龙滩自然保护区植物生物多样性特点及其生态安全问题

来源:用户上传      作者: 贾桂康 薛跃规

　　摘要：从物种多样性、遗传多样性、生态系统多样性３个层面对龙滩自然保护区植物生物多样性进行了评价，分析了龙滩自然保护区植物生物多样性的特点，并提出了影响植物生物多样性的主要生态安全问题。结果表明，龙滩自然保护区植物种类丰富，有维管植物２０５科、１ ０２９属、２ ８２１种；影响植物生物多样性的主要生态安全问题为珍稀濒危野生植物破坏及外来物种的入侵。
　　关键词：植物生物多样性；生态安全；龙滩自然保护区
　　中图分类号：Ｑ９４８；Ｘ１７６文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）15－3058-04
　　
　　Characteristics and the Issue of Eco-safety for the Plant Biodiversity in Longtan Nature Reserve
　　
　　ＪＩＡ Ｇｕｉ－ｋａｎｇ１，ＸＵＥ Ｙｕｅ－ｇｕｉ２
　　（１． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂａｉｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂａｉｓｅ ５３３０００，Ｇｕａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ；
　　２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｇｕａｎｇｘｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００４， Ｇｕａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ in Ｌｏｎｇｔａｎ Nａｔｕｒｅ Rｅｓｅｒｖｅ ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ａｓｐｅｃｔｓ of biodiversity， species diversity， genetic diversity and ecosystem diversity． Ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｅｃｏ－ｓａｆｅｔｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｆｏｒ ｐｌａｎｔ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ Ｌｏｎｇｔａｎ Nａｔｕｒｅ Rｅｓｅｒｖｅ were put forward． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｉｎ Ｌｏｎｇｔａｎ Nａｔｕｒｅ Rｅｓｅｒｖｅ ｗａｓ ａｂｕｎｄａｎｔ， ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ２ ８２１ ｓｐｅｃｉｅｓ of ｖａｓｃｕｌａｒ ｂｕｎｄｌｅ ｐｌａｎｔｓ ｂｅｌｏｎｇｉｎｇ ｔｏ １ ０２９ ｇｅｎｅｒａ， ２０５ ｆａｍｉｌｉｅｓ． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｅｃｏ－ｓａｆｅｔｙ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈｅ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｄａｎｇｅｒｅｄ ｗｉｌｄ ｐｌａｎｔｓ ａｎｄ ｅｘｏｔｉｃ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎｖａｔｉｏｎ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｌａｎｔ ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ； ｅｃｏ－ｓａｆｅｔｙ； Ｌｏｎｇｔａｎ Nａｔｕｒｅ Rｅｓｅｒｖｅ
　　生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和［１］，它是所有生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称，具体包括了物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性３个层次［２］。
　　生物多样性是环境的重要组成部分，是人类赖以生存和发展的基础，人们的衣、食、住、行及物质文化生活都与生物多样性的维持密切相关；它既是生物之间以及与其生存环境之间复杂的相互关系的体现，也是生物资源丰富多彩的标志。多样性的物种资源可持续不断地为人类提供食物、药物及工业原料等，保护生物多样性就是保护和持续利用生物资源。
　　１龙滩自然保护区概况
　　龙滩自然保护区位于广西壮族自治区西北部的天峨县境内，由穿洞河、布柳河流域、大山林区和兴隆林区组成，地处红水河上游，东经１０６°３４′－１０７°１０′，北纬２４°３６′－２５°２８′，与南丹、东兰、乐业等县相连。地处云贵高原东南坡，海拔４００～１ ４００ ｍ，年平均气温２０ ℃，年降水量１ ０００～１ ４００ ｃｍ，年蒸发量
　　１ １９１．９ ｍｍ。气候为中亚热带向南亚热带过渡的气候带，与其相应的地带性植物资源为南亚热带季风常绿阔叶林地带和中亚热带典型常绿阔叶林地带相交叉，植物区系成分复杂，资源类别丰富。
　　２龙滩自然保护区植物生物多样性现状
　　２．１物种多样性
　　物种多样性是指物种水平上的生物多样性，具体是指一个地区内物种多样化。主要从分类学、系统学和生物地理学的角度对一定区域内的物种进行研究［３］。物种多样性与其赖以生存的生态系统多样性是有密切关系的，龙滩自然保护区面积广阔，景观多样，生态系统类型丰富。据调查，龙滩自然保护区有野生维管束植物约３ ２００种以上，目前记录到的有２ ８２１种（含种下等级），隶属于２０５科，
　　１ ０２９属（表１）。与全国的蕨类植物（６３科）、裸子植物（１０科）、被子植物（２９１科）相比，占全国的比例均超过５０％；与全广西相比，裸子植物的属较少，只占广西的４５．５％，蕨类植物和被子植物的属较多，分别占广西的５８．９％和５９．１％；而蕨类植物的种数较少，只占广西的２５．８％，裸子植物和被子植物的种数较多，分别为广西的３２．７％和３４．７％。与武夷山自然保护区［４］相比，龙滩的蕨类植物和裸子植物的科仅比武夷山少１科，而龙滩的被子植物的科、属、种数均高于武夷山。　　
　　２．２遗传多样性
　　遗传多样性是指种内基因的变化，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异［３］，是生物多样性的重要组成部分，是生态系统多样性和物种多样性的基础。一般对环境适应能力强的物种，其遗传变异较丰富，所包含的特有成分也较高［５］。龙滩自然保护区具有丰富的野生植物物种资源，在这些野生植物资源中，珍稀植物占有很高的比例，使得其遗传多样性具有极为特殊的重要性［６］。
　　２．３生态系统多样性
　　生态系统多样性一般是指生物圈内生境、生物群落多样性和生态过程多样化以及生态系统内生境的变异、生态过程的多样性。这里的生境是指无机环境，生境的多样性是生物群落多样性乃至整个生物多样性形成的基本条件［４］。龙滩自然保护区多样化的生境条件构成了生态系统多样性的基础。在生物多样性研究中，生态系统多样性常以植物群落的多样性作为研究基础［７］，因而生态系统的分类常以植被分类为依据。龙滩的生态类型丰富，分为大型、中型和小型３个生态系统类型。大型生态系统类型有森林生态系统、灌丛生态系统、草地生态系统、湿地生态系统、人工植被生态系统。大型生态系统类型可细分为各中型生态系统类型，如南亚热带雨林生态系统、南亚热带山地常绿阔叶林生态系统、山地落叶阔叶林生态系统、山地常绿与落叶阔叶混交林生态系统、亚热带针叶与阔叶混交林生态系统、竹林生态系统、常绿阔叶灌丛、落叶阔叶灌丛、亚热带草地生态系统、淡水生态系统、果树生态系统、农田作物生态系统等，它们又可以细分为多种不同的小型生态系统类型。龙滩自然保护区的陆域生态系统几乎涵盖了中亚热带到南亚热带的绝大部分类型，体现了较高的生态系统多样性特点。
　　３龙滩自然保护区植物生物多样性特点
　　３．１植物种类丰富，热带、亚热带的科属种类多

　　龙滩自然保护区的气候为温暖潮湿的中亚热带向南亚热带过渡的气候，地形多样，水热条件优越，自然环境复杂。其独特的地貌和土壤条件，为各类生物的生长、繁衍提供了良好的环境条件。龙滩自然保护区地处云贵高原向东南丘陵倾斜的过渡地带，植物区系成分丰富。由表２可知，龙滩自然保护区的植物区系在１５个分布型中，占总属数比例最多是泛热带分布（２１．３7％），其次是热带亚洲分布（２０．１９％），再次是东亚分布（８．６５％）。
　　３．２起源古老
　　龙滩自然保护区植物区系中含有丰富的古老植物；植被植物系的地理成分复杂且起源较为古老，有不少珍稀植物。常见的蕨类植物的科中，古生代出现的有石松科（Ｓｅｌａｇｎｅｌｌ ａｃｅａｅ）、卷柏科（Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａｃｅａｅ）、阴地蕨科（Ｂｏｔｒｙｃｈｉａｅａｅ），并有已列入《中国植物红皮书》的珍稀濒危植物，也是中国蕨科（Ｓｉｎｐｔｅｒｉｄａｃｅａｅ）最原始的成员――原始莲座蕨等；中生代出现的有蚌壳蕨科（Ｄｉｃｋｓｏｎｉａｃｅａｅ）、桫椤科（Ｃｙａｔｈｅａｃｅａｅ）等，其中渐危种珍稀保护植物桫椤在保护区中有成片分布的现象。第三纪出现的有海金沙科（Ｌｙｙｏｄｉａｃｅａｅ）和凤尾蕨科（Ｐｏｌｙｐｏｉａｃｅａｅ）；莲座蕨科（Ａｎｇｉｏｐｐｔｅｒｄａｃｅａｅ）、铁角蕨科（Ａｓｐｌｅｎｉａｃｅａｅ）、水龙骨科（Ｐｏｌｙｏｄｉａｃｅａｅ）等蕨类在群落内成片生长，且多数成为群落中的随遇种。蕨类植物中，有古生代的松叶蕨（Ｐａｉｌｏｔｕｍ ｎｕｄｕｍ）、福建观音莲座蕨（Ａｎｇｉｏｐｔｅｒｉｓ ｆｏｋｉｅｎｓｉｓ）、地刷子石松（Ｌｙｃｏｐｏｄｉｕｍ ｃｏｍｐｌａｎａｔｕｍ）、千层塔（Ｌｙｃｏｐｏｄｉｕｍ ｓｅｒｒａｔｕｍ）、笔管草（Ｈｉｐｐｏｃｈａｅｔｅ ｄｅｂｉｌｉｓ）。中生代三叠纪出现的有紫萁（Ｏｓｍｕｎｄａ ｊａｐｏｎｉｃａ）、华南紫萁（Ｏｓｍｕｍｄａ ｖａｃｈｅｌｌｉｉ）、中华里白（Ｄｉｐｌｏｐｔｅｒｙｇｉｕｍ ｃｈｉｎｅｎｓｅ）及芒萁（Ｄｉｃｒａｎｏｐｔｅｒｉｓ ｐｅｄａｔａ）等。而镰叶瘤足蕨（Ｐｌａｇｉｏｇｙｒｉａ ｄｉｓｔｉｎｃｒｉｓｓｉｍａ）、小叶海金沙（Ｌｙｇｏｄｉｕｍ ｓｃａｎｄｅｎｓ）等均是白垩纪已存在的古老孑遗植物。此外，还有与恐龙同时代的石炭纪孑遗植物桫椤（Ａｌｓｏｐｈｉｌａ ｓｐｉｎｕｌｏｓａ），以及比桫椤还古老的短肠蕨属（Ａｌｌａｎｔｏｄｉａ）植物，如黑鳞短肠蕨（Ａｌｌａｎｔｏｄｉａ ｃｒｅｎａｔｅ）、毛柄短肠蕨（Ａｌｌａｎｔｏｄｉａ ｃｒｉｎｉｐｅｓ）、膨大短肠蕨（Ａｌｌａｎｔｏｄｉａ ｄｉｌａｔａｔａ）等。
　　裸子植物起源于古生代的后期，到中生代的三叠纪和侏罗纪已非常繁盛，遍布全球；后进入新生代初期，特别是第三纪始新世时，被子植物繁盛而裸子植物开始衰退，尤其是第四纪冰川期后，裸子植物的分布区加速缩退，许多种类趋于灭绝。目前我国残留下来的裸子植物共有１２科，广西有７科，龙滩自然保护区保存有较完好的松科中的油杉（Ｋｅｔｅｌｅｅｒｉａ ｆｏｒｔｕｎｅｉ）、杉科的杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ）和红豆杉科的南方红豆杉（Ｔａｘｕｓ ｍａｘｒｅｉ）等，在龙滩自然保护区植被中占有一定地位；其中松科的油杉为红皮书中珍稀濒危保护植物的濒危种，也是古老残遗树种，它在保护区中部分地段成片生长，占有一定的优势。
　　被子植物也有不少古老的科、属、种，如壳斗科、杨梅科、桑科、桦木科、胡桃科、藜科、木兰科、番荔枝科、金缕梅科、蔷薇科、毛茛科、豆科、鼠李科、漆树科、五加科、木樨科、山矾科、茜草科、茄科、泽泻科、百合科、棕榈科等。被子植物在中生代的白垩纪已开始发达，至第三纪时更为繁荣。保护区内至今仍保留许多古老的种类，如被公认为最原始被子植物类群的木兰科的木莲（Ｍａｎｇｌｉｅｔｉａ ｆｏｒｄａｎａ），也是原始的残遗植物。此外，保护区内还保存有茶花中的珍稀保护罕见种天峨金花茶（Ｃａｍｅｌｌｉａ ｔｉａｎｅｅｎｓｉｓ）。从热带性分布的属来看，在群落中起主要作用或占有一定地位的都是一些起源较古老的属，如润楠属（Ｍａｃｈｉｌｕｓ）、木姜子属（Ｌｉｔｓｅａ）、荷木属（Ｓｃｈｉｍａ）、山矾属（Ｓｙｍｐｏｌｏｃｏｓ）等。温带性分布的属中，起重要作用或居于显著地位的枫香属（Ｌｉｑｕｉｒｄａｍｂａｒ）、栎属（Ｑｕｃｅｒｃｕｓ）、槭属（Ａｃｅｒ）等都是第三纪和晚白垩纪的区系成分。因此，无论从哪个植物分类学派的观点来看，龙滩自然保护区的植物区中都存在着比较古老的或原始科属，保存着相当数量的残遗植物，这不仅说明了龙滩自然保护区的植物区系成分复杂，也进一步反映出保护区森林植被的原始性。现代植物区系中的许多成分是第三纪植物区系成分的直接后裔，中国特有分布在龙滩保护区有２０属，占保护区系总属数的１．９４％，隶属于１７科。值得注意的是，龙滩自然保护区的中国特有种成分除银鹊树属（Ｔａｐｉｓｃｉａ）、石笔木属（Ｔｕｔｃｈｅｒｉａ）、盾草属（Ｔｈｙｒｏｃａｒｐｕｓ）、翅茎草属（Ｐｔｅｒｙｇｉｅｌｌａ）、石钟花属（Ｐｅｔｒｏｃｏｄｏｎ）等外；其余均为单种属，包括青檀属（Ｐｔｅｒｏｃｅｌｔｉｓ）、青钱柳属（Ｃｙｃｌｏｃａｒｙａ）、喜树属（Ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃａ）、香果树属（Ｅｍｍｅｎｏｐｔｅｒｙｓ）等。
　　３．３国家保护植物丰富
　　龙滩自然保护区有国家重点保护的野生植物２８种，其中国家一级保护植物有南方红豆杉（Ｔａｘｕｓ ｍａｉｒｅｉ）、掌叶木（Ｈａｎｄｅｌｉｏｄｅｎｄｒｏｎ ｂｏｄｉｎｉｅｒｉ）、水杉等，国家二级保护植物有桫椤（Ａｌｓｏｐｈｉｌａ ｓｐｉｎｕｌｏｓａ）、蚬木（Ｂｕｒｒｅｔｉｏｄｅｎｄｒｏｎ ｈｓｉｅｎｍｕ）、马尾树（Ｒｈｏｉｐｔｅｌｅａ ｃｈｉｌｉａｎｔｈａ）、香果树（Ｅｍｍｅｎｏｐｔｅｒｙｓ ｈｅｎｒｙｉ）等２５种。龙滩自然保护区兰科植物资源丰富，据统计，兰科植物有１００种以上，且分布生境极为多样化，特别是石山地区种群密度均比其他地貌类型高，是广西野生兰科植物属种最多、系统发育最完善的保护区，也是研究广西兰科植物多样性与系统发育的重要基地［８］。
　　４龙滩自然保护区植物生物多样性保护主要生态安全问题
　　４．１阔叶林及珍稀野生植物破坏严重
　　龙滩自然保护区地跨中南亚热带，植被类型主要是亚热带常绿阔叶林，在龙滩自然保护区分布有部分南亚热带雨林。近年来由于木材被过度采伐，天然林尤其是天然阔叶树遭受严重地破坏，分布面积不断缩小，天然阔叶树比重不断下降，对生物多样性保护构成较大威胁。在龙滩自然保护区，很多树被砍，如桫椤、栓皮栎（Ｑｕｅｒｃｕｓ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ）、刚竹（Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｂａｍｂｕｓｏｉｄｅｓ）、南方红豆杉等。
　　整个保护区珍稀植物为１２２种，兰科植物有１００种（含新种）以上，兰科植物具有很高的经济价值，应受到严格的保护，但在保护区内却屡遭采挖，种群结构受到严重地破坏，特别是具有药用价值的天麻（Ｇａｓｔｒｏｄｉａ ｅｌａｔａ）、石斛属（Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ）和金线莲（Ａｎｏｅｃｔｏｃｈｔｌｕｓ ｒｏｘｂｕｒｇｈｉｉ）等植物常被“大量收购”。如石斛属每年有高于１ ０００ ｋｇ被不法商贩非法收购，因而保护野生兰科种质资源的工作迫在眉睫［８］。由于龙滩水电站的建设，需要开采石头和进行公路建设，天峨金花茶（Ｃａｍｅｌｌｉａ ｔｉａｎｅｅｎｓｉｓ）的生境正在遭到破坏。还有当地多种野生中草药，也被大肆采挖，资源的数量日趋减少，某些种已濒临灭绝。

　　４．２外来入侵物种问题
　　外来入侵物种对生物多样性的影响表现在两个方面：一是外来入侵物种本身形成优势种群，使本地物种的生存受到影响并最终导致本地物种灭绝，破坏了物种多样性，使物种单一化；二是通过压迫和排斥本地物种导致生态系统的物种组成和结构发生改变，最终导致生态系统受破坏［９］。国际上已经把外来入侵物种列为除栖息地破坏以外，生物多样性丧失的第二大因素。
　　外来物种的入侵对龙滩自然保护区生态造成较大灾害，且有逐年加重的趋势。据调查，目前对龙滩自然保护区生态环境影响较大的外来入侵物种主要为紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）、飞机草（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ｏｄｏｒａｔｕｍ）、水葫芦（Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ）等，其中影响最大的为紫茎泽兰。
　　紫茎泽兰俗称破坏草、解放草、霸王草等，系菊科泽兰属多年生半灌木状草本植物，原产于中美洲的墨西哥，１８６５年开始作为观赏植物进行栽培，后引种到欧洲、美洲、澳洲等。２０世纪５０年代从缅甸、中越边境进入云南南部，７０年代末传入四川凉山州。它可入侵各类林地，导致更新造林保存率明显下降，严重抑制天然更新和森林恢复，使幼树难以成林，经济林木推迟投产。目前，在龙滩保护区发生面积在５０ ｈｍ２以上，平均普遍发生率为９．２％，主要分布在高坡、平地，其中水沟边、沼泽边、路边长势茂盛。在保护区中，紫茎泽兰大多在山边、路边生长，然后很快入侵进入森林，占领本地物种的生态位，最后占领整片林地，对龙滩保护区的生物多样性造成很大的影响。
　　飞机草又名香泽兰，系菊科泽兰属；多年生粗壮草本，原产于中美洲，２０世纪２０年代曾作为一种香料引种到泰国栽培。１９３４年在云南南部被发现，在我国主要分布于海南、云南的南部和西南部地区、贵州西南部、两广及港澳台等省（区）。该草繁殖力强，生长旺盛，常密集成丛或成片，对龙滩保护区的生物多样性造成很大的危害。
　　水葫芦，属雨久花科，凤眼莲属，于１９０１年作为畜禽饲料引入中国，曾作为观赏和净化水质植物推广种植，后逸为野生；它繁殖极快，已被列为世界十大害草之一，现分布于华北、华东、华中和华南的大部分省市。水葫芦对保护区水域造成较大生态灾害，分布于龙滩保护区的河流、湖泊和水塘中，导致大量水生动植物的死亡［１０］。
　　５结论
　　龙滩自然保护区植物生物多样性丰富，但也存在影响植物生物多样性保护的生态安全问题，因此应加强对保护区植物生物多样性的保护。生物入侵对保护区植物生物多样性的保护构成较大威胁，因而应建立保护龙滩生物多样性的战略行动计划。目前紧要研究的课题是明确入侵种群的起源地与入侵途径，加强对外来入侵物种的生物学特性、入侵生态学、控制措施等方面的研究，建立入侵物种数据库，并形成外来入侵物种信息共享机制，为外来入侵物种管理政策的制定提供科学依据，保障政策制定的及时性和科学性及管理的有效性［１１］。明确入侵种类、分布、机制，评价入侵种带来的生态危害，研究对策和具体技术，制定对外来物种的防治措施，采取有效措施防治外来物种。
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