论文部分内容阅读
苔藓植物是植物界的重要类群,中国的苔藓植物的多样性和区系地理学研究历史悠久,并有大量的区系地理分布的文献积累。但是,人们并不清楚科、属、种在我国的不同地区的分布频度,没有定量地比较中国藓类植物科的分布式样。其次,随着物种分布预测模型的应用,人们能够利用物种现有的分布数据来预测当前和气候变暖条件下的生物潜在分布范围。可惜的是,这些方法尚没有应用于苔藓植物的地理分布研究中。本文系统地收集了我国116个地区藓类植物研究的区系资料,以此为基础,统计分析了科、属、种在这116个地区的分布频率,应用聚类和排序方法对我国藓类植物区系的区域分化和科的分布式样进行了定量研究,并预测了41个不同气候适应和地理分布特点的属在我国当前和气候变暖条件下的分布范围。主要的结果如下:1.116个地区中共记录藓类植物2239种416属64科,其中安徽黄山、贵州雷公山、四川都江堰、陕西佛坪、吉林长白山、四川峨眉山、云南大围山和甘肃祁连山有最丰富的藓类植物区系,记录的种数分别为420、377、358、347、336、333、321和300种。2.在116个地区记录的2239种藓类植物中,Funaria hygrometrica(葫芦藓)、Bryum argenteum(真藓)、Thuidium cymbifolium (大羽藓)、Entodon compressus(密叶绢藓)、Weissia controversa(小石藓)、Taxiphyllum taxirameum (Mitt.)(鳞叶藓)、Herpetineuron toccoae(羊角藓)、Haplocladium angustifolium(狭叶小羽藓)、Haplocladium microphyllum(细叶小羽藓)、Hyophila involuta(卷叶湿地藓)、Plagiomnium cuspidatum (Hedw.)(匐灯藓)是我国分布最广泛的种类,它们在116个地区的分布频率在50%-63.33%。2239种藓类植物分布频率(X)与种数(Y)的关系为Y=630.37784*e-35.165483*X,(r=0.9993,P<0.001),即随着分布频率的增加,种数呈指数式下降;116个地区的416个藓类植物属中,分布最广的是真藓属(Bryum),97.44%的地区均有记录,其次是绢藓属(Entodon)、凤属藓属(Fissidens)、走灯藓属(Plagiomnium)和羽藓属(Thuidium),频率在90.60-81.20%。分布频率(X)与属数(Y)为Y=58.52*e-0.2222*X,(r=0.9271,P<0.001),随着分布频率的增加,属数呈指数式下降。与被子植物相比,苔藓植物的特有成分比例应该普遍地低。本文统计的结果却发现,在116个地区记录的2239种植物中,几近一半的种类的分布点不超过3个,相反,仅仅13种在一半以上地区有记录。分析表明,我国先期进行的地区性的苔藓植物区系研究工作,有众多山地的调查可能并不充分、或者是种类鉴定的错误。3.基于64个科在116个地区的种数分布,以科为对象进行的聚类和排序分析,结果表明,蕨藓科、桧藓科、油藓科、船叶藓科、绳藓科、孔雀藓科、平藓科、锦藓科、扭叶藓科、带藓科、卷柏藓科和隐蒴藓科等是典型的热带性科;寒藓科、水藓科、烟杆藓科、四齿藓科、美姿藓科、大帽藓科、壶藓科、皱蒴藓科、万年藓科、虾藓科、黑藓科、白齿藓科、柳叶藓科等18个科是比较典型的温带性科。借助于地理信息系统,以科的种数为指标,直观地展示了64个科在中国的分布式样差异。4.基于科、属所含的种数,以116个地区为对象进行了聚趋势对应分析和聚类分析,聚类和排图直观地反映了不同地区在藓类植物科、属组成上的差异,116个地区大致可以区别出以下五个藓类植物分布区域。区域1:包括新疆的帕米尔高原、昆仑山、博格达山、三江河流域,宁夏贺兰山和沙坡头、甘肃祁连山、内蒙赛罕乌拉、浑善达克沙地、大青山、七老图山、河北云蒙山等,反映的是典型的干旱区藓类植物区系,丛藓科所含种数占了总种数的36.08%,其次为真藓科,为11.1%;区域2包括广东的石门台、南岭、鼎湖山、深圳梧桐山和海南的尖峰岭,五个地区位于热带或热带向亚热带过渡的区域,均处于华南地区,丛藓科和灰藓科、曲尾藓科、锦藓科、凤尾藓科、白发藓科、蔓藓科、平藓科的比例较高,在22.9%-12%之间;区域3包括长三角地区的常州、南京、宜兴、苏州、无锡、宝华山、镇江、嘉兴、湖州、杭州、佘山、杭嘉湖平原、崇明岛、南通、苏北的宿迁、淮安、盐城、徐州以及山东的崂山、鲁山、泰山、沂山、河南的鸡公山等,单个调查地区的平均种数较低,此区域或为人为干扰强烈的农业区,或为环境相对干旱的地区。丛藓科、青藓科、真藓科、灰藓科、羽藓科、绢藓科、提灯藓科、葫芦藓科等为优势科;区域4包括长白山、王朗、太白山、佛坪、老秃顶子、白石砬子、洮河和白龙江流域等,这些地区位于东北地区,苔藓植物种类较丰富,但均以温带性种类为主。青藓科、丛藓科、灰藓科、提灯藓科、曲尾藓科、柳叶藓科、紫萼藓科等所占比重较大;区域5包括安徽的黄山、浙江百山祖、九龙山、乌岩岭、天目山、大盘山、凤阳山、清凉峰和古田山,江西的井冈山、四川的峨眉山和金佛山、广西九万山、贵州梵净山和雷公山、湖南通道、重庆酋阳等。这些地方位于长江流域,属于季风气候,降水量充足,空气湿度较大,为藓类植物提供了合适的生存条件,所以种类在全国范围内也是最多的,以地区为单位平均种数达225种。以灰藓科、青藓科、曲尾藓科、丛藓科、蔓藓科、提灯藓科、真藓科、金发藓科、羽藓科、锦藓科等所占比重较大。5.应用MaxEnt和ArcGis,对中国境内41个属在现代和气候变暖下(2070)下的分布范围进行了预测。发现气候变暖将对中国藓类植物的分布刻成深刻影响,但是不同的藓类植物属对气候变暖的响应是不同的。一些偏温带性分布的属,例如燕尾藓属、细湿藓属、牛毛藓属、绢藓属、美灰藓属、紫萼藓属、多枝藓属、羊角藓属、毛灰藓属、细枝藓属、提灯藓属、棉藓属、丝瓜藓属,在气候变暖的环境下,在我国的适生区域往往大幅度压缩,有的则无适生的环境;相反,一些热带性分布的类群,例如锦藓科的锦藓属,在气候变暖的条件下,其潜在的分布范围则进一步扩大,这些区域更偏北和西北。一些没有明显的热带或温带分布趋势的类群,例如、小羽藓属、毛口藓属、小石藓属等,在当前的气候条件下,它们在我国的华北等干旱环境也有较好的适应表现。在气候变暖的情况下,这些类群的分布区并不缩小,反而在东北部区域进一步扩大。