伊犁河谷湿地镰叶锦鸡儿群落的植物组成分析

2012-04-12贾娜尔阿汗赵玉张维杨允菲李建东

草业学报 2012年6期

贾娜尔·阿汗，赵玉，张维，杨允菲，李建东

（1.伊犁师范学院化学与生物科学学院，新疆伊宁835000；2.东北师范大学草地科学研究所植被生态科学教育部重点实验室，吉林长春130024）

＊伊犁河谷位于新疆西天山地区，是新疆干旱区的一块“湿岛”，孕育了丰富的植物资源。其中，镰叶锦鸡儿（Caraganaaurantiaca）就是伊犁独特的植物种类。在伊犁河谷湿地，镰叶锦鸡儿可以形成大面积的优势种群。但是，作为新疆特有的植被类型，镰叶锦鸡儿群落不仅未列入《中国植被》，而且迄今尚无有关其群落学的研究报道。

镰叶锦鸡儿为豆科、锦鸡儿属植物，灌木，高约1 m，树皮绿褐色或深灰色，产于新疆阿克苏市、伊犁的昭苏和特克斯县［1］。全世界锦鸡儿属植物有100余种，我国有62种，9变种，12变型，主产于东北、华北、西北、西南各省区［1］；新疆有26种［2］。锦鸡儿属植物具有根瘤，抗逆性强，具有防风固沙、保持水土的生态功能，且可做绿肥、蜜源植物、药用及嫩枝叶、花序为优良饲料。1745年，Royen首次提出Caragana属后，国内外学者对锦鸡儿属的分类学、形态解剖学、细胞学、生理生化等方面进行广泛深入的研究［3］。在分类学研究方面：1909年，Komarov［4］建立锦鸡儿属第一个分类系统，记载了8系55种，以后，相继有一些学者发表了不同的系统或修订意见，主要有Pojarkova系统，Sanchir系统，Gorbonava系统等，其中Sanchir［5］提出了一个比较完整的锦鸡儿属的分类系统，记载了3组15系92种。赵一之［6］对中国锦鸡儿属植物在属之下建立了3亚属，5组，10系，56种。在地理分布研究方面：杨昌友等［7］对全世界分布的锦鸡儿属105种植物进行了分布区类型的划分，共划分了20个分布区类型。周道玮［8］对锦鸡儿属植物分布进行了研究，确定出东亚分布型、蒙古高原分布型、青藏高原分布型、中亚分布型、高加索黑海分布型和间断分布型6种分布类型。张明理［9］研究了青藏高原和喜马拉雅山区锦鸡儿属植物的地理分布。牛西午［10］研究了我国锦鸡儿属植物的资源分布，并对该属66种植物的特性、习性及分布进行了详细的描述。在形态解剖学、细胞学、生理生化等研究方面：张振万和杨淑性［11］做了小叶锦鸡儿和柠条锦鸡儿叶的比较解剖研究。莫日根和马毓泉［12］研究了甘蒙锦鸡儿花粉形态，并探讨了研究花粉形态在种内变异的意义和必要性。朱春云等［13］研究了青海东部干旱半干旱地区常见的小叶锦鸡儿、新疆锦鸡儿和甘蒙锦鸡儿等14种旱生树种多项抗旱生理指标特征。张明理等［14］观察了31种2变种植物花粉形态，发现锦鸡儿属植物花粉形态是从表面具有小穿孔向具网状纹饰演化，对应于羽状叶类群向掌状叶类群演化。燕玲等［15］对13种锦鸡儿属植物叶的解剖生态学研究，发现锦鸡儿属植物随分布地域的不同，其叶形态结构、解剖结构呈有规律的梯度变化，由东到西表现出抗旱能力的逐渐增强。马成仓等［16，17］对小叶锦鸡儿和狭叶锦鸡儿的光合特性及保护酶系统，生态和水分调节特性进行了比较研究。孔红［18］对中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿进行了核型分析，为进一步探讨属内物种演化趋势提供了染色体核型资料。

有关镰叶锦鸡儿的研究，仅见种子繁殖、扦插繁殖、种子及幼苗耐盐性、园林观赏特性等生物学与生产特性的研究［19］和具有间断性地理分布和分化的研究报道［20］。本研究以伊犁河谷特有的一种新的湿地植被类型为对象，在实地调查的基础上，对镰叶锦鸡儿群落植物组成区系成分和包括株生长型、根系生长型、Raunkiaer生活型、水分生态类型等生态结构进行了分析，为镰叶锦鸡儿湿地生态系统的深入理论研究及区域环境变化分析提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区自然概况

伊犁昭苏县（E 80°10′～80°30′，N 42°38′～43°15）地处天山山脉的哈尔克山、阿拉套山及阿腾套山所夹的一个东西走向，西高东低的狭长河谷盆地。海拔1 323～6 995 m，属温带山区半湿润半干旱冷凉型气候，年平均气温2.7℃，≥10℃的年积温1 328.1℃，无霜期85～100 d；年均降水量570 mm，平均日照时间2 540 h［21］。研究地点位于昭苏县天山乡解放大桥附近（E 80°56′43″，N 42°56′64″），海拔1 644 m，以镰叶锦鸡儿为优势种群落的沼泽化灌丛草地。在镰叶锦鸡儿群落调查样方中出现的64种植物中，木本植物种类极少，靠河岸处与镰叶锦鸡儿伴生的有蒿柳（Salixviminalis）、沙棘（Hippophaerhamnoides）、伊犁忍冬（Lonicerailiensis）3种外，其余的60种均为草本植物。由于过度放牧，该沼泽化灌丛草地开始出现退化现象，离河岸越远处出现马蔺（Irislacteavar.chinensis）、翼蓟（Cirsiumvulgar）、山地槖吾（Ligularianarynensis）、莲座蓟（Cirsiumesculentum）等退化草原的指示种。

1.2 研究方法

分别在2009年6月、2010年8月和2011年8月3次对研究地点湿地镰叶锦鸡儿群落进行调查。在镰叶锦鸡儿分布较均匀一致的代表群落地段设调查样方，样方面积5 m×5 m，在样方内沿对角线和每个边中间做4条线，即走“米”字形样线调查，记录镰叶锦鸡儿灌丛内和灌丛间所有植物名称。每次调查6个样方，3年共调查18个样方。回室内分别对全部样方中的每种植物作株生长型、根生长型、Raunkiaer生活型、水分生态类型［22－26］分类。

1.3 统计分析

对株生长型、根生长型、Raunkiaer生活型、水分生态类型各分类系统的植物种类进行计数并计算其比率，作为其结构分析的数量指标，采用Excel软件作图。

2 结果与分析

2.1 植物的区系组成

在湿地镰叶锦鸡儿群落样方中，共出现64种植物，隶属于29个科，57个属。其中，最多为菊科（Compositae）和禾本科（Gramineae）均为9种，各占14%；其次为豆科（Leguminosae）8种，占12.5%；毛茛科（Ranunculaceae）和莎草科（Cyperaceae）均为3种，各占4.7%；蓼科（Polygonaceae）、木贼科（Equisetaceae）、报春花科（Primulaceae）、龙胆科（Gentianaceae）、车前科（Plantaginaceae）、紫草科（Boraginaceae）、桔梗科（Campanulaceae）、伞形科（Umbelliferae）8个科均为2种，各占3.1%；杨柳科（Salicaceae）、忍冬科（Caprifoliaceae）、胡颓子科（Elaeagnaceae）、远志科（Polygalaceae）、藜科（Chenopodiaceae）、灯芯草科（Juncaceae）、茜草科（Rubiaceae）、堇菜科（Violaceae）、兰科（Orchidaceae）、石竹科（Caryophyllaceae）、水麦冬科（Juncaginaceae）、唇形科（Labiatae）、鸢尾科（Iridaceae）、玄参科（Scrophulariaceae）、牻牛儿苗科（Geraniaceae）、蔷薇科（Rosaceae）16个科均为1种，各占1.6%（表1）。

2.2 植物组分的生态学结构

2.2.1 株生长型结构根据植物地上部分株生长型分类，湿地镰叶锦鸡儿群落植物组分中直立型种类最多，为25种，占39%；分枝型次之，为16种，占25%；依次为丛生型14种，占22%；莲座丛型5种，占7.8%；半莲座丛型和匍匐型均为2种，各占3.1%（图1）。

表1 湿地镰叶锦鸡儿群落植物种类及其类型组成Table 1 Structure and type of species in the C.aurantiaca community

续表1 Continued

2.2.2 根生长型结构根据植物地下部分根生长型分类，湿地镰叶锦鸡儿群落植物组分中以直根型种类最多，为32种，占50%；根茎型和刷状根型均为16种，各占25%（图2）。

2.2.3 生活型结构按Raunkiaer对休眠芽位置的生活型分类［27］，湿地镰叶锦鸡儿群落以地下芽植物种类最多，为27种，占42%；地面芽次之，为21种，占33%；一年生植物、高位芽、地面－地下芽、地上芽植物依次为8，4，3，1种，分别占植物组分的12.5%，6.3%，4.7%，1.6%（图3）。

2.2.4 水分生态类型结构湿地镰叶锦鸡儿群落植物组分有5个水分生态类型。其中，中生型为37种，占57.8%；中旱生型为9种，占14.0%；中湿生型为8种，占12.5%；旱生型为6种，占9.4%；湿生型为4种，占6.3%（图4）。

3 讨论

通常植物群落中物种组成与其优势种的分布是群落外貌与结构类型的基本表征。伊犁河谷湿地镰叶锦鸡儿群落植物组成较简单，在调查的18个样方中仅记录到植物64种，分属29个科，57个属。群落郁闭度约0.7，但乔木、灌木和草本种类相对贫乏。作为伊犁河主源的特克斯河岸的湿地镰叶锦鸡儿群落，按其垂直结构，可分为乔木层、灌木层和草本层3层。其中乔木层植物仅有蒿柳、沙棘、伊犁忍冬3种；灌木层仅为镰叶锦鸡儿，在其分布区域内，镰叶锦鸡儿生长良好，优势明显，往往形成单优群落。在所调查的样地中，镰叶锦鸡儿的重要值平均达161.3，是该群落的建群种；草本植物60种，多属于中生型、中旱生型、中湿生型植物。

图1 镰叶锦鸡儿群落植物株生长型的物种数量结构及株生长型谱Fig.1 Quantitative structure and spectrum of growth form of plant in the C.aurantiaca community

图2 镰叶锦鸡儿群落植物根生长型的物种数量结构及根生长型谱Fig.2 Quantitative structure and spectrum of growth form of root in the C.aurantiaca community

图3 镰叶锦鸡儿群落植物生活型的物种数量结构及生活型谱Fig.3 Quantitative structure and spectrum of species of life form in the C.aurantiaca community

图4 镰叶锦鸡儿群落植物水分生态类型的物种数量结构及水分生态类型谱Fig.4 Quantitative structure and spectrum of ecological type of water in the C.aurantiaca community

从群落的水平结构来看，湿地镰叶锦鸡儿群落内乔木层沿河岸生长，镰叶锦鸡儿呈丛生长，近河段处镰叶锦鸡儿灌丛生长茂密，丛径较大，而远离河道处镰叶锦鸡儿灌丛生长稀疏且丛径较小，表现出镰叶锦鸡儿对水分条件的依存性。草本植物在镰叶锦鸡儿丛内和丛间分布，丛内草本植物的种类和数量比丛间明显少，且离河岸越远草本植物种类、数量减少，翼蓟、山地槖吾、莲座蓟等旱生植物种类增多。各样地群落间物种及其个体分布比较均匀，相似性系数较大，反映了镰叶锦鸡儿分布区域内立地条件相差不大，生境异质性较低。

从株生长型结构看，湿地镰叶锦鸡儿群落植物组分中直立型种类最多，分枝型次之，莲座丛型、半莲座丛型和匍匐型种类最少，反映出湿地镰叶锦鸡儿群落具有中温带群落植株的特点。从根生长型结构分析，湿地镰叶锦鸡儿群落植物组分中以直根型种类最多，占50%，又反映出湿地镰叶锦鸡儿群落具有中温带群落根系的特点。湿地镰叶锦鸡儿群落以地下芽植物种类最多，地面芽次之，一年生植物、高位芽、地面－地下芽、地上芽植物相对较少，反映出湿地镰叶锦鸡儿群落具有中温带地下芽植物气候特征。植物群落的形成是其组成物种与环境相互作用的结果［28，29］。土壤是影响植物生长、发育的重要生态因子。其中水分是土壤最重要的组成部分，植物对土壤水分因子的生态适应中形成不同的水分生态类型。湿地镰叶锦鸡儿群落植物组分中中生型占58%；中旱生型、中湿生型、旱生型和湿生型所占比例均小于中生型，反映出湿地镰叶锦鸡儿群落的土壤水分条件适于中生植物生长。

湿地镰叶锦鸡儿群落的物种组成单一、结构简单，该湿地植物群落是一种相对不稳定的灌丛群落。近年来，其分布区由于过度放牧使镰叶锦鸡儿群落遭到不同程度地破坏，该沼泽化灌丛草地出现退化现象，面积逐年减少。镰叶锦鸡儿仅分布于新疆阿克苏市、伊犁的昭苏和特克斯县，分布区域狭窄，为了镰叶锦鸡儿遗传育种、种质资源保护等生态价值和科研工作的需要，建议当地相关管理部门尽快采取有效措施，对镰叶锦鸡儿加强保护。

［1］中国植物志编辑委员会.中国植物志（第42卷，第1分册）［M］.北京：科学出版社，1993：54.

［2］新疆植物志编辑委员会.新疆植物志：第三卷［M］.乌鲁木齐：新疆科学技术出版社，2011：54－65.

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［7］杨昌友，李楠，马晓强.锦鸡儿属植物区系成分分析［J］.植物研究，1990，10（4）：93－99.

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