 不但可以更好的解释该地区地衣物种的多样性, 掌握该地区地衣的演替、迁移以及分布规律。同时, 一个地区与其它地区地衣区系中共有属、种的比较有助于认识和分析他们彼此在地理上和发生上的联系[10]。