黑河中下游地區植物物種地境層次特點分析

摘要：利用有關系統論的知識，詳細分析了黑河流域中下游地區植物物種地境各層次的特點，分析表明，表層0～40 cm適于一年生植物生長，40～100 cm深度適于多年生植物生長，這一結論可作為確定物種生存條件的基礎，也可為生態環境的保護和建設提供依據。

關鍵詞：物種；地境層次；特點；分析

中圖分類號：Q948.5文獻標識碼：A文章編號：0439-8114(2008)07-0782-03

Analysis on the Characteristics in Each Stratum of Underground Habitat for Plant Species in Middle-Lower Reaches of Heihe River

TANG Meng-ling

(Department of Construction Engineering， Xingtai Vocational and Technical College，Xingtai 054035，Hebei， China)

Abstract： By using relevant theoretics in systematology， this paper explicitly analyzes the characteristics of each stratum in underground habitat for plant species in middle-lower reaches of Heihe River. The results shows that the surface layer for 0-40cm is suitable for annual plant and the second layer for 40-100cm is suitable for perennial plant. This conclusion can be used as the basis to define the survival condition of plant species and supplies basis for the protection ecosystem as well as ecological construction.

Key words： plant species；the stratum of underground habitat；characteristic；analysis

黑河流域中下游地區由于土地大規模開墾、過度放牧、水資源強烈開采，使植被退化、土地沙漠化、鹽漬化的現象較為嚴重?，F殘存的胡楊林、沙棗林幼樹少、老樹多，疏殘林多、密林少，一片老化景觀。因此，了解植物生活習性是當務之急，從微觀上講，植物的生境在很大程度上是由地境中某一種物種根群(最大根系密度分布范圍)來指示的。因而分析植物地境中層次的特點是生態環境保護的關鍵性和基礎性的工作，對引種植樹植草有重要的現實意義。

1地境穩定層概念

地境是植物在地下的生存環境，而地境中物種根群集中的空間范圍可用來指示該物種的生存條件，我們把這一空間范圍稱為地境穩定層。該層內，各土壤因子的變化都處于正常漲落中，和植物共同維持相對的宏觀穩定狀態，它們的相互協同作用能維持植物的正常生長繁衍，它反映了物種長期以來在地境中的生存條件。一年生植物和多年生植物的地境穩定層是不同的。一年生植物(也稱季節性植物)根系淺，生命期短，它只在有利的季節生存，它的地境穩定層相應在表層。多年生植物根系較深(含側根、須根)，它所要求的地境穩定層在較深的層次，該層次不僅能滿足其生存所需的水、氣、熱、肥、鹽等條件且因各要素的年變幅值較小，植物能夠度過四季，多年生長。一個樣地中，一年生植物和多年生植物地境穩定層之間并不是絕對孤立的，它們之間有營養物質的輸送和能量的傳輸關系，上下層構成一定的相互聯系和相互作用，不過這種聯系和作用遠不如本層中各因子聯系緊密，因此，每層中的各因子相互間的整體性和協調性是最好的，它們各自構成一個小環境空間反映著各自植物的生存背景。這正體現了系統論中不同子系統功能不一樣的思想。

2多年生植物地境穩定層層位的確定

徐恒力等[1]就土溫的垂向分布，土壤水、鹽、有機質分布及碳氮循環深度，植物的根系分布狀況，過氧化氫酶的指示結果等方面，即把無機和有機兩方面結合，綜合確定了多年生植物地境穩定層范圍為40～100 cm。本文對深度<40 cm、40～100 cm以及深度>100 cm各層次中的植物根群和其相應層中的土壤因子在相互耦合方面的特點進行了分析。

3植物地境各層次的特點分析

3.1黑河中下游的優勢種和建群種

不同種類的植物(喬木、灌木、草本)根系的結構特征和根群所處的深度不一樣，根群深度代表了各自的地境環境。而樣地中的優勢種和建群種往往是該樣地地境條件最適合那種植物生存的真實寫照。本次野外調查確定的優勢種和建群種有：胡楊、沙棗、芨芨草、甘草、蘆葦、苦豆子、紅柳、白刺、駱駝刺、黑果枸杞、花花柴、堿蓬、鹽角草、鹽爪爪、枇杷柴、梭梭、珍珠、紫菀木、沙拐棗、沙蒿、錦雞兒，具體分類見下表1。喬木、灌木、半灌木、多年生草本是多年生植物，地境穩定層在較深的層次；一年生草本，根系淺，地境穩定層相應在表層。

3.2地境各層次的特點

第1層(深度0～40 cm)：該深度范圍是草本植物特別是一年生植物和短命植物根群的主要分布空間。該層與大氣界面相接觸，受太陽輻射、降水的影響，土層的水分、鹽分、溫度、有機質等理化指標對外界的變化十分敏感。通過調查數據統計結果(表2)[2]顯示，該層的含水量變幅為23.10%，含鹽量變幅為32.08%，有機質變幅為1.76%，出現這種水鹽變幅較大的原因是降雨淋溶，干旱蒸發；有機質因受地表生物殘體的影響，相對較高，但因風力的侵蝕搬運和地表水流的攜帶，又變得較小，變幅也大；該層的地溫差接近氣溫差約10℃左右，土壤通氣性較好。

從以上對各因子的變化幅度分析知，由于該層與大氣界面最接近，各因子受外界環境變化影響大，各因子的變幅也較大。但從多年來看，各因子的均值和均方差都各趨于一個常數，從系統論的角度來說，表層各因子漲落仍然是個正常漲落，它們的綜合協同作用能維持本層環境的宏觀穩定性，使一些植物能生存。因此，根系淺的一年生草本(如堿蓬、鹽角草等)都是以這個層作為生存的基礎。這些根系淺的植物，種子立地時，一旦遇到有利條件就迅速生長、發育、開花、結果，到不利季節時已完成了整個生命周期。在生命期內，從其對環境的指示作用來看，表層的生境維持了其宏觀穩定態，在一定程度上，它們適應著這個層位的水土條件。

第2層(深度40～100 cm)：這一范圍是多年生草本植物、灌木、半灌木和某些水平根發育的喬木如胡楊、沙棗等植物根群的主要分布區。該層位于第1層之下，不直接與大氣界面接觸，外界環境的影響需通過第一層的傳遞才能到達此層。相比之下，該層對外界變化的響應較之第一層要稍稍滯后，且不十分敏感，從表2的數據也表明了這一點。出現較小變幅的原因是：降水量很小時，水分難以到達此層，隨表土的干燥，上層土體水汽壓減小，土壤水分的耗失量急劇下降，致使上層土壤在客觀上起著保護層的作用，可以減緩該層的濕度變化；該層土壤含鹽量由于受水分淋溶下移和鹽分隨水分向上遷移的交替作用，在總體上，土壤含鹽量不高；有機質不受風力水流的攜帶，變幅相對也較?。辉搶油翜氐淖兓纫裁黠@減小(原因是太陽輻射熱的傳導有逐漸減小的規律)，通氣性較好。

第2層總體上比上層各因子的變幅值大大減小，從多年來看，各因子的均值和均方差也各趨于一個常數。毫無疑問，各因子漲落都是屬于正常漲落，因子間的協同作用可維持環境的宏觀穩定性。因此，該層可適應根群較深的喬木(如胡楊、沙棗等)、灌木及半灌木(如紅砂、白刺等)和多年生草本(如駱駝蓬、花花柴等)生存，它可以維持這些植物度過一年中的不利季節。據當地人們的觀察，在一場雨之后，梭梭種子2 h可以萌發，如果它的根系生長速度很快，能大部分達到這個層位的話，它就可以存活下來，否則因處于第一層的根系適應不了各因子的太大波動，而最終活不下來。因此，只有大部分根達到這個層位，植物才可能生存[3]。植物到達這個層位后，還要在生理功能上以各種方式積極地適應旱生環境以度過不利季節。具體表現在：葉片退化；地下部分的根系橫向擴展；具有根套并強烈木質化；干旱時休眠；通過莖、葉表面密布的鹽腺排出鹽分；提高根部細胞的滲透壓，增加主動吸水能力?？傊?，不同的植物各以其不同的方式產生對環境的適應，這是植物對生境的積極選擇，也是一種求生的本能和適應。

第3層(深度在100 cm以下)：這一深度是大多數植物主根可及的范圍，但不是根群的主要位置。由于深度增加，該層與地表以上的環境聯系已相當微弱，各因子對外界的反應已經很遲鈍(表2)。降水雖對此層水分含量有一定作用，但影響較小；白天增熱和晚上冷卻經過上兩層的傳遞都越來越弱，基本不存在晝夜的土溫差變化；土壤含鹽量一般為0.04%～0.64%之間；有機質含量進一步減少，僅為0.01%～0.15%，普遍較低；土壤的通氣性也因遠離地表不如以上兩層。

從對第3層各因子變幅特點的分析了解到，土壤水分、鹽分、有機質變幅都很小，溫度變幅消失，顯然，各因子漲落都很小。一些喬木的主根和沙生植物的長根系雖可達到這個層位(垂直根為主，側根很少)，但由于這層根系密度不足，限制了根系充分吸收營養物質，且氣熱條件不足，生理活動較弱，仍然是集中在上面這層的根群所在水土條件對它的生存起主要作用。人們移栽樹木時，并不需要挖出深層最長的根，而是保存一定原狀土和大部分根群，就可以移栽成功，可見，深層的主根對整個植物的生存影響不大。

4小結

以上從系統論的角度對植物地境各層次中因子的變化特點進行了分析，分析得知，一年生植物和多年生植物地境穩定層是不同的，一年生植物在表層(0～40 cm)，多年生植物在較深的層次(40～100 cm)，這些層次與它們各自根群集中部位是相吻合的，這一點可作為引種植樹植草來掌握大致的入土深度的依據；另外，若同一物種在不同樣地該深度范圍內的不同因子進行組合，便可作為確定物種生存條件的基礎。

參考文獻：

[1]徐恒力， 湯夢玲，馬瑞. 黑河流域中下游地區植物物種生存域研究[J].地球科學——中國地質大學學報，2003，28(5)：551-556.

[2]湯夢玲. 黑河流域中下游地區植物地境穩定層及生存域研究[D]. 武漢：中國地質大學，2002.

[3]祝廷成， 鐘章成，李建東，等.植物生態學[M]. 北京：高等教育出版社，1988.42-44.