南京紫金山國家森林公園種子植物資源調查及區系分析

董麗娜，徐海兵，劉曙雯，宋伙林，陳 希，居 峰，謝 奇，程 巖，萬志洲

（中山陵園管理局園林處，江蘇 南京 210014）

紫金山位于寧鎮山脈西端，地處北亞熱帶北緣，是著名的國家級森林公園。多年來，有關紫金山植被的組成、結構、演替動態等前人都有深入研究，但缺乏對該區植物全面、系統的調查及植物區系的研究。1983年，南京大學生物系及江蘇省農林廳共同主持江蘇省自然保護區的綜合考察報告，曾對紫金山的種子植物資源進行了初步調查；1987年，中山陵園管理處的趙仁壽工程師對紫金山的木本植物進行了調查。但以上調查都比較粗泛，而目前有關該地區的植物區系的研究尚未見報道。本研究在深入進行野外調查的基礎上，對紫金山的種子植物區系進行了分析，以期為紫金山國家森林公園進行森林及植物資源保護、管理以及為公園合理地引種栽培植物提供參考依據。

1 自然概況

紫金山位于江蘇省南京市東部，118o 48′ 24″ ～ 118o 53′ 04″ E，32o 01′ 57″ ～ 32o 16′ 15″ N；總面積 3 008.8 hm2，其中森林面積有2 107.6 hm2，森林郁閉度為0.75 ～ 0.80；最高峰海拔448.9 m，是寧鎮山脈的最高峰；年平均氣溫為15.7℃，年降水量為1 021 mm，全年無霜期達237 d；土壤為黃棕壤和黃褐土類。在植被類型上屬暖溫帶落葉闊葉林與中亞熱帶常綠闊葉林的過渡地帶，植被成分具有明顯的過渡性，地帶性植被為常綠—落葉闊葉混交林，主要建群種及伴生成分中，常綠闊葉樹有青岡（Cyclobalanopsis glauca）、苦櫧（Castanopsis sclerophylla）、石楠（Photinia serrulata）、冬青（Ilex chinensis）等，落葉成分有麻櫟（Quercus acutissima）、栓皮櫟（Quercus variabilis）、白櫟（Quercus fabri）、楓香（Liquidambar formosana）、黃檀（Dalbergia hupeana）、黃連木（Pistacia chinensis）、化香（Platycarya strobilacea）、南京椴（Tilia miqueliana）等。

2 研究方法

物種調查：采用查閱文獻資料和實地調查相結合的方法，于2007年3月－2009年5月，對紫金山的植物資源進行全面踏查，拍攝照片，采集實物標本，對標本進行鑒定[1～2]。

相似性系數：

式中，S為植物科、屬相似性系數，A、B為兩個地區植物科、屬、種數，C為兩個地區植物共有的科、屬、種數[3]。

R/T值：植物區系中熱帶成分（R）屬與溫帶成分（T）屬的比值，R是各種熱帶分布類型（2 ～ 7）之和，T是各種溫帶分布類型（8 ～ 14）之和[3]。

植物區系綜合系數：

xij表示k個地區中第i個地區n個分類單位中第j個分類單位的數值；表示k個地區中n個分類單位中第j個分類單位的平均值；Si表示k個地區中第i個地區植物區系成分的綜合系數[4]。植物區系種系分化度：

n1、n2、n3分別表示一個植物區系中的科、屬、種的數量；SD表示該植物區系的種系分化度[5]。

3 研究結果

3.1 紫金山種子植物區系的基本組成

3.1.1 種子植物區系的數量組成 經整理、鑒定、統計，紫金山國家森林公園共有野生種子植物123科427屬778種，其中本地野生種子植物113科386屬701種，逸生植物37科63屬77種。本地野生種子植物中，裸子植物有 2科3屬3種，雙子葉植物有93科294屬534種，單子葉植物有18科89屬164種（見表1）。逸生植物中，裸子植物有3科3屬3種、雙子葉植物31科54屬68種、單子葉植物3科6屬6種。逸生植物按來源又可分為外來入侵植物[6]和由紫金山地區有意引種栽培的植物馴化后形成的逸生植物，其中外來入侵植物有19科36屬44種，有意引種栽培的歸化植物有26科31屬33種。另外，本地區還有栽培植物393種（包括33種歸化植物，不包含栽培的農作物及溫室引種植物）。由于栽培植物不能代表本地植物區系，逸生植物不能代表本地植物區系與其它植物區系的自然關系[3]，以下用作分析的植物僅指本地野生植物。

表1 紫金山本地野生種子植物區系組成Table1 Composition of local seed plant in Zijinshan

由表1可以看出，紫金山的種子植物區系以雙子葉植物占絕對優勢，其科、屬、種分別占整個種子植物區系的82.3%、76.2%、76.2%。

3.1.2 種子植物科的組成分析 組成紫金山國家森林公園植物區系的113科本地野生種子植物，含20種以上的大科有禾本科（48屬81種）、菊科（29屬55種）、薔薇科（16屬45種）、豆科（22屬35種）、莎草科（9屬32種）、唇形科（17屬30種）、百合科（13屬21種）共7科154屬299種，其科、屬、種占整個植物區系的6.2%、40.0%、42.7%。以上7科植物除百合科外，其它6科都是世界性分布的大科，所含植物是本區系草本群落和灌木群落的主要構成成分。

含10 ～ 19種的科有毛茛科（7屬18種）、蓼科（3屬18種）、大戟科（9屬17種）、十字花科（7屬13種）、榆科（5屬12種）、玄參科（6屬11種）、石竹科（8屬10種）、茜草科（6屬10種）、葡萄科（4屬10種）、報春花科（2屬10種）共10科57屬129種，其科、屬、種占整個植物區系的8.8%、14.8%、18.4%，其中榆科、毛茛科、蓼科、玄參科、石竹科、茜草科、報春花科是世界性分布科。這10科植物除榆科是木本植物、大戟科、茜草科及葡萄科有少量木本植物外，其余基本上都是草本植物。

以上17科植物所含科數僅占整個植物區系總科數的15.0%，但所含屬數和種數占整個植物區系的54.7%和61.1%，表明了該區系屬、種主要分布于大科的特點，同時也說明了這17科植物是本區的最適應類群，在屬、種的數量上具有明顯的優勢，是本區系植物組成上的優勢科。

含5 ～ 9種的科有鼠李科（6屬9種）、殼斗科（3屬9種）、景天科（2屬9種）、?？疲?屬8種）、木犀科（4屬8種）、傘形科（7屬7種）、堇菜科（1屬8種）、馬鞭草科（5屬7種）、蕓香科(4屬6種)、紫草科（4屬6種）、天南星科（3屬6種）、楊柳科（2屬6種）、椴樹科（3屬6種）、桔?？疲?屬5種）、忍冬科（3屬5種）、蕁麻科（3屬5種）、藜科（2屬6種）、衛矛科（2屬5種）、罌粟科（1屬5種）、槭樹科（1屬5種）共20科64屬131種，其科、屬、種占整個植物區系的17.7%、16.6%、18.7%。

含2 ～ 4種的科有葫蘆科（4屬4種）、旋花科（3屬4種）、茄科（3屬4種）、五加科（3屬3種）、無患子科（2屬3種）、杜鵑花科（2屬3種）、清風藤科（2屬2種）、柏科（2屬2種）等38科73屬103種，其科、屬、種占整個植物區系的33.6%、18.9%、14.7%。

僅含1種的科有松科、金粟蘭科、大麻科、商陸科、番杏科、馬齒莧科、木通科、小 科、亞麻科、水馬齒科、瑞香科、菱科、小二仙草科、紫金?？?、山礬科等38科38屬38種，科、屬、種占整個植物區系的33.6%、9.8%、5.4%。

3.1.3 種子植物屬的組成分析 紫金山的386屬種子植物，含10種及以上的屬有蓼屬（13種）、蒿屬（11種）、苔屬（12種）共3屬，屬和種占本區總屬數和種樹的0.7%和9.3%。

含5 ～ 9種的屬有珍珠菜屬（9）、紫堇屬（8）、懸鉤子屬（7）、委陵菜屬（7）、櫟屬（7）、毛茛屬（5）等22屬136種植物，占本區屬和種的5.7%、19.4%。

含2 ～ 4種的屬有樸屬（4）、柳屬（4）、女貞屬（4）、鼠李屬（4）、豬殃殃屬（4）、風輪菜屬（4）、鼠尾草屬（4）、鵝冠草屬（4）、天南星屬（3）、榆屬（3）、菝葜屬（3）、土麥冬屬（3）、雀麥屬（3）、狗尾草屬（3）、沙參屬（3）、忍冬屬（2）、山胡椒屬（2）、冬青屬（2）等112屬280種，占總屬數和種數的29.0%和40.0%。

僅含1種的屬有249屬249種，占總屬數和種數的64.5%和35.5%。

由以上分析可以看出，紫金山屬內種的數量大多較少，大部分屬僅有1種或幾種植物，在植物組成上的優勢屬不明顯。

3.1.4 種的組成分析 由表1可以看出，按植物生長型統計，該區701種本地野生種子植物中，草本植物有441種，木本植物有210種，藤本植物有50種，分別占本區植物總種數的62.9%、30.0%和7.1%。這說明，本區系的植物組成中，草本植物較木本植物占有明顯優勢，藤本植物占較小的比例。

3.2 紫金山種子植物區系地理成分分析

3.2.1 紫金山種子植物區系科的分布區類型 根據吳征鎰等世界種子植物科的分布區類型系統[7]，紫金山 113科種子植物可分為8個分布區類型，7個變型（見表2）。由表2可以看出，紫金山種子植物區系以世界分布科最多，共48科，包括禾本科、菊科、薔薇科、豆科等世界性大科。

除世界分布科外，以熱帶地理成分科占絕對優勢，共4型5個變型，包括漆樹科、紫葳科、天南星科、山礬科、椴樹科、鳶尾科、杜鵑花科、葡萄科等43科，占總科數（除世界分布科）的66.15%，而這些熱帶地理成分中，有很多都具有分布到溫帶的種類。溫帶地理成分科共22科，包括3型2變型，占總科數的33.85%。從科的地理成分分析看，紫金山種子植物區系具有較為明顯的熱帶性，同時與暖溫帶也有較為密切的聯系，反映了紫金山種子植物的過渡特征。

表2 紫金山種子植物科的分布區類型Table2 Areal types of families of seed plant in Zijinshan

3.2.2 紫金山種子植物區系屬的分布區類型 根據吳征鎰先生中國種子植物屬的分布區類型的劃分[8]，本區系的386屬植物可分為14型及8個變型（表3）。

以上分布類型中，2 ～ 7型為熱帶分布類型，紫金山共138屬，占全部屬的40.95%，以泛熱帶分布屬最多。這些熱帶分布類型，大多屬都不是典型的熱帶分布屬，以分布區延伸到亞熱帶和溫帶地區成分為主。8 ～ 14型為溫帶分布類型，共195屬，占全部總屬數的57.86%，比熱帶成分多16.91%。由于屬是分類學上一個相對比較穩定的單位，屬的特征更能代表某一區系的性質，因此以上的分析表明，紫金山的種子植物區系溫帶性質明顯，同時也具有較強的熱帶親緣性，表明了紫金山植物區系的過渡特征。同紫金山蕨類植物區系相比，紫金山種子植物區系具有更明顯的溫帶性質，這可能是由于蕨類植物的生存更多受小氣候影響所致。

3.3 紫金山種子植物區系與鄰近地區種子植物區系的比較

將紫金山種子植物區系與鄰近的浙江龍王山自然保護區[9]（植物種類引自南京林業大學、安吉縣林業局、龍王山自然保護區編制的龍王山自然保護區生物資源考察集）、安徽的板橋自然保護區[5]、南京的棲霞山[10]，山東的泰山[11]作比較，統計各地的野生種子植物區系組成，計算區系綜合系數和區系種系分化度，屬、種的相似性系數。

表3 紫金山種子植物屬的分布區類型統計Table3 Areal types of genera of seed plant in Zijinshan

續表3

植物區系綜合系數和區系種系分化度是評判區系豐富度的兩種方法。植物區系綜合系數值越大，表示該區系植物越豐富，反之則越貧乏。由表4可以看出，上述五個地區的區系綜合系數依次為龍王山＞板橋＞泰山＞紫金山＞棲霞山，紫金山為－0.333，位于第四位，明顯低于龍王山和板橋，與泰山較為接近，又遠高于南京的棲霞山。從科、屬、種的數量來看，紫金山科的數量與平均值相等，但屬、種的數量都明顯低于平均值，因此植物區系綜合系數的分析結果表明了紫金山的種子植物在五個地區中不太豐富。從植物區系分化度來看，五個地區的種系分化度依次為龍王山＞板橋＞泰山＞紫金山＞棲霞山，這與區系綜合系數的對比結果完全一致。區系種系分化度越大，表示該區系植物分化程度越高，反之，則表示分化程度越低，以上種系分化度的對比結果表明，紫金山的種子植物種系分化度不高。由以上兩種衡量區系豐富度的指標的分析可以看出，在大范圍內，紫金山的種子植物區系豐富度不算高，這一方面是與紫金山所處的地理位置有關，另一方面是由于紫金山山體較小、海拔高度較低。從地理位置來說，紫金山位于龍王山、板橋以北，泰山以南；從山體大小來說，紫金山的山體和海拔高度都遠小于板橋、龍王山、泰山。因此雖然紫金山位于泰山以南，但缺乏泰山多變的地形和環境條件，故其植物豐富度也不如泰山。但就南京地區來說，紫金山的種子植物區系是非常豐富的。根據現有的調查資料，南京的幕府山[12]、牛首山[13]、棲霞山的種子植物無論在科、屬、種的數量上都遠少于紫金山，因此，紫金山是南京植物區系的最重要的組成部分，對南京地區的植物區系研究具有重要的作用，應該采取積極措施嚴格加以保護。建議在物種最為豐富的北坡及東北坡的地帶性森林生態系統范圍內設立自然保護小區，以保護地帶性的森林生態系統和豐富的本地野生植物資源。

由表5可以看出，紫金山與棲霞山的科、屬的相似性系數都是最高的，這與它們都是寧鎮山脈相關。紫金山與板橋、龍王山、泰山在科的相似性系數上都很高，但在屬的相似性系數上，紫金山與龍王山、板橋的相似性系數遠高于泰山，這說明紫金山植物區系與板橋、龍王山植物區系親緣關系更為親近，而與泰山植物區系親緣關系較為疏遠，這與以上四個地區所處的地理位置及所處的氣候帶密切相關，也說明了浙江、江蘇、安徽同屬于一個植物區系的正確性。

表4 紫金山與鄰近地區種子植物區系的種系分化度和區系綜合系數Table4 Comparison with neighbor flora on species differentiation and R/T of seed plant in Zijinshan

表5 紫金山種子植物區系與鄰近地區種子植物區系相似性系數的比較Table5 Comparison with neighbor flora on similarity of seed plant in Zijinshan

4 結論

4.1 紫金山種子植物區系相對豐富，地理成分較為復雜

紫金山共有本地野生種子植物113科386屬701種，同南京地區的其它山體相比，種類較為豐富，但同相鄰省區的其它山體相比，種類較少，這主要與紫金山所處的地理位置及山體較小有關。本區系科的地理成分包括8個分布區類型，7個變型；屬的地理成分包括14個分布區類型及8個變型。

4.2 紫金山種子植物區系具有明顯的由亞熱帶向暖溫帶的過渡性質

科的地理成分分析表明紫金山種子植物區系具有較為明顯的熱帶性，同時與暖溫帶也有較為密切的聯系；屬的地理成分分析表明紫金山的種子植物區系溫帶性質明顯，同時也具有較強的熱帶親緣性；而與鄰近地區的對比表明，紫金山與亞熱帶及溫帶的植物區系都有較高的相似性。以上分析充分說明了紫金山種子植物區系的過渡特征。

4.3 特有成分少

紫金山的中國特有屬僅有盾果草屬、牛鼻栓屬、明黨參屬、短穗竹屬4屬4種植物屬于該分布區類型，但杜仲、銀雀樹、喜樹、秤錘樹、青檀等中國特有植物在該區系都能自然繁殖生長，成為本區系的歸化植物，說明本區系具有與這些植物原產地相似的環境條件。在以往的有關紫金山植物的記載中，都把秤錘樹列為紫金山的栽培植物，但秤錘樹在紫金山有很多自然更新的植株，且秤錘樹的原產地在南京，秤錘樹是否為紫金山的栽培種值得商榷。

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