"国家科技基础性工作专项重点项目"简介
项目名称:罗霄山脉地区生物多样性综合科学考察
项目编号:2013FY111500
项目执行年限:2013.5-2018.5
一、 项目意义
生物多样性与生物资源是人类赖以生存和社会与经济得以发展的物质基础,关系到一个国家和民族的食物供给、生态安全和国家安全。生物多样性是地球经过40多亿年的自然演化形成的。丰富的生物多样性将使人类得以在多方面、多层次地可持续利用甚至改造生物世界,丧失生物多样性必然会引起人类生存与发展的根本危机。
我国正面临着人口日益递增,环境退化,自然资源趋于枯竭的危机。目前人类利用的狭窄生态空间,已经远远不能满足现代持续发展的需要。经济的稳定发展需要保护和恢复生物多样性,并且合理地利用生态空间。从国家战略高度看,生物资源的收集、主权保护与有效利用,是促进我国在世界"资源大战"与相关产业的发展,以及保障国家安全和抢占科技制高点的重大举措。
罗霄山脉是中国中亚热带地区乃至全球,具有原始性和完整性自然景观的地带,蕴藏着丰富的森林资源、景观资源、生态资源,是一座生物种群聚集繁衍的种质基因库,有着非常重要的科学研究和开发利用价值。长期以来,由于历史的、社会的与地理的等多种原因,限制了人们对这一区域的认识和研究,目前仅有部分山地进行了初步考察,仍有较多资源丰富的地带亟需考察研究,并加以保护。
(一)开展罗霄山脉地区生物多样性综合考察的重要性(简)
1、罗霄山脉是中国大陆东部第三级阶梯最为重要的气候和生态交错区。
罗霄山脉位于中国大陆东南部,纵跨湖北、湖南、江西三省,是一条历史悠久、成因复杂、总体呈南北走向的大型山脉。最高峰为酃峰(湖南境内,海拔2122米)、南风面(江西境内,海拔2120米),是欧亚大陆东南部的最高峰之一(仅次于海拔2157.8米的黄岗山),最低海拔82米,相对落差达2040米。罗霄山脉北与长江相依,南与南岭相连,是长江中游鄱阳湖流域与洞庭湖流域的分水岭,形成"盆岭"地貌——南北向的罗霄山脉处于鄱阳湖盆地与洞庭湖盆地之间。罗霄山脉是一道天然屏障,在夏季截留来自东南向的海洋暖气流,形成大量降水,在冬季阻挡了西北向的南下寒潮,并带来丰厚雪水,使区域内发育有各种典型的中亚热带山地森林植被类型。植被的垂直地带性、水平地带性非常明显,还发育有中山苔原草甸、森林沼泽等隐域性植被类型。这一区域是中国大陆东部第三级阶梯最重要的气候和生态交错区。
罗霄山脉早在中生代时期就已经是古太平洋西岸大陆内部的一条构造隆起带,属于古生代褶皱与岩浆侵入造山、中生代断块褶皱与岩浆侵入隆升、新生代断块差异抬升,又经流水侵蚀等复合地质作用形成的大型山脉,是连接欧亚大陆东南部南北方向的陆地通道,其东部的古武夷山地区在中生代是一处大规模火山活动区——火山沉积盆地,其西部是中生代大型水域盆地,南北走向的罗霄山脉是中生代以来北半球亚热带东段陆地生物南北向迁徙、扩散的重要通道,也是保存较完好的中亚热带生物多样性极为丰富的绿色廊道,很多特有成分以此为东西界限,成为物种扩散的天然屏障。因此,这一区域无疑具有突出的生物学与地质学价值。
2、罗霄山脉是生物多样性特丰度区,冰期避难所,也是孑遗种、珍稀种的聚集地。
罗霄山脉海拔从最低的82米抬升到最高的2122米,地势在抬升过程中形成众多的微地貌类型,原生植被在长期的演化过程中形成众多不同的植被类型,多样化的生态环境孕育了丰富的植物区系,也为各类动物提供了丰富的食物资源和栖息场所,孕育着较高的物种多样性。
据孤立、分散的资料初步估计,该区域有高等植物4000~5000种,昆虫达3500~4000种,脊椎动物达600种,各类珍稀濒危保护动植物400多种,中国特有动、植物2000多种,区域特有种300~400种,大型真菌达800~1000种,是亚洲大陆东部最重要的生境栖息地。
罗霄山脉是亚洲大陆第三纪古植被、生物区系的重要避难所,更是冰后期物种重新扩张的发源地。保存了相当数量中生代以来的古老孑遗物种、活化石、特有种,保存有世界同纬度地区极为丰富的珍稀孑遗植物群落,例如银杏(Ginkgo biloba)、银杉(Cathaya argyrophylla)、资源冷杉(Abies beshanzuensis var. ziyuanensis)、福建柏(Fokienia hodginsii)、穗花杉(Amentotaxus argotaenia)、竹柏(Nageia nagi)、南方红豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)、白豆杉(Pseudotaxus chienii)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、南方铁杉(Tsuga chinensis)等为优势种的针-阔叶混交的孑遗群落。
根据目前罗霄山脉中段井冈山地区的考察资料,种子植物孑遗种达82科132属210种,较武夷山(79科124属204种)、峨眉山(73科104属164种)、太白山(59科79属103种)、台湾山地(69科94属127种)等更为丰富(廖文波等,2012)[ ]。除银杏化石资料可追溯到侏罗纪外(Samylina et al., 1991;周志炎,1992),大部分裸子植物孑遗种化石资料可追溯至白垩纪,被子植物可追溯至第三纪。从孑遗植物性质看,多数孑遗植物为珍稀濒危种,如银杏(Ginkgo biloba)、资源冷杉、长柄双花木(Disanthus cercidifolia var. longipes)、伞花木(Eurycorymbus cavaleriei)等。也包括一些古特有属种,如我国特有的银杉、杉木、白豆杉、青檀(Pteroceltis tatarinowii)、青钱柳(Cyclocarya paliurus)、牛鼻栓(Fortunearia sinensis)、杜仲(Eucommia ulmoides)等。或者为东亚-北美间断分布属,如香榧(Torreya grandis)、檫木(Sassafras tzumu)、鹅掌楸(Liriodendron chinense)、金缕梅(Hamamelis mollis)、八角连(Dysosma versipellis)、枫香(Liquidambar formosana)、水青冈(Fagus longipetiolata)等。罗霄山脉的兰科植物也非常丰富,已有的初步调查认为,仅井冈山、南风面地区就有34属86种,南部的齐云山地区约有104种。初步估计整个罗霄山脉地区有兰科植物200余种。
罗霄山脉同样也是动物区系的避难所,有大量的中国特有、珍稀濒危的鸟类、哺乳类、两栖、爬行类动物,如极危种大鲵(Andrias davidianus)、金猫(Felis temmincki)、豹(Panthera pardus);国家一级重点保护动物黄腹角雉(Tragopan caboti)、白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti)、黑麂 (Muntiacus reevesi)、云豹(Neofelis nebulosa)等在这一区域发现,甚至活动频繁。研究冰期避难所及冰期结束后物种的迁移路线, 对揭示不同地区物种之间的关系具有重要的学术意义。
罗霄山脉地区高等植物区系的特有现象极为明显、丰富,除了上述古老原始类群外,更具有丰富的中国特有科、属、种,据统计,仅井冈山地区就具有中国特有科5科,均为单型科,即银杏科(Ginkgoaceae)、大血藤科(Sargentodoxaceae)、杜仲科(Eucommiaceae)、瘿椒树科(Tapisciaceae)、伯乐树科(Tapisciaceae);中国特有属44属,含56种;中国特有种1146种。包括大量珍稀孑遗种,如银杏、银杉(Cathaya argyrophylla)、伯乐树(Bretschneidera sinensis)、大血藤(Sargentodoxa cuneata)、青檀(Pteroceltis tatarinowii)、青钱柳(Cyclocarya paliurus)、观光木(Michelia odora)、白豆杉、牛鼻栓(Fortunearia sinensis)、喜树(Camptotheca acuminata)、井冈寒竹(Gelidocalamus stellatus)等,也是中国东部重要的孑遗种。井冈山地区的中国特有种,可以划分为5个分布区亚型,即:华南亚型274种、华东亚型239种、华中亚型193种、华南-华东亚型210种、华东-华中亚型225种;特有种分化特点揭示了井冈山地区、罗霄山脉地区处于一个"南、东、中""三区"交汇的区域,沿"华南"、"华东"、"华中"呈三角状扩展,显示着罗霄山脉地区是生物区系成分南北迁移的通道,也是东西交汇的聚集地和天然屏障。
3、罗霄山脉地区具有中亚热带地区完整的各种植被类型。
罗霄山脉地处中亚热带南缘,属北半球湿润区域,但由于地质地貌复杂多样,相对海拔高差近2040米,导致热能和水分在时空上有明显差异,形成了中亚热带、北亚热带和暖温带等3个垂直气候带(亚带),发育出丰富的植被类型。这一地区汇集有北半球湿润区的各种植被类型,是亚洲东部亚热带常绿阔叶林最典型的代表。包括暖、温性针叶林,暖、温性阔叶林,常绿阔叶林,落叶阔叶林,针阔叶混交林,亚高山矮曲林,竹林,山地灌草丛,亚高山草甸、苔原等。
除丰富的针叶林外,在中低海拔地区种子植物区系的优势种以丰富的热带成分为主。此外,还发现保存有具典型热带性质的沟谷季雨林,其具有明显的热带性雨林特征,群落区系起源古老,有大量的大型木质藤本,出现大面积的叶附生苔、板根现象、绞杀现象、滴水叶尖现象,大量寄生、附生植物、兰科植物,以及大型树蕨等。在群落组成、结构上,体现了热带雨林区、季雨林区特有的生物地理区系特征。根据对罗霄山脉中段井冈山南亚热带类型的群落进行分析,表明南亚热带类型的植物群落,物种多样性指数较高,各主要群落类型从结构、组成看,远远超过同纬度或相近纬度中亚热带地区的其它独立山体,而与南亚热带地区(北回归线地区)相似,甚至更丰富,表现出很明显的南亚热带季风雨林植被特征(林英,1990)。个别群落,甚至与热带地区的常绿阔叶林群落相似,具备了从南亚热带向热带植物群落过渡的特征(廖文波等,2012)。也打破了传统认为的"通道县南部亚热带雨林为亚热带雨林的最北缘类型的界限"的观点(段帷泞,1989);也是"印度-马来界(The Indomalayan Realm)"植被和群落类型向北延伸,形成地理位移的"飞地"。对研究我国植被类型、分布和演替都有重要的价值。
4、罗霄山脉也是大型真菌物种多样性最丰富的地区之一。
大型真菌的多样性与高等植物多样性密切相关。绝大部分大型真菌都离不开高等植物,它们或者长在植物残体上、含有有机质的土壤上、寄生在植物体上或与高等植物形成互利的共生关系,如菌根真菌与内生真菌等。不少大型真菌种类与高等植物种类有着不同程度的对应关系、甚至是严格的一种真菌只与一种高等植物形成紧密的对应关系。罗霄山脉地区高等植物非常丰富并有大量的特有类型,因此可以肯定,其大型真菌的种类也非常丰富,并有不少的特有种类,是我国乃至世界大型真菌资源的重要组成部分。从目前已掌握的资料来分析,该地区的大型真菌种类估计在1000种以上,但目前已报道的种类仅有300种左右,显然不能反映该地区的大型真菌资源多样性与特色。因此,罗霄山脉大型真菌资源的系统调查研究亟待开展。
5、罗霄山脉是多种区系类型、各种居留类型鸟类的重要的聚集地,是中国中东部鸟类的重要繁殖地,也是中国中部东部内陆候鸟的重要迁徙通道。
罗霄山脉是我国中东部地区鸟类物种多样性最丰富的地区,也是生境多样性最丰富的地区。同时保存了丰富的中国特有种和珍稀濒危鸟类。据统计其中部地段井冈山地区鸟类达17目56科165属286种,是目前文献正式记录的中国中东部地区鸟类多样性最丰富的区域,286种鸟类各自具有不同的生态位需求,生态位的空间异质性反映了此区域拥有极高的生态环境多样性。除游禽外,涉禽、猛禽、攀禽、陆禽和鸣禽均十分丰富。
从鸟类分布和保护的角度讲,本地区和秦岭、大巴山系,大别山系,四川南部山系,武夷山系,南岭山系等被国际鸟盟(BirdLife International)列为国际特有鸟类分布区(Endemic Birds Area)-"中国东南部森林(South-East Chinese Forests)",分布有12种特有和濒危鸟种。这其中包括白冠长尾雉(Syrmaticus reveesii)、白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti)、黄腹角雉(Tragopan caboti)、白眉山鹧鸪(Arborophila gingica)、海南鳽(Gorsachius magnificus)、仙八色鸫(Pitta nympha)、白喉林鹟(Rhinomyias brunneatus)等7种鸟类均曾经记录于罗霄山脉,以及多种国家级重点保护动物(BirdLife International, 2004)。
罗霄山脉中段井冈山-南风面-遂川还是鹭科、鸫科、莺科、秧鸡科等鸟类由华中、华北及以北地区向华南集中迁徙的重要通道。
与其他鸟类丰富区域相比较,罗霄山脉广布种特别丰富,相应地过境鸟也特别丰富,而峨眉山东洋种尤其丰富,相应地过境鸟较少。井冈山的涉禽、猛禽和杜鹃科鸟类相比武夷山和峨眉山均比较丰富,显示山间湿地丰富、食物链组成完备、繁殖鸟(能为杜鹃科鸟类提供借巢的繁殖鸟)种类丰富。