乌兰布和沙漠天然植物区系特征及地理成分分析

张锦春　刘长仲　姚拓　马全林　袁宏波　孙涛　张德魁

摘要：乌兰布和沙漠地处荒漠草原过渡地带，植物区系研究具有独特的地理学意义。通过对乌兰布和沙漠天然植物物种调查统计，对区域植物区系科属组成、地理成分进行分析，并与典型荒漠区和草原区植物区系进行比较。结果表明：乌兰布和沙漠共有天然植物51科161属318种。物种组成20种以上的优势科和10种以下的寡种科为植物区系的主体，区系优势明显；单种属数量较大，说明植物区系整体物种多样性并不丰富，而优势属在种的层次上丰富度较高，有一定的优势，在荒漠植物区系属的组成中起着重要作用。植物区系地理成分以科的世界成分和属的温带分布型占主导，反映了植物区系分布与世界气候带相适应的特征，植物区系的温带性质明显。沙漠植物区系特征与其沙漠所处的地理位置和气候区域具有较好的相关性。

关键词：乌兰布和沙漠；植物区系；科属组成；地理成分

中图分类号：Q 948.15 文献标识码：A 文章编号：10095500（2013）01002906

乌兰布和沙漠地处亚洲中部荒漠区和草原区的过渡地带，是一条极为重要的植物地理学分界线，植物分布类型具有其区域多样性特点。开展植物区系研究，对于探索本区域植物的演化历史，揭示本区生物多样性的区域特征，以及进一步研究亚洲大陆植物区系和植物地理具有重要意义＼[1-5＼]。目前，我国荒漠植物区系的研究报道较少＼[5-9＼]，虽有乌兰布和沙漠植物资源等方面的研究＼[10，11＼]，但均未涉及植物区系的研究报道。2009～2012年，甘肃省治沙研究所与阿拉善SEE生态协会对乌兰布和沙漠梭梭林进行了3次科学考察，针对植物物种多样性及典型植物群落生态特征等方面进行了较为系统的研究＼[12-14＼]。通过总结3年的调查统计结果，借鉴前人的研究方法和经验＼[15-17＼]，对乌兰布和沙漠现代植物区系组成及地理成分进行分析，为沙漠区域植被恢复、保护提供基础数据和理论依据＼[18，19＼]。

1 调查区自然概况

乌兰布和沙漠位于内蒙古西部，地处我国西北荒漠和半荒漠的前沿地带。地理区域介于E 105°30′～106°57′，N 39°30′～40°30′。行政区划属于内蒙古自治区西部阿拉善盟和巴彦淖尔盟，总面积129.8 km2。区域气候属中温带干旱气候，干旱少雨，昼夜温差大，季风强劲。年均降水量90～215 mm，年均蒸发量2 155～2 995 mm。年平均气温7.2～9.5 ℃，地面土壤温度极值可达70 ℃以上，最低气温-20.3 ℃；年平均日照时数2 800～3 400 h，≥10 ℃积温在3 400 ℃以上，生长期139 d。年平均风速3.1～3.4 m/s，绝对最大风速18 m/s，全年8级以上大风日数平均19 d，起沙风日数平均27 d，风沙危害严重。植物地理成分古老而种类贫乏，以蒙古种，戈壁—蒙古种，戈壁种以及古地中海区系的荒漠成分占主导地位，世界种与泛北极区系成分十分贫乏。地带性土壤为棕钙土和灰漠土，且具有不同程度的草原和荒漠的过渡性特征。全境以风沙土为主，湖盆、洼地则为不同程度的盐化土，为沙生、盐生植物生长的天然场所＼[20＼]。

2 植物区系组成

2.1 植物种类组成

乌兰布和沙漠为我国荒漠区和草原区的过渡地带，区域物种组成与西部荒漠区和东部草原区存在一定的差异。调查统计乌兰布和沙漠共有天然植物318种，属于51科161，其中，裸子植物1科1属1种，单子叶植物8科32属58种，双子叶植物42科138属259种。区系物种主要以菊科、藜科、豆科、禾本科植物为主，分别占总物种数的17.3%、13.2%、11.6%和10.4%，与我国西部沙漠和东部沙地相比较（表1），物种组成中草原成分的菊科和荒漠成分的藜科物种数比例差异不大，天然植物区系的科、属、种分别为毛乌素沙地、科尔沁沙地植物科、属、种的52.0%、46.3%、32.7% 和49.5%、38.9%、37.4%，为古尔班通古特沙漠、库姆塔格沙漠植物科、属、种的170.0%、130.9%、150.9%和221.7%、220.5%、291.7%。 由此看出，乌兰布和沙漠天然植物数量介于我国沙漠与沙地之间，植物区系组成特征处于干旱区沙漠向湿润区沙地类型的过渡，这与沙漠所处的地理位置和气候区域具有较好的相关性。

2.2 科属内种的组成

乌兰布和沙漠天然植物科内属种组成统计（表2）。含51种以上的大型科只有1科，只占总科数的2.0%；含21～50种的较大科和含11～20种的中型科分别有3科，均占总科数的5.9%；含2～10种的寡种科有23科，占总科数的45.1%；单型科有21科，为总科数的41.2%。优势科按属种多少顺序排列分别菊科29属55种、藜科16属42种、豆科15属37种、禾本科20属33种、蒺藜科5属16种、十字花科5属12种、柽柳科3属11种。20种以上的优势科数量少，但属种所占比例较大，分别占属种总数的49.7%和52.5%。10种以下的寡种科数量较大，包含的属种比例也相对较高，占总属种数的29.2%和28.6%。表明沙漠植物区系的种类趋向于集中在少数大科及寡种科中，区系的优势现象明显。单种科和中型科物种数目少，属种比例小，对植物区系组成影响不大。

在植物属的物种组成分类中（表3），单种属101属101种，占总属种数62.7%和31.8%；寡种属共38属90种，为总属种数的23.6%和28.3%；多种属有17属83种，占总属种数的10.6%和26.1%；优势属只有5属44种，只占总属种数的3.1%和13.8%。寡种属和单种属数量较多，物种组成相对较大，占区域植物区系的主体，属种比例分别占总属种数的86.3%和59.9%，说明植物区系整体物种多样性并不丰富。但从种属比例来分析，优势属的数量小，但所包含的物种数量较为丰富，平均每属达6个物种，说明优势属在种的层次上丰富度较高，有一定的优势，在荒漠植物区系属的组成中起着重要作用。

3 植物区系地理成分

3.1 植物科的分布类型

按照吴征镒等＼[15＼]天然植物科的分布类型，乌兰布和沙漠天然植物可分为7种分布类型（表4）。其中，世界分布24科，占总科数的47.06%，热带至温带分布14科，为总科数的27.45%，温带分布5科，为总科数的9.80%，热带亚热带分布3科，泛热带分布2科，亚热带至温带分布2科，温带至寒带分布1科。植物区系科的分布世界成分为主，反映了植被区系分布与气候带相适应的特征，严酷的干旱环境使得许多具有庞大种系、广泛适应性的世界分布种在本区占有相当大的比例，且多作为区系中的优势科；除世界分布科外，热带至温带分布型也是具有相当数量的成分，并在区域中具有一定的优势，如蒺藜科中白刺属和红砂属植物在许多局部区域中都作为群落的建群种存在。

3.2 植物属的分布类型

乌兰布和沙漠天然植物共160属，根据吴征镒等＼[15＼]对中国天然植物属的分布区类型，乌兰布和沙漠植物归属14个分布类型区（表5）。其中，温带分布类型在植物区系中占主导地位，温带分布属71属，占总属数的44.09%，植物区系的温带性质明显，进而说明荒漠所处的自然地理位置，气候特点与植物区系的组成成分密切相关。古地中海分布属41属，占总属数的27.27%，且属的分布类型多为旱中生、旱生性的草本或木本，显示出该类型旱化、盐化和残遗的特殊性质，表明植物区系与地中海区系关系密切，在植物区系中起着十分重要的作用。而世界分布属和热带分布属在植物区系中占有一定的比例，如世界广布的大科，藜科的猪毛菜属、碱蓬属、藜属，豆科的黄耆属，毛茛科的铁线莲属等在本区系均有分布，反映了生态适应幅度较大的世界分布属种才能在该区恶劣的生境中生存。中亚成分及中国特有种分布在植物区系中也有反映，如植物区系组成中起主导作用的科与中亚荒漠的优势科相同，为藜科、菊科、蒺藜科、蓼科、柽柳科等，且大多数物种为荒漠植被的建群种、优势种或伴生种，说明中亚成分在植物区系中起着一定的为作用。

4 讨论与结论

乌兰布和沙漠共有天然植物51科161属318种。其中，物种组成20种以上的优势科和10种以下的寡种科较多，区系优势明显；单种科物种数目相对较少，对区系结构组成影响不大；单种属数量较大，说明植物区系整体物种多样性并不丰富，而优势属在种的层次上丰富度较高，有一定的优势，在荒漠植物区系属的组成中起着重要作用。植物区系以科的世界成分和属的温带分布型占主导，反映了植物区系分布与世界气候带相适应的特征，植物区系的温带性质明显。

乌兰布和沙漠植物区系特征与其沙漠所处的地理位置和气候区域具有较好的相关性。西部古尔班通古特沙漠具有典型温带内陆荒漠性质，植物生长所需水分供应明显不足，只有极端干旱的植物才能获得生存，旱生性是这里绝大多数植物最显著的基本特征＼[21＼]。统计的旱生植物藜科有24属53种，分别占该沙漠植物区系组成总属、种数的19.5%和25.5%，在植物种类多样性组成中具有明显的优势地位。植物区系有内亚（亚洲中部）成分、中亚成分、地中海成分、东北非一内亚成分和欧亚成分，表现出植物区系地理成分的多样性。而一些古老种，特有现象微弱，但在我国境内仅分布于该沙漠的种类不多，植物区系成分处于中亚向亚洲中部荒漠的过渡。库姆塔格沙漠属于塔里木盆地暖温带荒漠生态区＼[22＼]，水文条件相对较好，靠外来水体补给而生存的中生、盐生植被占一定的比例，但气候较为干旱，植被物种更为稀少，且旱生、超旱生的荒漠植被分布更为普遍＼[23，24＼]。乌兰布和沙漠处于干旱、半干旱过渡区，主要以菊科、禾本科、藜科、豆科植物组成，其中，旱生植物表征科藜科虽占有一定的比例，属种比例分别为9.9%和13.2%，但一些草原型的植物如菊科属种比例可达17.0%以上，区系组成中草原化荒漠优势也非常的明显。植物区系属于泛北极植物区域亚洲荒漠植物区，由于干旱的气候条件，区系成分以半干旱和干旱地区的种类占主导地位，且泛北极种少，主要是戈壁种及地中海成分＼[11＼]。毛乌素沙地处于干旱、半干旱区向半湿润区的过渡地带，与我国其它沙漠相比，降水量偏多，地下水资源丰富＼[25＼]。植被处于典型草原向西部荒漠、荒漠草原和向东部森林草原的过渡地带。由于地面广泛覆沙，绝大部分地面分布的是沙生植被、草甸植被、盐生植被和沼泽植被等隐域性植被，而旱生植物藜科的比例明显降低，以草原类型的禾本科、菊科植物占主导地位。东部科尔沁沙地是中国北方农牧交错带沙漠化强烈发展的地区，也是中国温带典型退化草原＼[26＼]。该沙地气候环境相对较好，物种组成以菊科、禾本科植物为主，草原类型植被占主导地位，植物区系有东亚成分、世界分布种、达乌里一蒙古成分、华北与东北成分、泛北极区系成分等。

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