安西極旱荒漠自然保護區裸果木分布現狀

王亮 包新康 黃海霞

摘要[目的]調查安西極旱荒漠自然保護區裸果木分布和生境狀況，了解種群數量動態及發展趨勢。[方法]通過樣地和樣方調查對安西極旱荒漠自然保護區內唯一國家一級重點保護植物——裸果木的分布和生境狀況進行調查。[結果]保護區裸果木的平均密度為0.038株/m2，平均高度為0.41 m。[結論]該研究為裸果木種群瀕危機制的探索、合理保護提出切實可行的保護對策，為今后保護區加強物種保護工作提供可靠翔實的依據。

關鍵詞 裸果木；極旱荒漠；分布；現狀；對策

中圖分類號 S759.9 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）22-0085-04

Abstract[Objective]To investigate the existing distribution and habitat status of Gymnocarpos przewalskii in Anxi extraarid desert nature reserve，and to understand the population dynamics and development trend.[Method]Based on sample plot and quadrat investigation，the distribution and habitat status of G.przewalskii，which was the only statelevel key protected plant in the Anxi extreme drought and desert nature reserve，were investigated.[Result]The average density of G.przewalskii in the protected area was 0.038 plants/m2 and the average height was 0.41 m.[Conclusion]The study provides feasible protection measures and suggestions for the exploration and reasonable protection of the endangered mechanism of G.przewalskii population，and provides a reliable and detailed basis for the protection work of the protected areas in the future.

Key words Gymnocarpos przewalskii；Extraarid desert；Distribution；Status；Countermeasure

生物多樣性是生命有機體及其賴以生存的生態復合體的多樣性和變異性[1]，在生態系統的穩定性和生產力方面起著重要作用[2]。生物多樣性喪失的直接原因為生境的喪失和破碎化、自然資源過度開發、環境污染、外來物種的入侵、全球氣候變暖和工業化的林業生產等[3-8]。物種多樣性的保護、重建與恢復是為了實現資源的可持續利用，尤其要加強對珍稀瀕危物種的深入研究，保護現有的物種及其生境，以免造成更多的物種淪為瀕危的處境。瀕危植物除具有提供能源、保持水土、調節氣候和廢物處理等功能外，從生態學角度看，瀕危植物的重要性無法估量。

祼果木為亞洲中部荒漠區內較少見的孑遺物種，是構成石質荒漠植被的重要建群植物種之一[9-10]，具有抗干旱、耐鹽堿、耐枯瘠、耐風蝕沙埋、根系埋深、壽命長等特點，對防止荒漠化、維護荒漠生態系統平衡起著積極作用[11]。裸果木自然更新和繁衍非常困難，生態系統脆弱，加之自然地理環境的變化及人類活動的干擾等因素，使裸果木種群呈現斑塊狀，分布范圍逐漸縮小，種群數量驟減。安西極旱荒漠自然保護區是我國典型的極端干旱荒漠，研究保護區內植物群落的演變及其機制對我國荒漠生態系統的保護以及恢復重建具有極其重要的意義。裸果木作為安西極旱荒漠自然保護區內唯一國家一級重點保護植物，是保護區的旗艦植物種，見于區內干河道、水沖溝、石質或礫石山坡、丘間盆地等處，分布范圍廣。保護區建區30年來，雖然系統開展了一、二、三期保護區綜合科學考察[12-14]，對區內植物多樣性進行了全面調查，但系統對裸果木的空間分布范圍等未進行詳細調查，加之近年來人為活動和氣候變化的影響，裸果木在保護區的分布范圍和數量相應發生了變化。為此，筆者對保護區裸果木的現有分布和生境狀況進行調查，有助于了解種群數量動態及發展趨勢，為裸果木種群瀕危機制的探索、合理保護提出切實可行的保護對策，為今后保護區加強物種保護工作提供可靠翔實的依據。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

安西極旱荒漠自然保護區主要位于甘肅省瓜州縣境內，地處94°45′～ 97°00′E，39°52′～ 41°53′N，分南北兩片，總面積8.0×105 hm2。保護區屬典型的干旱荒漠氣候，降水極少，蒸發量大，日照時間長，晝夜溫差大，夏季炎熱，冬季嚴寒，風大沙多。年均溫在7.8～10.0 ℃，年均日照時數為2 940.4～3 171.9 h，全年日照率為73%，年均降水量52.0 mm 以下，年蒸發量2 754.9 mm，年相對濕度39%～41%，無霜期138～146 d。保護區地表水徑流主要來自南部祁連山脈的降水和冰川融化，河流主要為疏勒河和榆林河。區內土壤類型較復雜，可分為棕漠土、灰棕漠土、鹽土、草甸土、沼澤土、風沙土、灌淤土和潮土8 大類30個亞類。

根據保護區第三期綜合科學考察，保護區境內現有維管束植物63科210屬455種，隸屬于74屬34科；其中甘肅省植物新紀錄19種1變種，隸屬于12科。現有6個植被型組、8個植被型、11個植被亞型和44個群系。保護區主要以典型的中亞四大荒漠植被泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）、黑柴（Sympegma regelii）、紅砂（Reaumuria soongorica）和珍珠豬毛菜（Salsola passerina）為保護對象，國家一級保護植物有裸果木，二級保護植物有胡楊（Populus euphratica）、肉蓯蓉（Cistanche salsa）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、沙拐棗（Calligonum mongolicum）、膜果麻黃（Ephedra przewalskii）等12種，地方重點保護植物有鎖陽（Cynomorium songaricum）、麻黃（Ephedra sinica）等，這些特有和瀕危植物種類具有防風固沙、防治荒漠和科學研究的重要價值。植物區系的主要成分是亞洲中部成分，屬亞洲中部特有種植物膜果麻黃、珍珠豬毛菜、泡泡刺、霸王（Zygophyllum xanthoxylum）、裸果木、黑柴、短葉假木賊（Anabasis brevifolia）等20多種。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地、樣方設置。

在保護區南北兩片均勻地選取70個樣地，其中南片28個，北片42個。在樣地500 m范圍內看有無裸果木分布，如有裸果木分布隨機設置2個以上樣方，如無裸果木分布隨機設置1個樣方，樣方面積為10 m×10 m，對植物群落特征、裸果木種群特征進行調查和生境描述。觀測指標包括植物種組成、數量、每一植物種的個體數量、植物種平均高度、冠幅、植物種平均蓋度（樣線法）。

1.2.2 調查指標。

植物數量：計數以株數、叢數為單位；高度：選取樣方中某物種大、中、小3株，用卷尺測量高度；冠幅測量和冠幅面積計算：選取樣方中某物種大、中、小3株，用卷尺測量其東西或南北方向的寬度；按圓面積計算冠幅的面積；蓋度測量：采用目測和對角線法結合測量；對角線法，即沿樣地對角線（2條對角線）拉一根樣帶線（皮尺），測量樣帶線方向上的某種灌木冠幅長度（對于高大灌木）或植物個體接觸樣帶線的長度（對于低矮灌木或草本），該長度與樣線的總長之比即為對角線上的覆蓋度。

2 結果與分析

由表1可知，所設置的105個樣方中，有66個（62.9%）樣方內有裸果木生長，而在70個樣地中，有45個樣地（64.3%）分布不同密度的裸果木種群。同時，根據對所有樣方中植物的密度、高度以及蓋度的測定結果分析，保護區單位面積木本植物的平均密度為0.44（株或叢）/m2，木本植物平均高度為0.36 m，植被的平均蓋度為12.51%。裸果木的平均密度為0.038株/m2，平均高度為0.41 m。保護區南北兩片均有不同密度的裸果木種群分布。進一步比較保護區南北兩片的調查結果，發現二者之間存在較大差異。南片單位面積木本植物的平均密度和平均蓋度均顯著高于北片（P<0.05），兩區之間的裸果木平均密度存在極顯著差異（P<0.01），這可能與保護區南北兩片的地形特征、環境因素以及人類活動干擾有關。

28個樣地中共有27個樣地分布有裸果木種群（表2），表明裸果木在保護區南片廣泛分布。在保護區北片的42個調查樣地中共有18個樣地分布有裸果木種群（表3），分布相對較分散。裸果木在保護區南片廣泛分布，且在25、26、27、28、29、30、31號樣地區域內（昌馬大沖積扇）的裸果木密度最高（>0.13株/m2），核心區以東的緩沖區內的6、7、10、11號樣地范圍內裸果木密度也較高（0.07～0.09株/m2）。南片東部邊界附近的2、4、5號樣地范圍內（榆林窟周圍）裸果木雖然較多，但分布面積相對較小。其余樣地范圍內裸果木分布密度相對較均勻。北片裸果木主要呈斑塊狀分布，集中分布在核心區與緩沖區以東的區域內。靠近北部邊界（星星峽周圍）的18、19號樣地為北片裸果木分布密度最大的區域。靠近蘭新鐵路的25、26號樣地范圍內裸果木密度也相對較高，而北片的1、2、3、5、10、11號樣地是北片裸果木分布相對最集中的區域。由此可知，保護區南片裸果木分布面積更大，密度也相對更高。

通過對保護區105個樣方數據的分析，結果顯示，合頭草為南片最主要的優勢物種，裸果木在南片的2、10、21、29號4個樣地中，綜合值最大，屬于群優勢種，占南片樣地總數的14%。裸果木作為亞優勢種存在于南片的1、7、14號等12個樣地中（表2），占南片樣地總數的42%，說明裸果木為南片植物群落的主要物種之一，同時也進一步支持了裸果木在南片廣泛分布這一調查結果。在北片，合頭草同樣為最主要的優勢物種，裸果木在3、5號樣地為綜合值排名第一的優勢種，占北片樣地總數的4.7%，在1、10、11等8個樣地中（表 3）為主要物種，占北片樣地總數的19%，這進一步說明北片裸果木種群密度相對較低和斑塊狀分布的現狀。

3 討論

對于任何一種瀕危物種而言，其種群退化的原因往往是其自身的內在因素和外在因素共同作用所導致。自然因素：自身繁殖和生態習性是限制保護區裸果木種群發展的2個重要因素，主要表現為自身生長環境的水分條件，結實率極低導致種群遺傳多樣性降低。人為因素：放牧對保護區南片的影響高于北片，生態水資源的短缺也是南片保護區所面臨的一個嚴重問題，蘭新鐵路、連霍高速、輸氣輸油管道等國家重點工程陸續穿越保護區致使地表植被破壞，礦山開采也會破壞植被，致使其生境破碎、種群被隔離。

裸果木既是天然稀有種，又是人為稀有種，自然災害不可避免，但人為因素卻可以控制[15]。根據南北兩片裸果木不同的種群特點及環境條件，有針對地提出以下分級保護對策：①對保護區每年的生態需水量和時間進行評估，并協調要求疏勒河水資源管理部門，按照更加合理的方式向疏勒河中下游釋放生態用水。②在尚未能做到完全禁牧的保護區南片部分地區，要投入更大的人力和物力進一步加強畜牧監管力度，離村莊較近的地區，建議實行針對性封地圍欄，盡量減少人類和動物活動對生態系統的影響。

③禁止對新探采礦項目的立項；對已經存在的礦區，應全面對其進行關停撤離和恢復，盡可能地恢復原始地形地貌；對新建的交通能源設施等國家重點工程，應完善其環境保護方案，并加強對施工運營期的監督工作。

④在科學評估的基礎上，建立生態補償機制。通過政府、相關企業及民間環保組織對放牧、交通能源設施等對生態環境造成的影響進行生態補償，從而保證有更多的人力和財力用于破壞生態系統的恢復建設中。⑤在保護區裸果木種群密度最大的區域內（疏勒河大沖積扇）建立裸果木資源特定保護區域，設置裸果木固定監測樣方，通過長期的定位監測，開展針對裸果木種群及其所在的荒漠植物群落更加深入的研究。

⑥對裸果木實行遷地保護，在分布有祼果木的地段進行國家重點工程建設項目之前，對在永久性占地和臨時當地區域的裸果木，應在春季將其進行人工移栽，移栽到保護區植物園或就近地段，加之人工撫育，使裸果木的損失降至最低。

4 結論

該研究對安西極旱荒漠自然保護區的荒漠孑遺植物裸果木的分布現狀進行調查，結果表明，保護區單位面積木本植物的平均密度為0.44（株或叢）/m2，木本植物平均高度為0.36 m，植被平均蓋度為12.51%，裸果木平均密度為0.038株/m2，平均高度為0.41 m。同時探討了影響裸果木種群發展的限制因素，南片保護區主要人為影響因素是放牧，北片保護區國家重點工程和礦山開采主要影響了裸果木種群的分布。保護裸果木種群的建議：協調疏勒河水資源管理部門向疏勒河中下游釋放生態用水；進一步加強畜牧監管力度，達到保護區完全禁牧的目標；禁止或嚴格對新穿越保護區的建設工程進行立項，全面對區內已存在的探采礦項目進行關停撤離和恢復；在科學評估的基礎上，構建生態補償機制，人為恢復和重建已受損的生態環境；建立裸果木資源特定保護小區，開展針對裸果木種群及其所在的荒漠植物群落更深入的研究；對擬破壞的裸果木實行易地保護。

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