中国石松类和蕨类植物的多样性与地理分布

物种编目及其科属系统排列是了解生物多样性的基础, 本文采用Flora of China使用的分类系统, 结合最新分子分类学研究成果以及近几年发表的新资料, 对中国石松类和蕨类植物多样性和地理分布数据进行了统计和分析。结果表明中国共有石松类和蕨类植物40科178属2,147种5个亚种118个变种, 其中特有种839个, 占总种数的39.08%。种数最多的5个科依次为鳞毛蕨科(505种, 含种下单位, 下同)、蹄盖蕨科(323种)、水龙骨科(280种)、凤尾蕨科(266种)和金星蕨科(209种); 种数最多的5个属依次为耳蕨属(Polystichum, 209种)、鳞毛蕨属(Dryopteris, 176种)、蹄盖蕨属(Athyrium, 137种)、双盖蕨属(Diplazium, 98种)和凤尾蕨属(Pteris, 97种)。在地理分布上, 种数排名前5的省份为云南(1,365种)、四川(875种)、贵州(838种)、广西(785种)和台湾(779种)。含中国特有石松类和蕨类植物的科属中, 排前3位的科分别为鳞毛蕨科(257种)、蹄盖蕨科(169种)和凤尾蕨科(113种); 排前3位的属为耳蕨属(140种)、蹄盖蕨属(82种)和鳞毛蕨属(61种)。     

黄土高原石松类和蕨类植物的多样性与地理分布

物种编目是了解生物多样性的基础。本文收集已出版的专著和文献, 查阅标本馆的馆藏标本信息, 在此基础上, 对黄土高原的石松类和蕨类植物的多样性和地理分布数据进行统计和分析。科属排列采用Flora of China的分类系统, 科属界定依据分子系统学的最新研究成果。结果表明, 黄土高原共有石松类和蕨类植物18科42属165种2亚种5变种, 其中中国特有种35种, 占总种数的20.35%。种类数量最多的5个科依次为凤尾蕨科(29种, 含种下单位, 下同)、鳞毛蕨科(28种)、水龙骨科(19种)、蹄盖蕨科(16种)和铁角蕨科(16种); 种类数量最多的6个属依次为铁角蕨属(Asplenium, 16种)、鳞毛蕨属(Dryopteris, 15种)、耳蕨属(Polystichum, 12种)、岩蕨属(Woodsia, 11种)、卷柏属(Selaginella, 10种)和瓦韦属(Lepisorus, 10种)。黄土高原的石松类和蕨类植物中, 无珍稀濒危保护植物, 无中国特有属。依据生态类型可划分为4类, 即土生植物(112种)、石生植物(75种)、附生植物(18种)、水生植物(3种), 该区域石松类和蕨类植物土生或石生的种类占总种数的89.53%。在地理分布上, 黄土高原石松类和蕨类处于我国现生类群分布的边缘区域, 这与我国的石松类和蕨类分布规律基本一致。     

茂兰国家级自然保护区石松类和蕨类植物区系特征

本研究通过野外考查、标本采集和分类鉴定，以及文献资料整理，对贵州茂兰国家级自然保护区石松类和蕨类植物区系组成和分布区类型进行统计分析。结果显示：(1)茂兰国家级自然保护区共有石松类和蕨类植物32科76属237种，优势科为鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)、蹄盖蕨科(Athyriaceae)、凤尾蕨科(Pteridaceae)、水龙骨科(Polypodiaceae)；优势属为双盖蕨属(Diplazium)、卷柏属(Selaginella)、凤尾蕨属(Pteris)。(2)分布区类型以东亚广布和热带亚洲分布为主，生态类型以阴生植物和土生植物居多。(3)与其他地区的区系比较显示，茂兰与广西花坪物种相似性系数最高，依次是贵州梵净山、四川峨眉山和云南马关县。     

湖北蕨类植物区系基本成分和主要特点的探讨

在湖北蕨类植物区系中,属种数量最多的科有水龙骨科(Polypodiaceae)、鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)和蹄盖蕨科(Athyriaceae)。并以鳞毛蕨属(Dryopteris)、耳蕨属(Polystichum)和蹄盖蕨属(Athyrium)为最主要代表。区系的主要特点为:种类丰富,地理成分错综复杂,联系广泛,显示出多种区系成分交叉在一起的过渡特色。     

贡嘎山蕨类植物区系的特点

贡嘎山蕨类植物区系共合 40科,93属,399种。最主要的是耳蕨属 Polystichum,鳞毛蕨属Dryopteris,蹄盖蕨属Athyrium以及水龙骨科Polypodiaceae等系统演化上较高级的类群,所含的种主要是喜马拉雅和中国西南当地分化的种;其特有成分多为新特有属,可认为它是随青藏高原隆起而形成的较年青的蕨类区系。热带属在本区数量多而种类少,在山上部可与北温带种类并存。贡嘎山处于蕨类物种东、西分布区界线的密集地段,可视为耳藉一鳞毛蕨类植物区次级区分的东、西界线。     

诸广山地区石松类和蕨类植物资源及区系研究

通过多次野外调查及资料整理,对诸广山地区石松类和蕨类植物的资源组成、地理成分、生态环境等方面进行了分析研究。结果显示:(1)诸广山地区共有石松类和蕨类植物37科、87属、249种,优势科为鳞毛蕨科、水龙骨科、金星蕨科、蹄盖蕨科、凤尾蕨科,优势属为鳞毛蕨属、凤尾蕨属、复叶耳蕨属、卷柏属,单种科有12个,单种属有39个,这些丰富度高的蕨类中既有古老孑遗种又有新生代年轻种,反映了该区蕨类植物的古老性与延续性。(2)从分布区类型来看,该区石松类和蕨类植物区系中以热带性质的科和属占绝对优势,分别占除世界分布类型外总科、属数的89. 3%和77. 6%,以泛热带分布类型为主。但种的地理成分复杂,温带成分略显优势,占50. 6%,以东亚分布类型为主,中国特有分布种占23. 3%;热带成分的种占26. 1%,以热带亚洲分布类型为主。表明该蕨类植物区系具有热带亲缘性,是明显的热带向温带过渡地段。(3)该区以土生蕨类群落类型为主,树生蕨类与石生蕨类随海拔升高而增多,物种丰富度在800-1 500 m处最高。     

云南哀牢山国家级自然保护区蕨类植物区系地理研究

通过野外调查和资料整理分析,哀牢山国家级自然保护区共有蕨类植物48科,118属,446种(包括变种和变型)。优势科为鳞毛蕨科、水龙骨科和蹄盖蕨科,优势属为耳蕨属、蹄盖蕨属、鳞毛蕨属和卷柏属。区系分析结果表明:该蕨类区系是亚热带性质的区系;热带亚洲成分随着海拔的升高,比例逐渐降低,而中国-喜马拉雅成分随着海拔的升高逐渐增加;地理成分的东西坡差异不明显;该蕨类区系与喜马拉雅地区和热带亚洲的关系较密切,而与日本的关系较疏远;该蕨类区系具有较丰富的中国特有成分;哀牢山明显处于滇西北、滇东南这两大中国特有多样性中心之间,成为联系的纽带。     

滇西北地区蕨类植物物种多样性和区系组成

利用大尺度的蕨类植物分布信息和野外考察资料, 探讨了滇西北地区蕨类植物的物种多样性及其区系组成。结果表明, 滇西北地区分布有蕨类植物50 科, 136 属, 624 种, 是中国蕨类植物最为丰富的地区之一。蕨类植物的优势科主要包括鳞毛蕨科Dryopteridaceae、水龙骨科Polypodiaceae 和蹄盖蕨科Athyriaceae 等; 优势属主要包括鳞毛蕨属Dryopteris、耳蕨属Polystichum 和铁角蕨属Asplenium 等。在科、属、种的水平上, 热带区系成分始终占据主导地位, 表明研究区域内蕨类植物的区系起源可能与热带蕨类区系之间存在着密切的联系。但从科水平到属和种的水平, 热带区系成分所占比重有所降低, 这可能与不同分类阶元所代表的地质历史和研究区域的地壳抬升历史有关。研究区域内分布着中国特有蕨类植物物种205 种, 明显高于周边其他地区, 这暗示着滇西北地区可能是云南地区蕨类植物中国特有种分布最为集中的地区之一。在科和属的层次上, 滇西北地区蕨类植物均表现出较强的区系分化特征, 这可能与研究区域内复杂的地形和特殊的地质历史有关。     

西双版纳石松类和蕨类植物资源及其开发利用

西双版纳位于云南省南部,共有野生石松类和蕨类植物363种,隶属于76属31科。西双版纳石松类和蕨类植物区系以水龙骨科(Polypodiaceae)、蹄盖蕨科(Athyriaceae)、金星蕨科(Thelypteridaceae)、铁角蕨科(Aspleniaceae)、凤尾蕨科(Pteridaceae)、卷柏科(Selaginellaceae)的植物最为丰富,亚洲热带分布成分占绝对优势。这363种蕨类植物中,以陆生种类最多,有246种,占总种数的67.8%,其次是附生和石生。本研究对西双版纳地区的石松类和蕨类植物资源利用状况进行了详细的调查,并对资源的开发和保护提出若干意见。     

江西省野生维管植物名录

为了全面了解江西省野生维管植物资源的现状并为开展相应的生物多样性保护实践提供基础资料, 本文在前人的基础上, 通过进一步的文献收集、标本考证、数据分析, 并结合作者的野外调查结果, 按照维管植物最新的分类系统整理出江西省野生维管植物名录, 并根据标本信息核实了每个物种县市级的分布信息。结果显示, 江西省共有野生维管植物214科1,253属4,761种(含种下等级), 其中石松类与蕨类植物35科103属444种, 裸子植物5科21属36种, 被子植物174科1,129属4,281种。石松类与蕨类植物中, 物种数最多的前5个科为鳞毛蕨科(84种)、水龙骨科(55种)、凤尾蕨科(49种)、蹄盖蕨科(47种)和金星蕨科(47种), 最多的属是鳞毛蕨属(Dryopteris, 40种); 裸子植物中物种数最多的科和属为松科(7属12种)和松属(Pinus, 5种); 被子植物是江西省野生维管植物的最主要组成部分, 分别占科、属、种总数的81.3%、90.1%和89.9%, 其中种数最多的前5个科分别是禾本科(315种)、菊科(241种)、蔷薇科(228种)、唇形科(200种)和豆科(197种), 前6个属依次是薹草属(Carex, 71种)、悬钩子属(Rubus, 66种)、冬青属(Ilex, 56种)、蓼属(Persicaria, 40种)、珍珠菜属(Lysimachia, 37种)和杜鹃花属(Rhododendron, 37种)。江西省维管植物调查呈现出地区不均衡性, 建议增加后续调查工作的广度和深度, 尤其在武夷山脉、赣南山区、鄱阳湖湿地等生物多样性较高或较特殊的地区进行补充采集。同时, 本文呼吁加强专科专属的分类学研究, 为后续名录的修订与完善奠定基础。     

峨眉山蕨类植物区系的初步研究

依据2004~2006年的野外调查和标本馆标本以及文献资料,初步分析了峨眉山蕨类植物区系的地理特征,结果表明:峨眉山共有蕨类植物46科110属425种,优势科为蹄盖蕨科、水龙骨科和鳞毛蕨科,共192种,占总种数45.2%,优势属为耳蕨属、鳞毛蕨属、凤尾蕨属和蹄盖蕨属等;在科、属的水平上,为热带分布型,以泛热带分布为主,而种的地理分布则以温带分布的中国特有和东亚成分占绝对优势,分别为36.5%和32.0%,揭示了峨眉山蕨类植物区系是以温带性质为主的亚热带类型,具有较强的热带亲缘;与大巴山关系密切,和云南哀牢山有一定的联系,而与秦岭、西藏和陕西天华山的关系较为疏远。     

浙江景宁畲族自治县石松类和蕨类植物区系研究

在野外调查的基础上,初步探讨了景宁畲族自治县石松类和蕨类植物的区系特征、地理分布、生态环境以及与邻近地区的关系和物种濒危状况。结果表明,景宁石松类和蕨类共有296种7变种和1杂交种,隶属于29科83属,其中包括7个浙江省新记录种;地理分布以热带性质的科属占优势,种类以温带性质为主,本区属于亚热带与温带物种的融汇地带;与邻近省份和地区相比,景宁石松类和蕨类区系与江西省、福建省、宁波市和温州市的关系密切,与温州的区系最紧密,与安徽的区系较疏远;景宁石松类和蕨类生态类型大致可分为六类:暖性针叶林生境、常绿阔叶林阴湿生境、毛竹林暖湿生境、温性松杉柏冷湿生境、灌丛及村旁路边干旱生境和溪流、农田、沼泽湿地生境,其中常绿阔叶林阴湿生境下物种最丰富;景宁分布着在浙江范围内受威胁的蕨类46种,其中濒危(EN)有11种,易危(VU)有35种,国家和浙江省保护蕨类4种。     

中国石松类和蕨类植物多样性研究进展

石松类和蕨类植物是维管植物的第二大类群, 其起源可追溯到4亿年前。在被子植物出现之前, 石松类和蕨类植物在古地球生态系统中占主导地位, 其重要性一直延续到现在。自20世纪40年代开始, 中国石松类和蕨类植物研究就令世界瞩目, 尤其是2017年第19届国际植物学大会在中国深圳召开后的5年时间里, 中国石松类和蕨类植物研究更是面向世界、走向国际, 研究更为广泛的科学问题, 在物种多样性、保护、系统演化和生态适应性等方面取得了一系列重要研究进展。2017-2022年, 多个中国研究团队利用多组学数据构建了世界石松类和蕨类植物科级水平的生命之树并提出了关键性状孢子囊环带演化的新模式; 解决了石松类和蕨类植物中目级、科级、属级和种级众多关键的系统分类学等问题, 发表了106个新分类群; 开展了大量的植物区系调查和研究, 出版了6部中国石松类和蕨类植物多样性专著和1部世界性专著; 对65种国家重点保护的石松类和蕨类植物进行了迁地保护, 同时实现了桫椤科、水蕨属(Ceratopteris)、观音座莲属(Angiopteris)和鹿角蕨(Platycerium wallichii)等重点保护类群的孢子繁殖; 在系统发育框架下, 研究了石松类和蕨类植物的生态修复功能和生态适应性演化。通过对2017-2022年研究成果的总结和思考, 本文对未来石松类和蕨类植物的发展提出以下建议: (1)提高中国寡型科属以及世界性大科大属的关注力度; (2)加强西藏、四川等薄弱地区石松类和蕨类植物的调查研究, 并结合新技术, 如DNA条形码等以提高区系调查中物种鉴别的效率和准确性; (3)运用多学科交叉的研究方法厘清各科、属、种间系统关系的同时, 还应加强系统和生态适应性演化之间的协同研究; (4)关注石松类和蕨类植物系统位置作为陆生维管植物演化起点的共性科学问题; (5)加强石松类和蕨类植物系统分类学与生态学、植物化学、保护生物学等学科间交叉合作研究。     

云南蕨类植物的物种多样性和区系组成

在一定实地调查和分类的基础上,采用统计分析及区系地理分析法,对云南地区蕨类植物进行研究。结果表明:云南地区共有蕨类植物60科193属1 530种(包括变种和变型),科、属、种分别占中国蕨类植物科总数的58.8%,属的83.9%和种的95.2%;在这60个科中含30种以上的有13个,含5个属以上的有11个,分别占该蕨类植物区系属、种数的56.5%和79.2%,特别是鳞毛蕨科、蹄盖蕨科、水龙骨科和金星蕨科,这4个科共拥有70属761种,分别占总属数、总种数的36.3%、49.7%;193属中含30种以上的有11个,分别占总属、总种数的5.7%和41.7%,最具优势的是鳞毛蕨属和耳蕨属、蹄盖蕨属、铁角蕨属、卷柏属,这5个属共有403种,占总种数的26.3%;该区系中无云南特有科,但具有4个亚洲特有科:雨蕨科、稀子蕨科、柄盖蕨科和骨碎补科;该区系以热带、亚热带性质为主,科的区系成分中热带亚热带分布的科占66.6%,热带成分的属有112个,占68.7%(除世界分布类型);该区系是东亚地区蕨类植物区系的重要组成部分,东亚分布31属和中国特有分布6属,分别占总属数(除世界分布属外)的19.0%和3.7%;该地区蕨类植物区系与西藏、台湾具有共同的区系起源和物种分化形成的背景,属的相似性系数约为70%,种的相似性系数约为30%,均起源于热带亚热带地区;属的热带区系成分与温带区系成分所占比例分别为68.7%和27.6%,存在一定的区系过渡性;该区系科的分化强度为3.2,属的分化强度为7.9,在科、属水平上均表现出较强的区系分化特征。     

山东石松类和蕨类植物新记录

该研究报道了山东地区4种1变种和1变型石松类和蕨类植物新记录,分别是石松类的伏地卷柏( Sel-aginella nipponica Franch. et Sav.),蕨类的小戟叶耳蕨[Polystichum hancockii (Hance) Diels]、阔羽贯众(Cyrtomium yamamotoi Tagawa)、粗齿阔羽贯众[C. yamamotoi Tagawa var. intermedium (Diels) Ching et Shing ex Shing]、小羽贯众[C. fortunei J. Sm. f. polypterum (Diels) Ching]、远叶瓦韦[Lepisorus ussuriensis var. distans (Makino) Taga-wa]。同时采用扫描电镜对其孢子形态进行了观察,该研究结果为其分类鉴定提供了孢粉学依据。     

粤东桥溪村风水林群落特征初探

在粤东梅州市桥溪村风水林设立样方,对其乔木层、灌木层和草本层植物进行调查,分析该风水林的群落特征及植物多样性。结果表明:该风水林3 000 m2的样方内,共有维管植物67种,隶属于37个科54个属,其中蕨类植物4科4属4种,裸子植物3科3属3种,被子植物30科47属60种。群落分布型以热带性分布占优势,热带属所占比例为74.08%。群落主要优势科为樟科、壳斗科、金缕梅科,优势种为细柄阿丁枫、刺毛杜鹃、鼠刺、阿丁枫。群落为常绿阔叶林,生活型以高位芽为主,占73.13%,其中又以中高位芽类型最多,约占43%。乔木层可分为三层,但以株高6~9.9 m的个体数为最多;藤本的比例高达17.91%。马尾松、杉木、细柄阿丁枫以及阿丁枫都缺少幼苗贮备,其种群属于衰退状态;而刺毛杜鹃、越南山龙眼幼苗贮备较充足,且刺毛杜鹃种群是典型的增长型种群。该风水林群落比周边其他群落有较高的物种丰富度、植物多样性,且物种分布较为均匀,种间相遇率较大。在群落不同层中,物种丰富度、Margalef指数、Shannon-Winer指数、Simpson指数、种间相遇机率乔木层均为最高,均匀度指数以灌木层较高,草本层的优势度指数最高。桥溪村风水林与粤东和华南地区的其他常绿阔叶林有很大的相似性。该风水林在粤东地区是一种典型的地带性森林,其树种组成是经过长时间对当地环境适应而形成的,具有稳定性和多功能性,对其研究可为华南地区的植物资源保护、生态公益林的保护和营造提供科学依据。     

幕阜山脉石松类和蕨类植物多样性及生物地理学特征

通过资料收集及野外调查, 得出幕阜山脉地区共有石松类和蕨类植物26科72属261种, 具有一定的东西过渡性, 为鳞毛蕨-铁角蕨植物区系, 最大属为鳞毛蕨属(Dryopteris) (29种)。其中, 庐山的物种丰富度较高(224种), 以铁角蕨属(Asplenium)为主; 幕阜山的物种密度较大(2.09种/km ²), 以卷柏属(Selaginella)为主; 九宫山以瓦韦属(Lepisorus)为主; 三者共通种有95种, 新特有现象较丰富。该区属种分化限制明显, 表现在单种科、属及寡种科、属占总科数的60%及总属数的80%。从区系成分看, 该区科、属以热带成分为主, 科和属的热带性成分与温带性成分比值(R/T值)分别为2.6和2.3。与同纬度带山地石松类和蕨类植物属的R/T值比较, 中亚热带与北亚热带交界带的蕨类植物属的R/T值在2.18-2.36之间; 种的R/T值为0.2, 为热带成分的5倍, 表现出明显的温带性质, 是罗霄山脉植物区系温带成分的重要组成部分。该区石松类和蕨类植物区系与华东、华南植物区系联系比较紧密, 表现出华东与华南两区系成分的交汇。