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谭治刚, 阎平, 张丽君, 黄刚, 杜珍珠. 新疆西昆仑山禾本科植物物种多样性特点. 草业科学, 2017,34(8):1611-1616
Tan Zhi-gang, Yan Ping, Zhang Li-jun, Huang Gang, Du Zhen-zhu. Characteristics of species diversity of gramineous plants of West Kunlun Mountains in Xinjiang. Pratacultural Science,2017,34(8): 1611-1616  
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《草业科学》编辑部
新疆西昆仑山禾本科植物物种多样性特点
谭治刚, 阎平, 张丽君, 黄刚, 杜珍珠
石河子大学生命科学学院,新疆 石河子 832003
通信作者：阎平(1962-),男,山西方山人,教授,本科,主要从事植物分类与资源植物研究。E-mall:[email protected]

第一作者:谭治刚(1990-),男,重庆万州人,在读硕士生,主要从事植物分类学研究。E-mall:[email protected]

收稿日期: 2017-04-21
基金: 国家自然科学基金(31260047)
摘要

通过实地考察和植物标本的采集与鉴定,并结合相关文献资料的查阅,对新疆西昆仑山禾本科植物物种多样性特点进行了研究。结果表明,新疆西昆仑山的禾本科植物共计37属137种,分别占新疆禾本科植物属、种总数的52.11%和42.55%,属种丰富度比较高;其中发现该区新记录植物6种。本区禾本科植物特有现象不明显,属的组成以仅含1种的属(17属17种)和少种属(13属35种)为主,共计30属52种,分别占属、种总数的81.08%和37.96%;中型属(4属32种)和较大属(3属53种)共计7属85种,分别占属、种总数的18.92%和62.04%,在种级水平占据明显优势,是该区系的主体。区系地理成分有6个分布类型和4个变型,以温带分布及其变型为主。植物生活型以多年生草本(116种,占84.67%)为主,其次为一年生草本(21种,占15.33%)。生态型以中生植物(63种,占45.99%)和旱生植物(61种,占44.53%)为主,显示其与草原、草甸的密切关系,另有少量湿生植物(13种,占9.49%)。说明该地区比较适合禾本科多年生的旱生和中生植物生长,且该区系的禾本科植物地理成分类型与该区所处地理位置为温带较吻合。

关键词: 形态分类学; 植物种类; 植物保护; 资源利用; 生活型; 生态型; 区系
中图分类号:Q948 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2017)08-1611-06 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0537
Characteristics of species diversity of gramineous plants of West Kunlun Mountains in Xinjiang
Tan Zhi-gang, Yan Ping, Zhang Li-jun, Huang Gang, Du Zhen-zhu
College of Life Science, Shihezi University, Shihezi 832003, China
Corresponding author: Yan Ping E-mail:[email protected]
Abstract

The characteristics of species diversity of gramineous plants of West Kunlun Mountains in Xinjiang were studied by field investigation, collection and identification of plant specimens, and by referring to relevant literature. The research shows that gramineous plants of West Kunlun Mountains in Xinjiang included 37 genera, and 137 species, which accounts for 52.11 and 42.55% of genera and species, respectively, of Gramineae in Xinjiang. Gramineae species richness is relatively high in Xinjiang; and six novel species were discovered. The endemism of gramineous plants is not obvious in this area, the composition of the genus is dominated by single species (17 genera and 17 species) and few species genera (13 genera and 35 species), which have totally 30 genera and 52 species, respectively accounted for 81.08% and 37.96% of genera and species. Seven genera consisting of 85 species, which were moderately (4 genera and 32 species) or largely dominant (3 genera and 53 species), accounted for 18.92 and 62.04% of the total number genera and species, respectively, which are major components of the flora. The geographical elements of the flora are divided into six types and four variants, which exhibit temperate distribution and its variants. The dominant life form is perennial herbs (116 species, accounted for 84.67%), followed by annual herb (21 species, accounted for 15.33%). The ecotype is dominated by mesophytes (63 species, accounted for 45.99%), xerophytes (61 species, accounted for 44.53%) and a small number of hygrophytes (13 species, accounted for 9.49%), showing close relationship with grassland and meadow. These results indicated that this region was more suitable for the growth of perennial xerophytes and mesophytes of Gramineae, and the geographical distribution type of gramineous plants in this area was in agreement with the geographical location of the area.

Keyword: morphological taxonomy; plant species; plant protection; resource utilization; life form; ecotype; flora

禾本科(Gramineae)有660余属, 约9 000种, 是单子叶植物中仅次于兰科(Orchidaceae)的第二大科, 遍布全世界; 我国有230属, 1 500种左右[1]。新疆禾本科植物含引入种有71属322种54亚(变)种[2]。在种子植物中, 禾本科是经济价值较高的大科之一。

西昆仑山位于新疆和西藏的接壤地带, 西北与帕米尔相邻, 西南与喀喇昆仑山相连, 东部与中昆仑山相接, 南面与藏北高原毗邻。整个山区西起莎车县南端霍什拉普与叶城县西部的棋盘河流域, 东至民丰县东部的安迪尔河, 即76.5° -83.7° E, 东西绵延900余km, 南北两翼130~200 km, 主脊山峰海拔多超过6 000 m, 北翼与塔里木盆地高差近4 000 m[3, 4]。本研究涉及考察的范围重点是南疆喀什地区的莎车、叶城县与和田地区的皮山、和田、策勒、于田、民丰等县以南的西昆仑山北翼地区, 海拔1 500~5 000 m。该区气候寒冷干旱, 降水量少, 属极端干旱气候区, 总趋势由西向东渐干, 但北翼山区具备局部降水的条件, 植被类型独具特色, 发育了山地旱生型垂直带谱, 主要包括山地荒漠带、山地荒漠草原带、山地草原带(局部含针叶林)、高寒草甸带、冰雪带[5, 6]。而草原草甸带占据了该区系的主体地位, 禾本科植物在此带常常是建群种或优势种, 在表现西昆仑山植被的景观特征和群落特点方面显示出重要作用。

目前, 新疆西昆山地区有关禾本科植物方向比较全面、系统的研究资料比较少。本研究通过对新疆西昆仑山禾本科植物物种多样性特点的分析, 补充和丰富该地区禾本科基础植物学研究方面的新资料, 以期从禾本科这个侧面反映新疆西昆仑山地区的物种多样性, 为该地区植物多样性保护以及植物资源的合理利用提供参考依据。

1 材料和方法

于2013年7月、8月和2014年8月分别对新疆西昆仑山喀什地区莎车县、叶城县和和田地区皮山县、和田县、策勒县、于田县、民丰县的植物进行了全面地采集, 整理出禾本科植物标本600多份。依据以上标本, 以及石河子大学植物标本室以往积累的该区相关标本, 进行准确鉴定, 同时补充查阅外单位相关标本, 并结合相关文献资料[7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18], 确定该地区禾本科植物种类。在形态分类学的基础上, 结合野外实际考察, 对该区禾本科植物的组成特点进行分析; 根据吴征镒[19]的《中国种子植物属的分布区类型》的划分方法, 对该区禾本科植物的地理成分做出分析; 依据文献[20]对中国植被生活型系统划分方法, 对该地区禾本科植物的生活型类型进行统计分析; 依据物种对水分因子的适应情况, 对该地区禾本科植物的生态型做出简单的统计分析。

2 结果与分析
2.1 新疆西昆仑山禾本科植物种属组成特点

研究表明, 新疆西昆仑山的禾本科植物共计37属137种, 分别占新疆禾本科植物属、种总数的52.11%和42.55%, 属、种丰富度比较高。其中, 发现该区禾本科新记录植物6种, 分别为偏穗雀麦(Bromus squarrosus)、雀麦(B. japonicus)、多花偃麦草(Elytrigia elongatiformis)、偏穗鹅观草(Elymus komarovii)、伊吾赖草(Leymus yiunensis)、阿拉套羊茅(Festuca alatavica)。

区系组成中, 无新疆西昆仑山特有种, 特有现象不明显。仅含1种的属有17属(芦苇属Phragmites、孔颖草属Bothriochloa、齿稃草属Schismus、艹洽草属Koeleria、芨芨草属Achnatherum、稗属Echinochloa、虎尾草属Chloris、狼尾草属Pennisetum、冠毛草属Stephanachne、细柄茅属Ptilagrostis、臭草属Melica、银穗草属Leucopoa、沿沟草属Catabrosa、发草属Deschampsia、隐子草属Cleistogenes、蔗茅属Erianthus、固沙草属Orinus), 含17种, 分别占属、种总数的45.95%和12.41%; 少种属有13属(雀麦属Bromus、马唐属Digitaria、棒头草属Polypogon、大麦属Hordeum、画眉草属Eragrostis、偃麦草属Elytrigia、狗尾草属Setaria、三毛草属Trisetum、剪股颖属Agrostis、獐毛属Aeluropus、三芒草属Aristida、燕麦属Avena、以礼草属Kengyilia), 含35种, 分别占属、种总数的35.14%和25.55%; 二者共计30属52种, 占总属数的81.08%, 占总种数的37.96%。中型属有4属(碱茅属Puccinellia、赖草属Leymus、羊茅属Festuca、拂子茅属Calamagrostis), 含32种, 分别占属、种总数的10.81%和23.36%; 较大属有3属(早熟禾属Poa、针茅属Stipa、披碱草属Elymus), 含53种, 分别占属、种总数的8.11%和38.69%; 二者共计7属85种, 占总属数的18.92%, 占总种数的62.04%(表1)。

表1 新疆西昆仑山地区禾本科植物的组成 Table 1 Composition of gramineous plants of West Kunlun Mountains in Xinjiang

综上所述, 该地区禾本科植物属、种丰富度比较高, 但属的组成以仅含1种的属(17属17种)和少种属(13属35种)为主, 共计30属52种, 分别占总属数的81.09%, 占总种数的37.96%。显示仅含1种的属和少种属所占比例很高, 属的多样性比较丰富, 但种数较少。而早熟禾属(24种)、针茅属(15种)和披碱草属(14种)等少数较大属, 以及碱茅属(9种)、赖草属(9种)、羊茅属(8种)和拂子茅属(6种)等中型属虽仅有7属, 但所含种类多(85种, 占62.04%), 分布也广, 在种级水平显示出明显的优势, 是该区系的主体, 显示较高的丰富度。

2.2 新疆西昆仑山禾本科植物地理成分特点

根据吴征镒[19]的中国种子植物属的分布区类型, 该区禾本科植物的区系地理成分有6个分布类型和4个变型。其中, 世界分布的有3属34种, 占总属数的8.11%、总种数的24.82%, 分别为羊茅属(8种)、早熟禾属(24种)和剪股颖属(2种); 泛热带分布的有10属17种, 占总属数的27.03%、总种数的12.41%, 分别为芦苇属(1种)、三芒草属(2种)、画眉草属(3种)、虎尾草属(1种)、稗属(1种)、马唐属(4种)、狗尾草属(2种)、狼尾草属(1种)、孔颖草属(1种)和蔗茅属(1种); 北温带和南温带间断分布的有11属60种, 占总属数的29.73%、总种数的43.80%, 分别为碱茅属(9种)、雀麦属(4种)、披碱草属(14种)、大麦属(3种)、艹洽草属(1种)、拂子茅属(6种)、棒头草属(4种)、针茅属(15种)、臭草属(1种)、发草属(1种)和三毛草属(2种); 欧亚和南美洲温带间断分布的有2属10种, 占总属数的5.41%、总种数的7.30%, 分别为赖草属(9种)和沿沟草属(1种); 旧世界温带分布的有4属7种, 占总属数的10.81%、总种数的5.11%, 分别为偃麦草属(3种)、燕麦属(2种)、芨芨草属(1种)和隐子草属(1种); 温带亚洲分布的仅1属1种, 占总属数的2.70%、总种数的0.73%, 为细柄茅属(1种); 地中海、西亚及中亚分布的仅1属2种, 占总属数的2.70%、总种数的1.46%, 为獐毛属(2种); 地中海区至中亚和南非洲、大洋洲间断分布的仅1属1种, 占总属数的2.70%、总种数的0.73%, 为齿稃草属(1种); 中亚东部至喜马拉雅和中国西南部分布的有3属3种, 占总属数的8.11%、总种数的2.19%, 分别为冠毛草属(1种)、银穗草属(1种)和固沙草属(1种); 中国分布的仅1属2种, 占总属数的2.70%、总种数的1.46%, 为以礼草属(2种)(表2)。

表2 新疆西昆仑山禾本科植物的分布区类型 Table 2 Types of gramineous plants of West Kunlun Mountains in Xinjiang

综上所述, 新疆西昆仑山地区禾本科植物区系成分中, 温带分布及其变型共18属78种, 占属、种总数的48.65%和56.93%; 世界分布共3属34种, 占属、种总数的8.11%和24.82%; 泛热带分布有10属17种, 占属、种总数的27.03%和12.41%; 然后有很少的地中海、西亚与中亚及其变型分布, 共5属6种, 占属、种总数的13.51%和4.38%; 最后还有极少的中国分布, 仅1属2种, 占属、种总数的2.70%和1.46%。从属级水平上看, 该地区禾本科植物区系以温带分布及其变型(48.65%)为主, 与泛热带分布(27.03%)联系紧密, 且与地中海、西亚与中亚及其变型分布(13.51%)和世界分布(8.11%)有一定联系; 从种级水平上看, 以温带分布及其变型(56.93%)为主, 与世界分布(24.82%)和泛热带分布(12.41%)联系紧密, 且与地中海、西亚与中亚及其变型分布(4.38%)有一定联系。

2.3 新疆西昆仑山禾本科植物生活型特点

生活型是植物对外界环境适应的形态表现, 对生活型进行分析可以反映研究区物种分布与环境之间的相互关系, 理解植物对环境的适应对策[21]。依据文献[20]对中国植被生活型系统划分方法, 新疆西昆仑山地区禾本科植物的生活型类型较为简单, 除了少数的一年生草本(21种, 占总种数的15.33%)以外, 其余均为多年生草本, 共116种, 占总种数的84.67%, 占据了主导地位(表3)。

表3 新疆西昆仑山禾本科植物生活型 Table 3 Life forms of gramineous species of West Kunlun Mountains in Xinjiang
2.4 新疆西昆仑山禾本科植物生态型特点

生态型是物种对特殊生境发生基因型变化而形成的产物, 是物种进化的基础, 可由多种因素所引起[21], 依据物种对水分因子的适应情况, 可将该地区禾本科植物划分为旱生、中生和湿生3种类型(表4)。新疆西昆仑山地区禾本科植物生态型以中生植物(63种, 占45.99%)和旱生植物(61种, 占44.53%)为主, 共计124种, 占总种数的90.52%, 是该地区禾本科植物生态型的主体; 而湿生植物较少, 只有13种, 占该地区禾本科植物总种数的9.49%。

表4 新疆西昆仑山禾本科植物生态型统计 Table 4 Species of gramineous plants of different ecotype of West Kunlun Mountains in Xinjiang
3 讨论与结论

本研究表明, 新疆西昆仑山的禾本科植物共计37属137种, 分别占新疆禾本科植物属、种总数的52.11%和42.55%, 属、种丰富度比较高, 且在该区发现禾本科新记录植物6种。说明该地区比较适合禾本科植物生长。

该区系组成中, 特有现象不明显。属的组成结构以仅含1种的属和少种属为主, 是因为禾本科很多属在新疆本来就仅含1种的属和少种属, 在新疆西昆仑山也如此, 再加上该地区气候寒冷干旱, 降水量和水域较少, 环境较恶劣, 以中生植物为主的禾本科大部分属的植物生长较困难, 使一些原本含种数较多的属也变成了仅含1种的属或者少种属。而较大属(早熟禾属、针茅属、披碱草属, 合计53种)和中型属(碱茅属、赖草属、羊茅属、拂子茅属, 合计32种)共7属85种, 属虽少, 但种数多, 比例高, 分布也广, 多样性较为丰富。由于禾本科的早熟禾属、针茅属、披碱草属等为含种数较多的大属, 再加上这些属的植物生境大多为降水量较少、海拔较高的草原草甸带[2], 所以在以草原、草甸带为主的新疆西昆仑山往往呈建群种或优势种分布, 是该区系的主体。表明该地区更适合早熟禾属、针茅属、披碱草属等少数大属的植物生长。

该区系的禾本科植物地理成分较为丰富, 含6个分布类型和4个变型。以温带分布及其变型为主, 与世界分布和泛热带分布联系紧密, 且与地中海、西亚与中亚及其变型分布有一定联系。说明该区系的禾本科植物地理成分类型与该区所处地理位置为温带较吻合。该区系禾本科植物生活型类型较为简单, 以多年生草本为主, 还有少量一年生草本。由于禾本科植物生活型类型比较简单, 分为一年生草本、多年生草本和木本(主要为竹类), 而在新疆只有一年生草本和多年生草本, 所以在该地区只有一年生草本和多年生草本属于正常现象。禾本科植物本来就是以多年生草本为主, 再加上该地区气候较为严酷, 自然条件变化很大, 生长季节短, 一年生植物个体发育、生活史完成受到一定影响, 因而一年生植物所占比例少是必然的, 这是该地区禾本科植物长期适应其自然环境的结果。说明该地区更适合多年生草本植物生长。

该区系禾本科植物生态型以中生植物(63种, 占45.99%)和旱生植物(61种, 占44.53%)为主, 仅有少量湿生植物(13种, 占9.49%)。禾本科植物生态型主要以中生为主, 而在此区系旱生植物所占比例如此高, 是由于该区系以山地草原带和草甸带为主体, 而在山地草原带大部分为旱生的禾本科植物分布, 这也与该区气候寒冷干旱, 降水量和水域较少相吻合。表明该地区更适合旱生植物和中生植物生长。

(责任编辑 武艳培)

The authors have declared that no competing interests exist.

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