天津地區高等植物統計與天津自然博物館館藏天津植物分析

李三青，高 凱，李 勇

(天津自然博物館，天津 300201)

天津自然博物館始建于1914年，館藏包括大量動物、植物和古生物標本，其中植物標本9萬余件。其中包括天津地區植物標本6 300余件，采集地遍布天津各個地區。2004年出版的《天津植物志》所記錄的種類大部分基于該館多年的收藏，可以說天津自然博物館是天津植物的自然資源庫。目前，該館館藏標本中有一批《天津植物志》及其他相關文獻并未記錄的植物，同時在《天津植物志》已記錄的植物中尚存一批該館未收集到的標本。綜述了天津地區植物研究概況，結合《天津植物志》《天津八仙山國家級自然保護區生物多樣性考察》和《天津水生維管束植物》等重要研究成果，對天津自然博物館館藏的天津植物標本進行整理核對和統計分析。結果表明，館藏天津植物標本總計6 348件，隸屬于4門150科621屬1156種(含種下等級)。其中，天津地區未記錄過的植物種類(該館收藏)總計62科128屬149種，以往有記錄但該館沒有收藏的植物有572種(包括263種栽培種)。該研究增加天津地區植物種類，為天津地區植物區系及多樣性分析提供基礎數據。同時，進一步完善了天津自然博物館這一“天津植物自然資源庫”，也為該館今后在天津地區的采集和收藏指明了方向。

1 天津市自然概況

天津市位于華北平原東北部，東臨渤海，北依燕山，介于116°43′～118°03′ E、38°34′～40°15′ N。全市地處海河流域的五河下梢，地勢低洼，土質鹽堿，并在濱海地帶近海區域，土壤鹽分顯著上升，且形成廣闊灘涂。天津市地貌分為山地丘陵、平原、海岸帶和淺海四大類型，北部與燕山南側接壤之處為山地，薊州北部為低山丘陵；中、南部屬華北平原；東部瀕臨渤海灣屬海岸帶。陸上最高峰九山頂的海拔為1 078.5 m，最低處為濱海帶大沽口，海拔為零，整體海拔由北向南逐漸下降[1]?？傮w來看，天津市內生境復雜，生物種類繁多，其中植物資源尤為豐富。由北往南依次劃分為落葉闊葉林、針闊葉混交林、針葉林、灌草叢、雜草草地、沙生植被、鹽生植被、沼澤植被和水生植被9種植被型[2]。

2 天津植物研究概況

劉家宜[2]從1957年開始就對天津各地的植物種類進行全面、系統的野外調查。1976年完成《天津植物名錄》，共記錄天津市野生和常見栽培的蕨類植物、裸子植物和被子植物148科620屬1 141種(包括種下階元)。之后又不斷地完善和補充，1995年《天津植物名錄》正式出版，共記錄157科737屬1 477種，其中蕨類植物18科20屬35種；裸子植物7科11屬17種；被子植物132科706屬1 425種(均含種下階元)[3]。2004年《天津植物志》正式出版，該書共記錄苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物4門163科748屬1 365種6亞種127變種及18變型[2]。該書所記錄植物絕大部分基于天津自然博物館的收藏(劉家宜本人多年采集入藏)，可以說天津自然博物館所收藏的標本是天津植物的自然資源庫。2006—2008年，天津自然博物館業務人員對天津八仙山國家自然保護區生物資源進行考察，于2009年出版《天津八仙山國家級自然保護區生物多樣性考察》，其中記錄苔蘚植物22科37屬43種，維管植物98科309屬524種(其中蕨類植物12科13屬24種，裸子植物2科2屬2種，被子植物84科294屬498種)[4]。2009年，沙汀等[5]在《天津市種子植物區系成分分析》中記錄天津地區有種子植物140科720屬1 471種(包括種下階元)，其中裸子植物7科10屬16種，被子植物133科710屬1 455種(含栽培種)。隨后出版的《天津水生維管束植物》中記錄28科45屬75種(其中蕨類植物3科3屬4種，被子植物25科42屬71種)[6]。2014年，姜世平等主編《天津園林草本植物》[7]和《天津園林樹木》[8]，共記錄天津園林常用的草本植物52科149屬434種(含變種、栽培變種)以及園林樹木52科107屬270種(含變種、栽培變種)，鑒于這些種類均為栽培種，該研究未統計在內。2015年，叢明旸等[9]報道了12種天津新記錄植物。2017年，莫訓強等[10]報道天津3種外來植物新紀錄。截止該研究前，據筆者統計，天津市已記錄高等植物種類為180科780屬1 608種(含種下階元、栽培種)。

3 館藏植物統計分析

3.1館藏植物來源與統計方法該研究數據均來自對現有天津植物分類學的文獻和天津自然博物館館藏植物標本的整理。通過整理鑒定，已知館藏天津地區高等植物標本共計6 348件，采集地遍布天津各地(圖1)。這些標本主要分為2部分：一是北疆博物院(天津自然博物館前身)時期的收藏，共計622件，由法籍神甫黎桑(E.Licent)和俄籍自然科學家科茲洛夫(I.Kozlov)等于1914—1934年間采集，采集點主要分布于武清區楊村和北疆博物院植物園等地。二是解放后天津自然博物館的收藏，共計5 726件，由館內植物學專業人員于1949年之后采集。采集工作主要分為3個階段：第1次大規模采集于1961年前后進行，主要集中在薊州區(原薊縣)山區，采集植物標本300余件；第2次于1973—1983年進行，主要集中在市區及近郊，采集植物標本4 300余件；第3次于2004—2008年進行，主要是對薊州區八仙山自然保護區和天津主要濕地區域，采集植物標本1 000余件。館內藏品的鑒定工作由俄籍自然科學家科茲洛夫(I.Kozlov)、奧地利植物學家韓馬迪(Hand.-Mazzet.)以及我國植物學家劉家宜等共同完成。

文中分類系統以《天津植物志》[2]為準，即蕨類植物門采用秦仁昌(1954)《中國蕨類植物分類系統》；裸子植門和被子植物門采用恩格勒和笛卡爾(Engler-Diels)1936年出版的《Syllabus der pflenzenfamilien》(第11版)。物種信息的核定以《中國植物志》(電子版http：//frps.eflora.cn/)[11]為準，同時參考中國自然標本館數據庫(http：//www.cfh.ac.cn/default.html)[12]和Species 2000(http：//www.catalogueoflife.org/col/search/all)[13]。

圖1 采集地點分布Fig.1 Sampling site distribution

珍稀瀕危植物界定依據參考《中國珍稀瀕危植物名錄(匯總)》[14][主要包括國家重點保護植物第一批、第二批(討論稿)]；國際保護公約規定的保護物種；狹域分布的物種；孑遺種類；極小種群等)。

3.2館藏植物統計分析

3.2.1天津有文獻記錄的高等植物統計分析。依據已有文獻資料，對天津市已記錄高等植物進行統計分析，結果顯示天津植物共計180科780屬1 608種(含種下階元、栽培種)，其中苔蘚植物22科37屬43種，蕨類植物18科20屬38種，裸子植物7科10屬16種，被子植物133科718屬1 511種。

從圖2可以看出，在科級階元，被子植物占整個植物科的73.9%，其次是苔蘚植物12.2%，裸子植物3.9%，蕨類植物10.0%；在屬級階元和種級階元，被子植物均占91.0%以上，而苔蘚植物、蕨類植物和裸子植物都不到5.0%?？傮w來說，無論在科級階元、屬級階元還是種級階元，天津植物均以被子植物為主導，苔蘚、蕨類和裸子植物則非常少，這與整體自然分布的植物類群相一致。

圖2 天津已記錄植物分析Fig.2 Analysis of recorded plants in Tianjin Region

單從被子植物來看，存在很大差別，其中菊科種類最多為73屬154種，禾本科植物67屬109種；其次是豆科40屬95種、薔薇科21屬76種、百合科30屬65種，這3科植物均超過50種；介于20～50種的植物有莎草科、唇形科、十字花科等15科，介于10～20種的植物有莧科、楊柳科等20科，剩余的93科均為10種以下，而這93科植物占整個被子植物的22.0%。表明天津植物區系屬典型的北溫帶性質，木本植物區系不發達，草本植物區系占據優勢。這與天津山地面積較少、平原面積廣大、受人類長期開發影響相關。

3.2.2館藏高等植物統計分析。經過核查比對，天津自然博物館館藏的天津地區植物標本共有1 156種(含種下等級、栽培種)，隸屬于150科621屬。其中苔蘚植物2科2屬2種，蕨類植物17科19屬34種，裸子植物6科9屬14種，被子植物125科591屬1 106種?？傮w來說，天津自然博物館館藏的苔蘚植物很少，而蕨類植物和裸子植物量和天津已記錄植物基本一致，就被子植物而言，各科所含種數差異較大，但同樣是以菊科、禾本科為主，其次是豆科、薔薇科和百合科。125科被子植物中，含10種以上的科共有30個，共計798種，雖然只占總科數的24.0%，但占總種數的72.1%；含2～9種的科有71個284種，占總科數的56.8%，但卻僅占總種數的25.7%；含1種的科為24個，占總科數的19.2%，僅占總種數的2.2%。

通過對比天津已記錄植物發現，館藏有但以前并未記錄的天津植物共149種，隸屬于62科128屬。天津有記錄但館內無收藏的共計572種(包括栽培種263種)，其中野生種類共計309種，隸屬于80科216屬。

圖3 館藏天津植物與天津已記錄植物對比Fig.3 Comparation of recorded plants in Tianjin region and plants collected in Tianjin Natural History Museum

整體來看，在科級水平除叢蘚科、球子蕨科、黑三棱科等33科植物該館未收集到標本外，其他的類群均有收藏。在這33科中，苔蘚植物占20科，被子植物10科。相對來說，科下種類越多的類群，未收集的種類越多。這種現象應該與植物本身分布狀態密切相關，尤其是部分非廣布種或者水生植物。

同時，對北疆時期收藏的標本與建國后天津自然博物館收藏的標本進行比較，發現北疆博物院收藏標本共計622件281種，隸屬于75科209屬。建國后收藏的標本共計5 726件1 078種，隸屬于149科603屬。北疆時期的收藏與建國后的收藏相比較，共有種203種，隸屬于67科164屬。經比較分析發現，這些種類(如華黃芪Astragaluschinensis、虎尾草Chlorisvirgata、刺兒菜Cirsiumsetosum等)大多屬于豆科Leguminosae、禾本科Gramineae和菊科Compositae等適應性較強的類群，以致其歷經多年仍有分布且資源量變化不大。北疆博物院有記錄而解放后未采集到的標本共計78種，隸屬于40科69屬，包括37種天津地區有記錄但沒有采集到的，41種天津地區無記錄的(其中含22種栽培種)。

薊州山區是天津市生態環境最優越的地區，天然次生林植被保存完整，主要包括八仙山、九龍山、梨木臺等國家級自然保護區。其地形復雜，氣候濕潤，生境復雜多樣，動植物資源豐富多樣，是天然的物種基因庫。館藏植物標本中采集于薊州山區的共計2 508件，隸屬116科368屬602種，占總種數的52.1%。無論從物種的多度還是豐富度上，都充分地體現出薊州山區是天津市植物分布的集中區域。許多稀有植物(如軟棗獼猴桃Actinidiaarguta、野大豆Glycinesoja等)在這里仍有分布。據統計，館藏天津植物中共有珍稀瀕危植物標本82件，隸屬15科19屬19種(表1)。

3.3結論與討論

(1)經過研究確定，天津高等植物種類共有4門183科812屬1 757種(包括該研究新增加的149種)。其中苔蘚植物22科37屬43種，蕨類植物19科21屬46種，裸子植物7科11屬19種，被子植物135科748屬1 649種。整體從科級階元水平來看，近75.0%的種類集中在25.0%的科內，即較少的科含有較多的種，77.0%的科少于10種，61.2%的科少于5種。這一現象充分表明天津地區植物區系具有較高的復雜性和多樣性。

(2)天津地區植物以菊科、禾本科占主導地位。其中菊科最多170種，約占種總數的10.0%。這主要是由于菊科植物在繁殖結構和適應性方面均具有明顯的優越性。如其高生育力，生命周期短，具發達的地下莖、頭狀花序、果實及葉片常具尖刺、冠毛或腺毛等特點。另外，禾本科是主要的經濟物種，具極長花絲，可將花藥托出花外，柱頭羽毛狀具有較大受粉面積等特征決定其在天津地區植物區系中的重要地位。

(3)天津自然博物館可以說是一個“天津植物自然資源庫”，總計收藏天津植物共150科621屬1 156種。據統計，天津有記錄但天津自然博物館無收藏的植物種類共計80科216屬309種(不考慮栽培種)。標本信息不但是歷史記錄的憑證，更已成為研究植物與生態環境寶貴的數據資源。同時，館藏的植物標本也為陳列展覽提供基本素材和內容。該研究為天津自然博物館下一步的植物標本征集指明了方向，同時也為天津地區乃至全世界全國的植物標本信息庫建設提供基本的資料和材料。

表1 館藏的天津地區的中國珍稀瀕危植物

(4)在天津自然博物館的天津植物標本收藏中，北疆博物院時期收藏為75科209屬281種，除去重復的203種外，尚有78種為天津自然館后期未采集到的。事實上較北疆博物院時期，天津自然博物館解放后的野外采集范圍、力度明顯增大，究其原因，一是人為因素。改革開放以來，經濟發展迅猛，大量的農田、荒地被占用，部分植物資源減少甚至喪失。二是采集力度和范圍可能還存在一定的局限，尚需進一步深入地采集。三是氣候變化。天津地區近50年來的降水量呈減少趨勢，尤其在20世紀90年代以后，進入顯著的降水減少期[15]。另外，大霧出現的頻次、范圍與強度也都明顯地增加，這些因素也強烈地影響地區內的植物資源變化。

[1] 仲小敏，李兆江.天津地理[M].北京：北京師范大學出版社，2011.

[2] 劉家宜.天津植物志[M].天津：天津科學技術出版社，2004.

[3] 劉家宜.天津植物名錄[M].天津：天津教育出版社，1995.

[4] 李慶奎.天津八仙山國家級自然保護區生物多樣性考察[M].天津：天津科學技術出版社，2009.

[5] 沙汀，張文輝，劉新成．天津市種子植物區系成分分析[J].植物研究，2009，29(1)：96-102．

[6] 劉家宜.天津水生維管束植物[M].天津：天津科學技術出版社，2010.

[7] 姜世平，袁東升，李玉軍.天津園林草本植物[M].天津：天津科學技術出版社，2014.

[8] 姜世平，袁東升，李玉軍.天津園林樹木[M].天津：天津科學技術出版社，2014.

[9] 叢明旸，官樂，張玉婷，等.天津市植物資源新紀錄Ⅰ[J].南開大學學報(自然科學版)，2015，48(3)：13-18.

[10] 莫訓強，孟偉慶，李洪遠.天津3種外來植物新紀錄——長芒莧、瘤梗甘薯和鉆葉紫菀[J].天津師范大學學報(自然科學版)，2017，37(2)：36-38，56.

[11] 中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志(電子版)[M/OL].[2017-12-05].http：//frps.eflora.cn/.

[12] 中國自然標本館數據庫[DB/OL].[2017-12-05].http：//www.cfh.ac.cn/default.html.

[13] Species 2000[EB/OL].[2017-12-05].http：//www.catalogueoflife.org/col/search/all.

[14] 中國珍稀瀕危植物名錄(匯總)[EB/OL].[2017-12-05].http：//rep.iplant.cn/protlist.

[15] 高潤祥，司鵬，宋明，等.近50年天津地區局地氣候變化特征分析[J].氣候與環境研究，2011，16(2)：159-168.