四川省野生凤仙花属物种多样性与地理分布

Species Diversity and Geographical Distribution of Wild Impatiens in Sichuan Province

摘要

该研究以四川省野生凤仙花属（Impatiens）植物为研究对象，在建立物种名录和地理分布数据库的基础上，对其物种多样性及地理分布格局进行研究。通过系统检索文献资料、标本考证和实地调查，对其物种组成、特有性、地理分布格局进行分析，最后采用筛除算法确定四川省凤仙花属植物分布的热点地区。研究结果表明：截至2025年4月，四川省野生凤仙花属植物共记载108种（含1变种），分布于82个县级行政区，有94个中国特有种和41个四川特有种，垂直分布以2 000~2 500 m海拔段最为丰富。筛选得到峨眉山市、冕宁县、木里县、康定市、石棉县、盐源县、九龙县、金川县、昭觉县9个热点县级行政区，共包含了四川省80.55%的野生凤仙花属植物。四川省地形地貌多样，水系发达，分布的凤仙花属植物有着较高的物种多样性和区域特有性。该研究进一步厘清并完善了四川省凤仙花属物种多样性数据，同时也为其特有种质资源的保护及开发利用提供了参考。

Abstract

Based on the establishment of species list and geographical distribution database， the species diversity and geographical distribution pattern of wild Impatiens in Sichuan Province were studied. The species composition， endemicity， geographical distribution pattern in Sichuan Province were analyzed through systematic literature retrieval， specimen textual research and field investigation respectively， and the hot spot area of Impatiens distribution were determined by screening algorithm. The results showed that a total of 108 wild species （including one variety） of Impatiens were recorded in Sichuan Province by April 2025， distributed in 82 counties， with 94 species endemic to China and 41 species endemic to Sichuan Province. The vertical distribution was most abundant at the elevation of 2 000~2 500 m. Nine hot counties， including Emeishan City， Mianning County， Muli County， Kangding City， Shimian County， Yanyuan County， Jiulong County， Jinchuan County and Zhaojue County were screened， which contained 80.55% of the wild Impatiens in Sichuan Province. Sichuan Province was characterized by diverse geomorphologic types and well-developed river systems， the distribution of Impatiens had high species diversity and regional endemicity. The study clarified and improved the species diversity of Impatiens in Sichuan Province， and provided the reference for protection， development and utilization of endemic germplasm resources.

Graphical abstract

关键词

四川省 / 凤仙花属 / 热点地区 / 物种多样性 / 地理分布

Key words

Sichuan Province / Impatiens / hot spot area / species diversity / geographical distribution

凤仙花属（Impatiens）隶属凤仙花科（Balsaminaceae），全世界约有1 000余种^［1］。我国是凤仙花属植物的起源中心，也是物种多样性热点地区之一，目前记载有360余种，占世界凤仙花属物种总数的1/3以上^［2］。凤仙花属植物的生境多为阴湿的林下、林缘地带或瀑布溪流旁，其地理分布格局呈现出明显的狭域分布特性，国内在云南、四川、西藏、贵州及广西等地区的种类尤为丰富。

四川省位于我国地形第一和第二级阶梯之间的过渡地带，省内海拔高差悬殊，超过7 000 m，土壤类型丰富，河流众多，有亚热带季风气候和高原山地气候2种类型，生境条件多样，年平均气温约16 ℃，年平均降水量约1 000 mm（数据来源于四川省气象局），非常适合凤仙花属植物生长。近年来，多位学者专注于四川省凤仙花属植物研究。2019年，陈永霞等^［3］报道四川省凤仙花属植物种类已有100种，仅次于云南省的161种；2022年，袁桃花等^［4］建立了中国野生凤仙花属植物数据集，其中涉及四川省野生凤仙花属植物编目。目前，对四川省内凤仙花属植物资源的系统性研究多着眼于局部区域，如旷仁平^［5］研究了川南地区凤仙花属植物的种类组成和分布特征；王家才和胡君^［6］调查了瓦屋山及周边地区的凤仙花属植物，共报道21种凤仙花属植物；罗强等^［7］调查了西昌市自然分布的15种凤仙花属植物，在攀西地区凤仙花属植物资源的调查研究中报道了60种（含1变种）^［8］；潘俊桥等^［9］调查了川西地区的20种凤仙花属植物；赵秋燕等^［10］在对川西南地区的凤仙花属植物调查中共报道了22种。从现有的文献资料可以发现，四川省野生凤仙花属植物资源较为丰富，具有独特的观赏性及较高的物种多样性和区域特有性。

近年来，随着凤仙花属植物野外调查和研究的不断发展，尤其是分类系统的修订和新分类群等相关研究成果相继发表，使得四川省凤仙花属植物种类激增，但这也给学界对凤仙花属植物的研究带来了许多困扰。目前，《四川植物志》有关凤仙花属植物的内容尚未出版，资料也较老旧，因此，开展县级尺度下的文献资料整理和野外调查，重新对四川省野生凤仙花属植物资源进行系统整理和研究，对摸清四川省凤仙花属植物本土资源尤为重要。本研究通过对文献资料和标本进行查阅和整理，结合实地调查，基于袁桃花等^［4］建立的中国野生凤仙花属植物名录和地理分布数据库，更新并建立四川省凤仙花属植物名录和地理分布数据库，分析四川省凤仙花属植物的物种多样性和地理分布格局，进而得到四川省凤仙花属植物分布热点地区，为后续四川省凤仙花属植物资源的实地调查、保护和利用等相关研究提供基础资料和科学参考。

1 数据与方法

1.1　名录的确定

1.1.1　文献检索

通过查阅《中国植物志》（第47卷）^［11］、Flora of China（第12卷）^［12］、《中国凤仙花》《中国西南野生生物种质资源库2018》《中国生物物种名录2024版》及四川省各级自然保护区科学考察集等资料^［13-20］，以截至2025年4月发表的硕博士论文^［21-24］、期刊论文中报道的四川省新类群为补充^［25-37］，统计四川省凤仙花属植物物种名录及地理分布信息。

1.1.2　标本考证

对中国科学院植物研究所标本馆（PE）、中国科学院成都生物研究所植物标本馆（CDBI）、中国科学院华南植物园标本馆（IBSC）、中国科学院广西植物研究所标本馆（IBK）、华西亚高山植物园标本室（WCSBG）、中国科学院昆明植物研究所标本馆（KUN）、中国科学院武汉植物园标本馆（HIB）、杭州植物园植物标本室（HHBG）等标本馆中共计3 278份四川省凤仙花属植物馆藏标本进行查阅、整理。

1.1.3　野外调查

2014—2024年，在查阅文献资料的基础上，本研究团队进行了大量的野外实地调查，以各级自然保护区、重点林区和生境特殊地段作为调查和标本采集中心，同时向周边区域辐射。在调查区域确定调查及采集路线，沿线进行调查和标本采集，详细记录凤仙花属植物的种类、特征、分布、生境及地理信息等，并拍摄照片。

1.2　地理分布数据的收集及校正

提取志书文献中的凤仙花属物种名录及地理分布信息，在此名录基础上，梳理并核对各标本馆的数字标本，补充记录四川省各县级行政区内凤仙花属植物的地理分布信息。原始数据集^［4］中存在部分物种名称变化、原有记载行政区划关系与最新区划不一致等问题，在原始信息录入之后，以2024年调整后的县级行政区划为标准，进行新旧地名转换和地理信息校正，删除引种栽培的凤仙花属植物并增加新分类群数据。建立四川省野生凤仙花属植物地理分布数据库，包括种名、特有性、分布区域（精确到县级行政单元）、分布海拔等。

1.3　热点地区的确定

在四川省野生凤仙花属物种名录及县级分布数据库的基础上，物种丰富度采用Dobson等^［38］提出的筛除算法确定分布热点地区。该算法是基于互补子集的原则排序，用于评估物种聚集到热点地区的程度。首先，筛选出物种丰富度值最大的县级行政区，然后将该行政区分布的所有物种从总分布名录中删除，再从剩余分布名录中选出物种丰富度值最大的县级行政区，不断重复上述步骤直至所有物种数删除至0，得到的县的集合为四川省野生凤仙花属植物的热点地区，即包含凤仙花属植物物种丰富度最高且最为互补的区域。在筛选过程中，如遇到包含物种数相同的县，则优先筛选面积较小的县，即用最小的土地面积涵盖最多凤仙花属物种丰富度的区域。

2 结果与分析

2.1　四川省凤仙花属物种多样性

本研究确立的四川省野生凤仙花属物种名录共108种（包含1变种）（表1），该名录在2022年袁桃花等^［4］学者建立的中国野生凤仙花属植物数据集基础上，除去引种栽培的华凤仙（I. chinensis）和凤仙花（I. balsamina），新增自然分布13种。四川省自然分布的凤仙花属植物约占全国凤仙花属植物物种总数的30%，中国特有种和四川特有种成分丰富，将特有种数占四川省该属植物物种总数的比例定义为特有率，得出中国特有种特有率为87.03%，四川特有种特有率为37.96%。

峨眉山市是四川省野生凤仙花属植物物种最丰富且物种数最多的地区，本研究基于大量野外调查，拍摄到了大量峨眉山的凤仙花属植物（图1），发现其中一些种，如侧穗凤仙花（I. lateristachys）、纤袅凤仙花（I. imbecilla）、华丽凤仙花（I. faberi）等翼瓣的柄呈长丝状插入距内，此特点与邻省贵州、云南等大多凤仙花属物种不同。

2.2　四川省凤仙花属植物地理分布

2.2.1　水平分布格局

凤仙花属在四川省的15个市州82个县级单位有分布，南充市、广安市、内江市、遂宁市、资阳市、自贡市无凤仙花属植物记载，德阳市只有包氏凤仙花1种。其中，凉山彝族自治州的物种丰富度最高，达63种，占四川省凤仙花属植物物种总数的58.33%，但其省级特有率仅为33.33%。在县级尺度上，野生凤仙花属植物分布较丰富的地区依次为峨眉山市、木里县、天全县、冕宁县、洪雅县、宝兴县、康定市、美姑县、石棉县（≥15种）（图2）。中国特有种分布在峨眉山市等82个县级行政区，四川特有种分布在洪雅县等59个县级行政区，主要分布于四川中南部和西部。在物种丰富度上，分布种数较多的地区是峨眉山市、木里县和天全县，多为四川中西部山地（图2），而四川特有种特有率较高的地区为眉山市、乐山市、雅安市，大部分集中于四川中南部（表2）。

2.2.2　垂直分布格局

根据四川省凤仙花属植物的海拔分布，以500 m为1 个梯度，将凤仙花属植物分布范围分为8个海拔段，即：［500，1 000） m、［1 000，1 500） m、［1 500，2 000） m、［2 000，2 500） m、［2 500，3 000） m、［3 000，3 500） m、［3 500，4 000） m、［4 000，4 500］ m（图3）。可以看出，凤仙花属在海拔500~4 500 m内呈单峰型分布。其中，［2 000，2 500） m海拔段分布的物种数最多，有53种；［2 500，3 000） m和［1 500，2 000） m海拔段次之，说明在种的水平上，［1 500，3 000） m海拔段最适合野生凤仙花属植物生长；海拔超过3 000 m后，海拔越高分布的物种数越少；［4 000，4 500） m海拔段分布的物种数最少，仅耳叶凤仙花（I. delavayi）1种。

2.3　热点地区

采用筛除算法对四川省野生凤仙花属植物分布的热点地区进行筛选，其中，在四川省自然分布的108种凤仙花属植物中，遂昌凤仙花地理分布信息中未见具体县级单位分布，因此，该种未参与热点地区的筛选，且该种并非广布物种，对筛选结果影响有限。当筛出的物种数达到80%以上时，剩下的22个县级行政区包含的凤仙花属种类均不大于2种，此时的热点区域有9个，依次是峨眉山市（25种）、冕宁县（19种）、木里县（19种）、康定市（8种）、石棉县（4种）及盐源县、九龙县、金川县和昭觉县（均为3种）。当筛选物种数达到100%时，共筛选得到29个热点县级行政单位。

3 讨论

四川省自然条件优渥，不仅有多样的地形地貌，也有发达的水系遍布全省。地形以东部四川盆地、西北部高原、西南部山地为主，水系以长江水系为主，气候以川西湿润、半湿润高原气候和其余地区的亚热带湿润季风气候为主，为凤仙花属植物的繁衍提供了必要的基础条件。据统计，四川省野生凤仙花属植物共108种（含1变种），占中国凤仙花属植物种数的30%，是中国凤仙花属植物的重要分布中心之一。其中，中国特有种十分丰富，有94种，四川特有种41种。

四川省共辖183个县级行政区划，在82个县级行政单位有野生凤仙花属植物分布记载，其中，分布种数最多的市州级行政区是凉山彝族自治州（63种），雅安市（46种）、甘孜藏族自治州（36种）和乐山市（36种）次之。在水平分布格局上，凤仙花属植物集中分布于四川省南部和中部，而东部盆地区域和西部高原分布记载较少，仅在四川盆地东北和东南方向的盆缘山地有少量分布。在垂直分布格局上，除［2 000，2 500） m海拔段外，其余各海拔段凤仙花属分布种数差异明显。通过综合分析发现，物种丰富度最高的4个市州均在我国地形一级阶梯向二级阶梯过渡地段，尤其是分布种数最多的凉山彝族自治州正处于横断山脉北段，且有岷江、雅砻江、金沙江、大渡河等主要河流经过。相比之下，东部盆地虽也有丰富的水资源，但缺少必要的地形地貌条件，其凤仙花属物种多样性远不及西南部山地地区。所以，中国特有和四川特有凤仙花属植物分布以川西的横断山脉到川西南的乌蒙山脉为主，而四川盆地一带分布较少，这与海拔段分布的物种数相吻合。筛选得到的29个热点县级行政区野生凤仙花属植物的丰富度高。在此基础上，进一步开展对四川省野生凤仙花属植物生境的系统性研究也十分必要，对于生物多样性保护和开发利用都具有重要指导意义。

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基金资助

贵州省基础研究计划（自然科学类）项目（黔科合基础-ZK［2023］一般102）

贵州省科研机构创新能力建设专项(黔科合服企［2024］013号)