广州适宜的植物引种来源地与气候区选择研究

李许文 / LI Xu-wen刘 文 / LIU Wen陈红锋 / CHEN Hong-feng代色平* / DAI Se-ping   2016-05-08 16:08:07


李许文 / LI Xu-wen刘 文 / LIU Wen陈红锋 / CHEN Hong-feng代色平* / DAI Se-ping

摘 要:为探讨适宜广州地区的引种来源地与气候区,以气候相似论与区系发生论为依据,通过构建适应性等级评价指标,研究广州园林植物种质资源圃中由不同来源地与气候区栽培2年以上的932种(包括种下单位)引种植物的生长适应性。结果表明:1)不同气候区引种植物在广州的适应性不同,其适应性顺序为:副热带季风气候区植物>热带季风气候区植物>副热带季风性湿润气候区植物>热带雨林气候区植物>热带草原气候区植物>热带干旱半干旱气候区植物>地中海气候区植物;2)适宜广州引种的地区有:亚洲的中国秦岭-淮河以南、中南半岛、菲律宾群岛北部、南亚等地区,美洲的加勒比海沿岸、亚马孙河沿岸、美国佛罗里达州的东南岸,澳洲的昆士兰州东岸沿海,非洲的马达加斯岛的东部等地区;3)间接引种植物适应性要优于直接引种植物。

关 键 词:园林植物;广州;气候区;来源地;引种植物;适应性

文章编号:1000-6664(2016)04-0096-05

中图分类号:S 688 文献标志码:A

收稿日期:2015-02-05; 修回日期:2015-09-24

基金项目:省市共建重点平台项目“广州园林植物种质资源圃建立”[编号2004B60302006(省)]和市发改委重大专项“广州观赏植物种质资源圃建设”(编号穗发改[2013]28号)共同资助

Abstract: In order to select appropriate source regions and climate zones for Guangzhou to introduce plants, the adaptability of 932 species were studied through adaptability evaluation index system built according to the theory of climatic similarity and florogenesis, which were introduced from different source regions and climate zones and had been cultivated for more than 2 years in Guangzhou landscape plant germplasm repository. The results showed that: 1) the plants introduced from different climate zones showed different adaptability. The adaptability order was: subtropical monsoonal climate>tropical monsoonal climate>subtropical humid monsoon climate>tropical rainforest climate>tropical savannah climate>tropical drought and semi-drought climate>Mediterranean climate; 2) the appropriate source regions for Guangzhou to introduce plants were as follows: the Asia region including the southern area of QinlingHuaihe line, Indo-China Peninsula, the southern area of Philippine Islands, South Asia and so on, the America region including the Caribbean coast, the Amazon coast and the southeastern coast of Florida, the east coast in Australia and the east area of Madagascar in Africa; 3) the adaptability of plants introduced indirectly were better than that plants introduced directly.

Key words: landscape plants; Guangzhou; climatic zone; source region; introduced plants; adaptability

植物引种是人类为了满足自身的某种需要,将野生植物、外地或外国植物由自然分布区域或栽培区域引入新的地区栽培,经过驯化培育使其成为本地或本国栽培植物的过程[1]。通过植物引种不仅为快速增加城市物种多样性与丰富其植物景观的可持续发展奠定物质基础,还对开展物种保护、维护生态平衡等有重要意义[2-3]。然而,盲目引种往往使引种植物不适应目的地生境,导致其生长不良或者死亡,因此,科学地进行引种使其在目的地存活、生长良好与繁殖是各地区引种需要重点解决的问题。目前,国内外在长期的引种实践工作中总结出了众多理论,如极限低温分区论[4-5]、气候相似论[6]、区系发生论[7]、协调统一原则[8]、生境因子分析法[9]等。在这些理论中,实践最广泛的为区系发生论与气候相似论,即与原产地植物区系和气候条件相似度高的地区,引种成功的可能性就越大。

中国幅员辽阔,众多城市已广泛开展过引种实践工作,但只有部分城市在引种的基础上对适宜的引种来源地进行过局部探讨,选择的因子有植物区系因素、气候因素与极低温等[10-13]。广州在20世纪80年代末也对引种工作进行过探讨[14],但研究资料陈旧并且少见。

广州园林植物种质资源圃作为省市共建重点项目,运行近10年来,引种栽培超过1 300种(包括种下单位)以上的国内外植物。且从建圃起对引种植物物候进行了定时、定点的长期连续监测,积累了大量清晰且有价值的资料。因此,本研究取其中观测达2年以上的植物适应性资料,并关联植物区系与气候进行分析,以探讨适宜广州的引种地,为该区域及周边城市的引种提供科学参考。



1 引种目的地概况

作为引种目的地的广州园林植物种质资源圃隶属于广州市林业与园林科学研究院,为省市共建重点生物资源平台,主要从事林业和观赏植物种质资源的调查、引种、驯化、评价及栽培繁殖技术研究,于2004年启动建设至今已建成了一个100多亩(约6.67hm2)的活体观赏植物资源保存与示范圃,保存活体观赏植物资源约850种,为广州市持续不断推出新优品种提供了保障。其位于广州市北边,经纬度为23°15′31″N、113°18′20″E,地处亚热带南端,地带性植被为南亚热带季风常绿阔叶林[15];气候为亚(副)热带季风气候[16],温暖多雨,年平均气温21.5~22.2℃,最高月均温28.7℃,最冷月均温10℃,极端最低温可达0℃以下;光照充足,年光照达1 945h;年降水量1 800mm,干温季明显,春夏季占全年降雨量80%,秋冬季占20%;土壤呈酸性,pH值4.5~6.7,属南亚热带赤红壤分布区。

2 材料与方法

2.1 研究材料

研究资料来自广州市园林植物种质资源圃2004—2012年的引种栽培档案,该档案记录了引种植物病虫害、热害、寒害、干湿季危害、生长量与生长速度等指标。满足本研究的植物种类包括来自国内外数十个国家和地区的1 132个引种编号,隶属于143科、490属、932种(包括种下单位)(表1)。

2.2 研究方法

2.2.1 评价方法

根据对栽培苗木的长期观察,发现广州地区夏季高温、冬季低温与雨季等时段对不同苗木生长适应性影响最大,因此主要选择这些指标构建4个评价等级进行适应性评价(表2)。

2.2.2 气候区分类方法

气候区分类参照周淑贞气候区分类方法[17],分为热带雨林气候(由于其赤道多雨气候与热带海洋性气候接近,为方便研究本文统称为热带雨林气候)、热带草原气候、热带季风气候、热带干旱半干旱气候、地中海式气候、副热带季风气候、副热带季风性湿润气候,这些气候带有相应的分布地区。其中引种栽培地广州为副热带季风气候南端。

3 结果与分析

3.1 来源不同引种地的植物种类适应性

从表2可以看出,评价等级为I与Ⅱ级的种类是适宜或基本适宜广州地区的种类,表3反映了来源于不同地区的种类在广州种植的适应性。

从种类的来源地看,亚洲与美洲的种数最多,分别为154科、375属、601种与65科、125属、179种,园林植物种质资源圃趋向于引进观赏植物,表明亚洲与美洲已成为广州地区乃至华南地区进行观赏植物引种的重要区域,这也与亚洲容易在该区进行引种以及热带美洲产大量观赏植物有关[10];欧洲引种种数较少,为14科、20属、20种,其主要来源于地中海沿岸。从不同地区种类在广州的适应性来看,亚洲有438种植物适宜广州地区,占其总种数的72.88%,引种植物种类的适应性比率最高;其次为澳洲与非洲,分别为64.10%与58.46%,适应性也较好;来源欧洲地中海沿岸的物种适应性最低,为45.00%。数据表明原产地种类在广州的适应性从高到低为:亚洲、澳洲、非洲、美洲、欧洲。

从适应性较好的属来看,尽管本项目近几年新引进的部分种类适应性较好,如澳洲的黄蕊木属、假山萝属、蜜茱萸属,美洲的蒂姆花属、蛋黄果属、金星果属、紫树属等,热带亚洲的蕊木属、暗罗属、紫铆属等。但栽培适应较好的种类大多数为已长期引入华南地区的种类,如澳洲的南洋杉属、木麻黄属、桉属部分种类、红千层属部分种类、金合欢属部分种类等,美洲的马缨丹属、朱缨花属、叶子花属、风铃木属、蓝花楹属、凌霄属等,非洲与亚洲的大部分属等。可见,对该区域或其周边地区已长期引进的植物种类进行间接引进比直接引进的种类适应性相对更好。

3.2 来源不同气候区的植物种类适应性

从表4可以看出,来源于副热带季风气候适应性较好的种类比例最高,459种中有346种达到了I或Ⅱ级,比例高达75.38%;其次为热带季风气候、副热带季风性湿润气候与热带雨林气候,分别达到了70.00%、66.12%,58.02%;热带草原气候适应性为50.00%;种类适应性较低的为热带干旱半干旱与地中海式气候种类,分别为41.17%,37.50%。因此不同气候区植物种类适应性由高到低为副热带季风气候、热带季风气候、副热带季风性湿润气候、热带雨林气候、热带草原气候、热带干旱半干旱气候、地中海式气候。

结合不同来源地来看,适应性达到55.00%以上的气候区有:亚洲的副热带季风气候与热带季风气候区,I与Ⅱ级种类之和分别为75.38%与70.00%;澳洲与美洲的副热带季风湿润气候区,为69.69%与62.06%;澳洲、美洲、亚洲与非洲热带雨林气候区,为59.52%、55.81%、59.52%、63.33%。结合气候类型地理区域[17]与本研究植物具体来源地来看,这些地方主要为亚洲中国大陆秦岭—淮河以南地区、中南半岛、菲律宾群岛北部、南亚等地区;美洲的加勒比海沿岸、亚马孙河沿岸、美国佛罗里达州的东南岸;澳洲的东岸沿海等地;非洲的马达加斯的东部等地区。

4 讨论与结论

4.1 讨论

尽管植物引种能否成功受众多因素影响,但其中区系地理因素与气候因素起重要作用[18-19]。不同气候区的植物为适应气候从自身形态与生理上产生特定的结构,只有引种地和原产地的气候条件相似,植物引种才有最大的可能性。植物区系发生论认为尽管随着大陆漂移或者地质的改变,使同一植被区域被海洋、山脊或其他因素隔离,导致相同或者相似的植被区系发生演变,但同一区系发生起源的植物毕竟经历过相同的条件,或多或少存在着共同的适应性或适应潜因[20]。这些理论被引种工作者广泛认可并实践。

同属于副热带季风气候的引种植物在广州适应率最强,这个从植物区系与气候相似论可以得到解释。而来源于澳洲东海岸与美洲西海岸的引种植物种类适应性也较高,这2个地区属于副热带季风湿润气候区,从表5可以看出,该区的植被类型为副热带常绿阔叶林带,气候特点为夏季炎热多雨、冬季凉爽干燥,与副热带季风气候相似度很大。因此,该气候区引种植物在广州较为适应,该结论在张京伟等研究的上海从澳洲引种来源地选择中也得到了很好的验证[11]。地中海式气候为夏季干燥高温、冬季低温多雨,该气候特征正好与副热带季风气候的广州相反,这可以解释地中海气候区引种植物在广州地区适应率较低的缘故。热带干旱半干旱气候区的植物适应性低,该区域温差大,降水小于200mm,广州地区的较小温差与充沛的降雨可能是影响其适应性的重要因素,据我们对来源于该区的红花玉芙蓉(Leucophylum frutescens )的栽培观察来看,在广州雨季会使其叶子变得疲软而大量掉落。

在统计热带雨林气候区植物适应性时,寒害为其主要的影响因素,特别是2008年冰灾,记录到该区域许多种类有不同等级寒害。从表5看,引种目的地最低月均温为10℃,比热带雨林气候最低月均温的25℃左右低了15℃,为差异值最大,这成了制约热带雨林气候区植物在引种目的地适应性的重要因素之一,这个结论与林瑞芬等的研究结果近似[21]。

引种植物适应性较高的热带季风气候区最冷月均温在18℃以上,比引种目的地高出8℃以上,这单单用气候因素难以解释。华夏植物区系理论认为[22],中国植物区系是在华南地台及邻近地区发展起来的,广东植物区系是华夏植物区发源地重要组成部分,其邻近地区中印半岛、马来西亚、喜马拉雅与印度北部都是华夏植物区系的后裔,两者具有相近的植物区系。这可以解释热带季风气候植物也较为适应广州地区种植。



本研究中间接引种植物适应性程度要高于直接引种植物,王宁等人的研究结果也表明从广东和广西二次引种澳洲植物会增加在西双版纳的适应性[12]。

4.2 结论

1)广州地区引种各大洲植物的适应性由高到低为亚洲、澳洲、非洲、美洲、欧洲(地中海沿岸);不同气候引种适应性由高到低为副热带季风气候、热带季风气候、副热带季风性湿润气候、热带雨林气候、热带草原气候、热带干旱半干旱气候、地中海气候;间接引种植物的适应性要高于直接引种植物,在对热带雨林气候区与过北地区进行植物引种时,广州地区可以先将引种植物在海南、湛江与韶关等地栽培过渡一段时间后再进行引入,会增加引种成功率。

2)广州地区适宜引种来源地为亚洲的中国秦岭—淮河以南地区、中南半岛、菲律宾群岛北部、南亚等地区;美洲的加勒比海沿岸、亚马孙河沿岸、美国佛罗里达州的东南岸;澳洲的东岸沿海;非洲的马达加斯岛的东部等地。



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作者简介:

李许文/1987年生/男/湖南娄底人/硕士/广州市林业和园林科学研究院/研究方向为园林植物与观赏园艺(广州 510405)

刘 文/1969年生/男/广东阳江人/广州市林业和园林科学研究院/研究方向为植物资源引种栽培与繁殖(广州 510405)

陈红锋/1974年生/男/广东连州人/博士/中国科学院华南植物园研究员/研究方向为园林植物学、植物分类学等(广州 510650)

代色平/1975年生/女/福建莆田人/博士/广州市林业和园林科学研究院教授级高级工程师/研究方向为观赏植物引种栽培与创新(广州 510405)

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