包頭地區藍刺頭植物群落特征與物種多樣性分析

摘要藍刺頭具有較高的藥用價值和觀賞價值，為了解包頭地區藍刺頭植物群落物種現狀，對包頭地區藍刺頭群落的物種組成、數量特征以及多樣性特征等進行了調查。結果表明：（1）包頭地區藍刺頭群落調查共獲得17科31屬41種植物。種數較多的是禾本科（Poaceae）、豆科（Fabaceae）、菊科（Asteraceae）和薔薇科（Rosaceae）。（2）水分生態型主要以旱生植物為主，其次是中旱生植物、中生植物、旱中生植物。（3）五當召樣地優勢種為大針茅（Stipa grandis）、針茅（Stipa capillata）、北蕓香（Haplophyllum dauricum），白彥溝樣地優勢種為披堿草（Elymus dahuricus）、針茅、賴草（Leymus secalinus）、藍刺頭（Echinops davuricus），喜桂圖樣地優勢種為針茅和長蕊石頭花（Gypsophila oldhamiana）、藍刺頭等。（4）五當召樣地的Shannon多樣性指數、Simpson多樣性指數和Richness豐富度指數均顯著高于白彥溝樣地和喜桂圖樣地。

關鍵詞藍刺頭植物群落；物種多樣性；包頭

中圖分類號：Q948.15 文獻標識碼：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.05.002

Analysis of the Plant Community Characteristics and Species Diversity of Echinops davuricus in Baotou

Saruna Suriguga Hairihan

（1. College of Life Sciences and Technology，Inner Mongolia Normal University，Hohhot 010022，China;2. Key Laboratory of Biodiversity Conservation and Sustainable Utilization for College and University of Inner Mongolia Autonomous Region，Hohhot 010022，China）

AbstractEchinops davuricus has high medicinal value and ornamental value. In order to understand the species status of Echinops davuricus plant community in Baotou area，the species composition，quantitative characteristics and diversity characteristics of Echinops davuricus community in Baotou area were investigated. The results showed as the following four aspects.（1）A total of 41 plant species of 31 genera of 17 families were obtained from the community survey of Echinops davuricus in Baotou area. The Poaceae，Fabaceae，Asteraceae and Rosaceae had the largest number of species.（2）The water ecotypes were mainly xerophytes，followed by mesoxerophytes，mesophytes，xeromesophytes.（3）The dominant species in Wudangzhao plot were Stipa grandis，Stipa capillata and Haplophyllum dauricum;the dominant species in Baiyan’gou plot were Elymus dahuricus，Stipa capillata，Leymus secalinus and Echinops davuricus;the dominant species and in Xiguitu plot were Stipa capillata，Gypsophila oldhamiana and Echinops davuricus.（4）The Shannon diversity index，Simpson diversity index and Richness indexes in Wudangzhao plot were significantly higher than those of Baiyan’gou plot and Xiguitu plot.

Key wordsEchinops davuricus plant community;species diversity;Baotou

藍刺頭（Echinops davuricus）屬于菊科藍刺頭屬（Echinops）多年生草本，高30～70 cm，花期6月，果期7—8月，嗜礫質的中旱生草本，生長于海拔120～2 200 m山坡草地及山坡疏林下，是草原和森林地帶常見的雜草，多生長在有豐富雜草的針茅草原和羊草草原群落中[1]，是重要的藥材。蒙藥中使用藍刺頭的花序可固骨質、接骨愈傷、清熱止痛，用于治療骨折、骨熱、刺痛癥、瘡瘍等癥[2]，因此，

藍刺頭具有較高的藥用價值和觀賞價值。藍刺頭花呈藍紫色，花序別致，觀賞價值極高，是高海拔草原和山地特有的野生花卉。另外，它適應能力強，耐干旱、瘠薄，管理粗放，觀賞期長，作為新型的切花、干花和綠化品種深受中外消費者的青睞，應用前景較廣闊。但是由于人為開發利用，野生的藍刺頭群落分布受到影響，因此研究內蒙古包頭地區藍刺頭群落特征及多樣性，可為植物資源的可持續開發利用和有效保護提供理論依據，并為引種栽培藥用植物提供理論依據。

1材料與方法

1.1研究區概況

包頭市地處內蒙古西部，地理位置為109°15′—110°26′E、40°15′—42°43′N，平均海拔1 067.2 m，位于土默川平原和河套平原，陰山山脈橫貫中部，屬于半干旱中溫帶大陸性季風氣候，干旱少雨，全年風沙較多，地貌地形復雜，土地類型多樣。本研究區域位于包頭市五當召國家森林公園和白彥溝林場，屬于陰山山脈中部大青山國家級自然保護區地段。五當召國家森林公園位于包頭市石拐區，110°01′20″—110°02′27″E，40°40′48″—40°50′08″N，東西寬 6 km，南北長 9 km，北高南低，坡度15～35°，海拔2 071 m，屬中低山及丘陵地形，山脈多呈東西走向[3]REF_Ref162250468＼r＼h。白彥溝林場位于包頭市固陽縣西南，總面積6 398.6 hm2，地處內蒙古大青山國家級自然保護區西北部，地形東高西低，山勢險峻，起伏不平，地形地貌多為中山和山地河谷階地，海拔1 200～1 800 m[4]。

1.2研究方法

1.2.1樣地設置和調查方法

2023年7月22-24日，在內蒙古包頭市選取了具有代表性的3個樣地（圖1）進行藍刺頭群落調查，分別是石拐區五當召國家森林公園、固陽縣白彥溝林場和喜桂圖山丘，每個樣地設置6～8個1 m×1 m樣方進行植物群落調查，記錄樣地內植物的種名、高度、叢幅、蓋度、地理坐標、坡度、坡向等環境因子信息。

1.2.2植物水分生態類型

根據《內蒙古植物志》第一卷至第六卷（第3版）[1]中的描述，確定植物水分生態類型。

1.2.3數據處理

（1）重要值。

重要值（Important Value，IV）是反映某個物種在植物群落中作用和地位的綜合數量指標，在植物群落學研究中常被用于優勢種集中趨勢的分析和群落的數量分類等[5]，通過計算重要值篩選出植物群落的優勢種，其公式如下：

重要值=（相對高度＋相對蓋度）/2[6]

相對高度=（樣方中某一物種的平均高度/樣方中所有物種平均高度之和）×100%

相對蓋度=（樣方中某一物種的平均蓋度/樣方中所有物種平均蓋度之和）×100%

（2）物種多樣性指數。

通過計算物種豐富度指數（S）、ShannonWiener多樣性指數（H）、Simpson多樣性指數（D）和Pielou均勻度指數（J）分析α多樣性，運用RStudio的ggplot進行α多樣性圖片繪制。公式如下：

2結果與分析

2.1藍刺頭群落物種組成分析

通過調查內蒙古包頭地區藍刺頭群落，獲得41種植物，隸屬于17科31屬。在3個樣地中，禾本科（Gramineae）植物占據的種類最多，8屬11種，占全部種數的27%；其次是豆科

（Fabaceae），4屬7種，占全部種數的17%；薔薇科（Rosaceae），3屬5種，占全部種數的12%；菊科（Asteraceae），2屬4種，占全部種數的10%；莧科（Amaranthaceae）2屬2種，占全部種數的5%；紫葳科（Bignoniaceae）、蕓香科（Rutaceae）、遠志科（Polygalaceae）、亞麻科（Linaceae）、旋花科（Convolvulaceae）、天門冬科（Asparagaceae）、石竹科（Caryophyllaceae）、石蒜科（Amaryllidaceae）、十字花科（Brassicaceae）、牻牛兒苗科（Geraniaceae）、蒺藜科（Zygophyllaceae）、傘形科（Apiaceae）均僅含1種，占全部種數的2%，見圖2。

從圖3可以看出，藍刺頭群落在五當召樣地優勢種為大針茅（Stipa grandis）、針茅（Stipa capillata）、北蕓香（Haplophyllum dauricum）等，白彥溝樣地優勢種為披堿草（Elymus dahuricus）、針茅、賴草（Leymus secalinus）、藍刺頭等，喜桂圖樣地優勢種為針茅和長蕊石頭花（Gypsophila oldhamiana），菊科藍刺頭等為藍刺頭群落的優勢物種，出現在8個及以上樣方的物種有針茅、蒙古韭（Allium mongolicum）、豬毛菜（Salsola collina）、黃芪（Astragalus membranaceus）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、長蕊石頭花（Gypsophila oldhamiana）和西伯利亞遠志（Polygala sibirica）。

2.2植物水分生態類型分析

根據《內蒙古植物志》（第3版）[1]描述，本次調查植物水分生態類型分為旱生、中生兩大類。

2從表1可以看出，藍刺頭群落植物主要以旱生植物為主，有19種，占總種數的46%，中旱生植物有10種，占總種數的24%。中生植物有6種，占總種數的15%，旱中生植物有5種，占總種數的12%。濕中生植物有1種，占總種數的2%。

2.3藍刺頭群落物種多樣性分析

Alpha多樣性多用于評估群落內的物種豐富度和多樣性。由圖4可知，包頭藍刺群落頭3個樣地的Shannon多樣性指數為1.46～2.32，平均值為1.92，樣地間Shannon指數差異較大，五當召樣地Shannon指數顯著高于白彥溝和喜桂圖樣地，白彥溝與喜桂圖樣地之間無顯著差異，說明五當召國家級自然保護區內植物多樣性保護較好。樣地的Simpson指數變化趨勢和Shannon指數基本保持一致，Simpson生態優勢度指數為0.66～0.90，平均值0.81，Simpson指數分析結果中，白彥溝與喜桂圖樣地Shannon指數顯著低于五當召樣地，分析其原因為這2個樣地離居民點近，放牧壓力大，白彥溝與喜桂圖樣地之間無顯著差異。3個樣地的Pielou均勻度指數為0.75～0.10，平均值為0.90，無顯著差異。Richness豐富度指數為6～12，平均值8.6，五當召與白彥溝之間差異顯著，五當召與喜桂圖差異極顯著，白彥溝與喜桂圖之間無顯著差。

3討論

3.1藍刺頭群落物種組成

包頭藍刺頭群落41種植物中，旱生占70%，中生植物占30%，這與該地區所處的中溫帶半干旱大陸性季風氣候的地域特征相符合[8]，但與五當召地區1992年旱生、中生植物比例相反，說明五當召地區水分條件變差。本地區藍刺頭植物群落的組成反映出半干旱地區的特點，即植物集中于少數科屬中，占比最大的科是禾本科、豆科、薔薇科和菊科，最大屬為黃芪屬、蒿屬與委陵菜屬，這與李利平[3]的調查結果一致。

3.2藍刺頭群落的物種多樣性

ShannonWiener指數用來描述調查植物群落局域生境內多樣性指數，對稀有種變化更敏感，Simpson指數對優勢種變化更敏感；Pielou均勻度指數反映了各物種個體數目分配的均勻程度，樣地植物群落均勻度較低，通常群落物種豐富度越高，均勻度越低，說明研究區內物種的豐富度較高[9]。3個樣地的Shannon多樣性指數、Simpson多樣性指數和Richness豐富度指數均以五當召樣地最高，分析其原因與五當召地區人類活動區域的變化和當地政府實施的大青山保護區的恢復工程[10]有著直接聯系。因五當召樣地處于大青山國家級自然保護區內，該保護區自2008年1月經國務院批準由自治區級保護區晉升為國家級自然保護區[11]后，采取了讓分布于山溝兩側的許多村落和居民向保護區外圍遷移，使原來的居民用地逐漸綠化為草地和林地，實施退耕還林使耕地面積逐年變少[12]。五當召樣地的Shannon指數、Simpson指數、Richness指數均為最高，Pielou指數最小說明該群落有較高的物種多樣性。3個樣地的Pielou均勻度指數、Richness豐富度指數變化趨勢相反，表明藍刺頭群落Alpha多樣性結果一致。白彥溝與喜桂圖樣地Alpha多樣性指數較低，分析其原因是人類活動范圍、強度的增加，城鎮化的快速發展，過度放牧、盲目濫采和開發等因素導致的干旱和植物資源的減少[13]。

4結論

包頭市五當召、白彥溝、喜桂圖3個樣地藍刺頭群落24個樣方中共記錄到17科31屬41種植物，種數較多的是禾本科、豆科、菊科和薔薇科。在植物的水分類型調查中旱生植物種類最多，其次是中旱生植物、中生植物和濕中生植物。各樣地中重要值排前的優勢種有針茅、披堿草、大針茅、長蕊石頭花、賴草、藍刺頭等。3個樣地的Shannon多樣性指數、Simpson多樣性指數和Richness豐富度指數均以五當召樣地顯著高于白彥溝和喜桂圖樣地，說明五當召國家級自然保護區植物多樣性修復保護效果較好。

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