沙特西部沙曼西尔山植物组成及其作为可持续经济资源的研究

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究沙曼西尔山植物资源及海拔、坡向对其植物组成的影响,研究人员开展了相关研究。发现该山有 152 种植物,CWRs 和药用植物丰富,海拔升高物种增多,东坡物种更丰富。该研究为保护及可持续利用提供依据。

  
在干旱的阿拉伯半岛,植物多样性对维持生态稳定至关重要。沙特阿拉伯作为该半岛的重要组成部分,其西部山脉是植被最集中、物种多样性最高的区域,占全国植物区系的 65%。然而,气候变化和人类活动正威胁着这些独特的植物资源,尤其是作物野生近缘种(CWRs)和药用植物的保护与可持续利用问题亟待解决。沙曼西尔山作为萨拉瓦特山脉的一部分,虽因植物多样性闻名于当地,但此前缺乏系统性研究。因此,开展对该山植物组成、分布及经济价值的研究,对于揭示干旱区山地植物多样性维持机制、保护珍稀资源具有重要意义。

为填补这一研究空白,来自沙特阿拉伯吉达大学环境科学系、埃及贝尼苏韦夫大学植物学与微生物学系等机构的研究人员,对沙曼西尔山的植物区系展开了全面调查。研究旨在分析海拔和坡向对植物组成的影响,评估其经济价值,并提出保护建议。相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究主要采用了以下关键技术方法:

  • 样地调查:在 2021 年 2 月至 2023 年 2 月期间,选取 5 个海拔梯度(东侧 3 个、西侧 2 个),每个海拔设置 5 个样地,每个样地标记 5 个 10m×10m 样方,统计物种、属、科数量。
  • 标本鉴定与分类:利用当地植物志书籍鉴定植物标本,依据 Raunkiaer 系统划分生活型,参照 Wickens 和 Zohary 方法确定区系地理成分。
  • 统计分析:运用 Statistica 8 软件进行层次聚类分析和 Jaccard 相似性指数计算,探讨不同海拔间的植物组成相似性。

研究结果


植物组成与海拔分布


研究共记录到 152 种植物,隶属于 124 属 46 科。其中,菊科、禾本科、夹竹桃科和茄科占总物种数的 40% 以上。随着海拔升高,物种、属、科的数量显著增加,从最低到最高海拔的增幅分别为 280.7%、286.3% 和 100%。肉质植物和固氮植物在低海拔数量较少,高海拔显著增多。层次聚类分析显示,高海拔(1150m 和 1500m)形成独立聚类,低海拔则按坡向进一步分组,Jaccard 指数表明海拔越近,物种组成越相似。

坡向对植物分布的影响


对比东西坡相同海拔(600m)发现,东坡的物种、属、科数量分别比西坡多 36.8%、27.7% 和 33.3%。分析认为,东坡坡度较缓、水分条件更优,而西坡光照强、蒸发量大,导致耐旱物种占比更高。

生活型与区系成分


生活型以一年生植物( therophytes,44%)和地上芽植物(chamaephytes,25%)为主,地面芽植物(hemicryptophytes)仅占 3%。高海拔地区一年生和地上芽植物比例显著上升,低海拔则以高位芽植物(phanerophytes)和地下芽植物(geophytes)为主。区系成分中,萨赫勒 - 信德(Saharo-Sindian)成分占比最高(29.6%),并随海拔升高而增加,同时记录到 1 种特有植物 ——Teucrium popovii R.A. King。

经济价值物种


研究区发现 22 种 CWRs,涉及小麦、茄子、胡芦巴等 16 种栽培作物,可作为改良作物抗性和营养的基因来源。药用植物占比达 57.8%,涵盖 33 科 80 属,其中夹竹桃科和菊科药用物种最多,主要利用全株、叶、种子等部位,具有抗菌、抗炎、抗寄生虫等多种功效。

结论与讨论


沙曼西尔山展现出丰富的植物多样性,其海拔和坡向驱动的分布模式符合 “Rapoport 假说”,即高海拔物种丰富度更高,这与干旱区山地独特的微气候(温度降低、降水增加)密切相关。东坡更优的水分条件支持了更多物种生存,而西坡的干旱环境则筛选出肉质植物等耐旱类群。

CWRs 和药用植物的高丰度凸显了该山的经济潜力。CWRs 作为应对气候变化的重要基因库,可用于培育抗逆作物;药用植物则为传统医药和现代制药提供了可持续资源。然而,沙特阿拉伯特有植物比例低,Teucrium popovii 等珍稀物种亟需针对性保护。

研究建议将沙曼西尔山划定为自然保护区,采用原地保护(扩大保护区)与迁地保护(种子库)结合的策略,并推动社区参与管理,通过生态旅游和可持续利用实现保护与发展的平衡。该研究不仅为干旱区山地植物多样性保护提供了科学依据,也为全球类似生态系统的资源管理提供了参考范式。

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