天山南坡草原荒漠多刺錦雞兒(Caragana spinosa)灌叢空間分布研究

席琳喬 王喜明 趙貴平 劉美華 馬春暉*

(1 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾843300)(2 新疆維吾爾族自治區(qū)拜城縣種羊場(chǎng)，新疆 拜城 843404)

錦雞兒(Caragana spp)為豆科錦雞兒屬系落葉灌木，為歐亞大陸特產(chǎn)，是歐— 亞草原植物亞區(qū)的典型植被。錦雞兒分布在森林和荒漠的過(guò)渡區(qū)，是該區(qū)域的主要植被類(lèi)型之一［1］。錦雞兒在我國(guó)主要分布在黃河流域以北干燥地區(qū)，西南和西北地區(qū)則以西藏高原為中心，少數(shù)種類(lèi)分布在長(zhǎng)江下游及長(zhǎng)江以南，耐旱能力和耐貧瘠能力強(qiáng)。目前錦雞兒的研究主要集中在對(duì)其分布、分類(lèi)、耐鹽、抗旱、光合、生理生化特征以及生態(tài)適應(yīng)性等方面的研究［1－6］，中國(guó)現(xiàn)已查明的錦雞兒屬植物有66 種，新疆有32 種，其中多刺錦雞兒(C.spinosa)主要分布在新疆的和布克賽爾、塔城、巴里坤、拜城［1］。本研究主要在對(duì)天山南草原荒漠多刺錦雞兒灌叢空間分布格局進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，探索多刺錦雞兒對(duì)特殊環(huán)境的適應(yīng)性以及繁殖策略以及群落多樣性，以期為多刺錦雞兒植物資源的合理利用以及荒漠草地的恢復(fù)與重建提基礎(chǔ)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 自然概況

研究區(qū)域在天山南坡的新疆拜城縣種羊場(chǎng)，全場(chǎng)地處山區(qū)，地形復(fù)雜，地勢(shì)北高南低，海拔1 688 m～4 778 m。高山終年積雪，為木扎提河之水源。低山區(qū)氣候溫涼，降雨較多，分布小喬灌木和雜類(lèi)草。在山區(qū)中部以上分布云杉(Picea asperata)和松樹(shù)(Pinus)。該區(qū)屬溫帶大陸性干旱型氣候，冬季寒冷，夏季涼爽，年均氣溫7.6℃，極端最高氣溫38.3℃，極端最低氣溫－28℃，無(wú)霜期133～163 d，年均日照系數(shù)為2 789.7 h，年均降水量171.13 mm。本實(shí)驗(yàn)選擇了種羊場(chǎng)山前沖積扇平原連續(xù)分布的C.spinosa 灌叢群落E:81.00722，N:41.80564，海拔1 880 m［7］。7月上旬進(jìn)行試驗(yàn)植被調(diào)查。

1.2 研究方法

荒漠草地分布格局研究調(diào)查樣地選擇微地形差異較小、集中連片分布的多刺錦雞兒灌叢群落，調(diào)查植物種類(lèi)，測(cè)定頻度、蓋度、密度、高度等項(xiàng)目，采用相鄰格子樣方法自北向南取樣，樣方4 m ×4 m，調(diào)查面積為1 600 m2。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析多刺錦雞兒群落優(yōu)勢(shì)種群空間分布格［9－13］局。

1.2 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用SPSS10.1 軟件分析計(jì)算。聚集強(qiáng)度的測(cè)定采用了負(fù)二項(xiàng)參數(shù)K、擴(kuò)散系數(shù)(C)、叢生指數(shù)(I)、平均擁擠度(m)、聚塊性指標(biāo)(m/m)、Cassie 指數(shù)(Ca)各指數(shù)的意義和具體定義見(jiàn)文獻(xiàn)［9－13］。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物種類(lèi)組成

天山南坡拜城種羊場(chǎng)山前沖積扇平原C.spinosa 灌叢植物種類(lèi)組成調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表1。C.spinosa 灌叢植物分屬12 科、19 屬、21 種，植物種類(lèi)較豐富，草本層矮小、稀疏，蓋度較低，優(yōu)良牧草較少;根據(jù)草地植物經(jīng)濟(jì)類(lèi)群劃分，菊科植物占14.29%、禾本科植物占14.29%、豆科植物占9.52%、藜科植物占19.05%、莎草科植物占0，雜類(lèi)草植物占42.86%，屬于質(zhì)量較低的放牧草地。根據(jù)Raunkiaer 頻度定律分析A ＞B ＞C ≥D＜E，C.spinosa 灌叢分布均勻，暗示植被近期不會(huì)發(fā)生分化和演替的趨勢(shì)，屬穩(wěn)定的植物群落。

2.2 空間分布格局

C.spinosa 灌叢植物種群的空間分布格局結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 多刺錦雞兒灌叢植物種類(lèi)組成

表2 C.spinosa 灌叢群落聚集強(qiáng)度

錦雞兒灌叢群落中的多刺錦雞兒、浩罕彩花、鹽穗木、駝絨藜、琵琶柴和無(wú)葉假木賊應(yīng)用方差/均值、負(fù)二項(xiàng)參數(shù)K、Cassie 指標(biāo)、叢生指標(biāo)I、平均擁擠度、聚塊性指標(biāo)與卡方檢驗(yàn)呈集群分布，其中，錦雞兒和浩罕彩花K 值較大，聚聚強(qiáng)度較小，有趨于隨機(jī)分布的趨勢(shì)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

荒漠草地植物種類(lèi)組成貧乏，一般在10 種以?xún)?nèi)，個(gè)體數(shù)量也比較少，但是，多刺錦雞兒荒漠草地植物種類(lèi)達(dá)到21 種，19 屬，12 科，種類(lèi)比較豐富，高大灌木為多刺錦雞兒，達(dá)到70厘米以上，蓋度為27%，矮小灌木有鹽爪爪、麻黃、假木賊和鹽穗木等。草本層植物低矮，都低于40厘米，植被稀疏，蓋度低于13%。優(yōu)良牧草少，麻黃各類(lèi)家畜不采食，多刺錦雞兒有刺，家畜少量采食，另外，密度較大，也會(huì)對(duì)家畜帶來(lái)危害，假木賊除駱駝冬季少量采食，其他家畜基本不采食。因此，多刺錦雞兒荒漠草地質(zhì)量較低，利用率不高。

植物種群空間分布格局是種群與環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)和選擇的結(jié)果，植物種群的空間格局不僅因種而異，而且同一個(gè)種在不同發(fā)育階段、不同生境條件下也有明顯差異。研究種群分布格局，既可闡明種群及群落的動(dòng)態(tài)特征，也可闡明種群與環(huán)境互作過(guò)程，對(duì)種群恢復(fù)具有重要意義。而種群格局通常反映著一定環(huán)境因子對(duì)個(gè)體行為、生存和生長(zhǎng)的影響［14］。因此，研究樣地多刺錦雞兒灌叢種群格局分布能夠反映對(duì)環(huán)境的適應(yīng)策略，有助于進(jìn)一步解釋種群個(gè)體分布格局的成因。

一般情況下，植物以母株為中心的繁殖方式使低齡樹(shù)呈現(xiàn)聚集分布;隨樹(shù)木年齡的增加;對(duì)光因子和營(yíng)養(yǎng)條件的要求加大及自疏、它疏等作用，種群會(huì)趨于均勻分布;隨年齡的繼續(xù)增加，種群將趨于隨機(jī)分布［15］。多刺錦雞兒灌叢有從聚集分布向隨機(jī)分布演變趨勢(shì)。隨著年齡的增長(zhǎng)，多刺錦雞兒植株的抗逆性加強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力增強(qiáng)，而且幼苗逐漸成為中齡植株，使中齡植株在適合多刺錦雞兒生長(zhǎng)發(fā)育的局部環(huán)境中數(shù)量有所增加，表現(xiàn)出一定程度的聚集分布，但是在調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有多刺錦雞兒幼苗－中齡植物發(fā)生死亡現(xiàn)象，可能是氣候變化所導(dǎo)致。進(jìn)入老齡期，競(jìng)爭(zhēng)、衰老、環(huán)境篩等作用下個(gè)體死亡，種群聚集度下降，表現(xiàn)為隨機(jī)分布。因此，錦雞兒分布區(qū)嚴(yán)酷的環(huán)境條件主導(dǎo)了錦雞兒種群格局的形成，并進(jìn)一步影響了種群格局的動(dòng)態(tài)變化。

3.2 結(jié)論

天山南坡山前沖積扇平原多刺錦雞兒灌叢群落植物12 科、19 屬、21 種組成;根據(jù)Raunkiaer 頻度定律分析多刺錦雞兒灌叢屬穩(wěn)定的植物群落;多刺錦雞兒空間分布格局為集群分布。

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