摘要
神农架林区位于湖北省西部，地处大巴山脉东部余脉，是秦岭大巴山脉生态功能区中重要的组成部分。此前对于神农架林区的植物资源调查多使用样方或样线法对林区内特定植物或部分地区进行调查，但是未曾使用网格法从植物空间格局的角度出发来分析整个林区内维管植物的形成机制和扩散范围。本研究将神农架林区全域共划分为37个10km×10km的工作网格，总计布设140条不少于3km的调查样线。分别于2022年6月和2023年4月两次对神农架林区进行调查工作。结合实地调查数据和历史文献资料构建神农架林区维管植物数据集、国家重点保护野生植物数据集、特有种子植物数据集和外来入侵植物数据集，分析当前神农架林区内维管植物空间分布格局、国家重点保护野生植物分布概况及保护现状、种子植物特有性、外来入侵植物评估。主要研究结果如下: （1）神农架林区内共有维管植物193科1113属3798种及种下单位。对其分布格局分析可知，神农架林区维管植物物种多样性格局与系统发育多样性格局基本一致,均呈现为中部、北部低而东部、西部和南部高的分布模式，在32号网格（神农坛、天生桥）中SR值和PD值最高，此处地处大巴山脉且地形为大起伏中高山地带，因此可以得出32号网格区域是许多古老类群的聚集中心的结论。在垂直纬度，神农架林区内维管植物在垂直格局的物种多样性格局基本符合“单峰”格局，海拔区间为800-1100m时，各类群数量达到最大值。 （2）神农架林区内共有国家重点保护植物84种，其中国家一级重点保护植物7种，国家二级重点保护植物77种，其中在科的层面兰科植物种类最多，在属的层面重楼属植物最多，植物的生活型以草本居多。在水平格局分析中，31号网格（官门山、香溪源）内国家重点保护植物最多，可能与其所处大起伏中高山地带且位于大巴山脉内有关。在垂直格局分析中，中山林带（1200m≤alt≤2300m）内物种丰富度最高，共有67种国家重点保护植物，隶属于29科45属。筛选出热点区域为31号和32号网格，均在神农架国家公园内，说明热点区域基本得到完全保护，无保护空缺地,神农架国家公园内共有国家重点保护野生植物54种，就地保护率64.29％。筛出来7个典型国家重点保护野生植物，对其当前潜在分布区进行预测可知，潜在分布区主要在红坪镇、木鱼镇和大九湖这三个区域内，新华镇和阳日镇也有部分潜在分布区,而神农架林区东北部分地区基本无适生区。7个国家重点保护野生植物中红豆杉在神农架林区内潜在分布区面积最大，占神农架林区总面积的87.02％,其中高适生区面积达1562.50km2。 (3)神农架林区内共有中国特有种子植物1225种，隶属于119科461属，包含中国特有科杜仲科，此外在所有科中蔷薇科种数最多共有117种。在属的层面分析其地理成分发现，神农架林区内中国特有种子植物的地理成分是以温带性质为主在进化发展过程中与热带成分有所联系，与寒带成分并无关系。这1225种中国特有植物中包含30科46属55种湖北特有种子植物、16科22属23种神农架特有种子植物，对湖北特有种子植物的生活型分析可知草本植物最多，占比达70.18％,灌木占15.79％,乔木占8.77％,藤本占1.82％。对神农架特有种子植物地理分布格局分析发现，除松柏镇外其他乡镇均有神农架特有种子分布，除7号和8号网格外，其余分布有神农架特有种子植物的网格均地处大巴山脉中。 (4)神农架林区内外来入侵植物共有81种，隶属于26科58属，其中以菊科的入侵植物种类最多危害最大，共有19种菊科外来入侵植物，占总种数的24.46％,其中1级菊科入侵植物5种，占1级入侵植物总数的41.67％。其次是苋科，共有13种苋科外来入侵植物，占总种数的16.05％，占1级入侵植物总数的33.33％。在生活型层面来看，入侵植物有91.36％为草本植物，其中有66.67％为一至两年生草本植物。入侵植物原产地以美洲为主，58.02％的入侵植物原产地为美洲地区，其次是亚洲、欧洲和非洲地区，原产地为地中海地区的外来入侵植物种类最少。在危害程度方面，4级入侵植物最多有25种，占总种数的30.86％，其次是2级入侵植物占比达23.45％、3级入侵植物占比达17.28％,1级入侵植物占比达14.81％、5级入侵植物占比达13.58％。 综上所述，神农架林区内维管植物种类丰富，植物总种数占湖北省总种数的62.6％,神农架林区内维管植物在水平方向上丰富度表现为中部、北部低而东部、西部和南部高的分布特点，这与系统发育多样性的分布格局基本一致。在垂直纬度，神农架林区内维管植物在垂直格局的物种多样性格局基本符合“单峰”格局，海拔区间为800-1100m时，各类群数量达到最大值。神农架林区内共有国家重点保护植物84种，其中国家一级重点保护植物7种，国家二级重点保护植物77种，其分布格局与总体维管束植物分布格局类似，峰值网格均在大巴山脉处。热点区域均在神农架国家公园内，并无保护空缺，国家重点保野生植物就地保护率64.29％,选取典型植物进行预测时发现当前红豆杉的潜在分布区面积最大，占神农架林区总面积的87.02％。在对种子植物特有性分析中统计神农架林区内共有中国特有种子植物种类丰富，有1225种，隶属于119科461属，包含湖北省特有种子植物30科46属55种、神农架特有种子植物16科22属23种。关于属的地理成分分析了解到神农架林区内中国特有种子植物的地理成分是以温带成分为主导成分，其中有50属为中国特有属，此外对神农架特有种子地理分布格局发现其分布大多在大巴山脉附近。在对外来入侵植物的数据分析中，发现神农架林区内共有外来入侵物种81种，隶属于26科58属，以菊科为主（24.46％）。生活型以草本为主（91.36％），原产地多为美洲（13.58％）。
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