新疆柴窝堡湖湿地的植物群落组成及其类型

阿衣帕热·帕尔哈提，赵晓英，海 鹰，王 姣，董正武(.新疆师范大学生命科学学院，新疆 乌鲁木齐830054； .新疆师范大学地理科学与旅游学院，新疆 乌鲁木齐 830054)

新疆柴窝堡湖湿地的植物群落组成及其类型

阿衣帕热·帕尔哈提1，赵晓英1，海 鹰2，王 姣1，董正武1
(1.新疆师范大学生命科学学院，新疆 乌鲁木齐830054； 2.新疆师范大学地理科学与旅游学院，新疆 乌鲁木齐 830054)

柴窝堡湖湿地是乌鲁木齐的重要水源地和生态屏障。本研究通过野外实地调查方法分析了柴窝堡湖湿地的植物群落组成、区系及其类型。结果表明，柴窝堡湖湿地共有维管束植物30科84属122种，其中，蕨类植物1科1属1种，双子叶植物23科62属90种，单子叶植物6科21属31种；种子植物区系成分较为简单，具有典型温带属性。生活型以草本植物为主，占总种数的94.2%；水分生态型中，中生植物种类最多，共42种，占总种数的34.4%；柴窝堡湖湿地共有20个植物群系，北岸主要为布顿大麦群系(Form.Hordeumbogdanii)、细叶沼柳群系(Form.Salixrosmarinifolia)、芦苇群系(Form.Phragmitesaustralis)等，西岸主要为盐穗木群系(Form.Halostachyscaspica)、盘花乳菀群系(Form.Galatellabiflora)、盐角草群系(Form.Salicorniaeuropaea)等，东岸和南岸只有多枝柽柳群系(Form.Tamarixramosissima)。本研究结果不仅可以为柴窝堡湖湿地植被稳定性维持和生物多样性保护提供本底数据，而且可以为水源地生态保护提供基础资料。

柴窝堡湖湿地；植物种类组成；区系成分；生活型；生态型；群系

柴窝堡湖湿地是典型的干旱区湖泊湿地，也是乌鲁木齐的重要水源地和生态屏障。湿地植物是湿地生态系统的重要组分，也是水源补给、调节环境及文化服务的载体[1]，更是水鸟和其他动物的栖息地，还是湿地生物多样性维持的基础，具有多种生态功能[2-3]。因此,明晰该区湿地植物组成及其群系类型，对于保护柴窝堡湖湿地具有重要的现实意义。然而由于人为因素和自然因素的影响，柴窝堡湖面积急剧萎缩，水位下降，湖泊水质恶化，湖滨植被呈现退化趋势，湖周边湿地已退化严重，甚至变为盐漠，湿地功能受损，从而引发了一系列的生态环境问题。修复和保护柴窝堡湖湿地是乌鲁木齐市当前急需解决的重大科学问题。为此，2007年在乌鲁木齐生态防护体系建设规划中，达坂城被列为重要的生态保护和恢复点。保护和修复湿地功能，首先需要明晰柴窝堡湖湿地的现状和本底，而植物群落则是湿地本底调查的重要组分。

本研究通过野外实地调查和统计分析，研究柴窝堡湖湿地植物的科属组成、区系成分、生活型、水分生态型以及植物群落特征，以期为柴窝堡湖湿地生物多样性的保护和修复提供较为全面的本底数据，从而为湿地功能恢复提供科学依据。

1 研究区概况与方法

1.1 研究概况

柴窝堡湖位于乌鲁木齐市区东南约45 km博格达峰脚下的柴窝堡盆地，地理位置为43°30′ N、87°54′ E。属微咸冷水湖泊，矿化度为6.8 g·L-1，pH为9.04[4]。湖水来源于湖北侧博格达山南坡的白杨沟、三个山沟、柳树沟等河流的地表水与地下水，湖南侧有发源于天格尔山北坡的五十城沟、张家沟、小东沟一半的水量汇入[5]。柴窝堡湖面积约26.93 km2[6]，南北长约6.37 km，东西宽约5.75 km，地形起伏不大，海拔1 086～1 109 m，地貌类型以断陷谷地为主。

研究区属温带大陆性干旱气候，年平均气温6.6 ℃，冷热变化剧烈，降水量少，年均降水量50～60 mm，降水多集中于6-9月，年均蒸发量2 721.5 mm[7]，主要土壤类型为草甸盐土，冬季时间长，春秋多大风。年均日照时数3 065 h。大风频繁，年平均风速7.3 m·s-1，年平均大风天数149 d，年大风天数最多为228 d，4月至9月盛行东南风，10月至次年3月盛行西北风，一年之中4-5月风速最大，平均风速为4.4 m·s-1，平均最大风速为13.3 m·s-1，9-10月风速最小，平均风速为2.7 m·s-1，平均最大风速为6.8 m·s-1[8]。

1.2 研究方法

湿地植物调查于2012年8月进行；针对个别未采到繁殖体的植物，于2013年5月和8月再次野外调查，补充采集标本。样地选择和样方设置依据《陆地生物群落调查观测与分析》[9]的方法，根据研究地区植物群落类型及植被盖度，在不同植物群落类型内设置样地，共设置样地10个。湖的东、南、西方向植被稀疏，每隔100～500 m设置一个样方，共设置了45个样方，湖的北方植被盖度大，植物种类多，每隔50～200 m设置一个样方，共设置了35个样方(图1)。低矮草本的样方面积为1 m×1 m，灌木及高大草本的样方面积为5 m×5 m，记录样方内的所有植物，测量其高度、盖度、密度和频度，并采集标本，对样方外的植物也加以补充记录并采集标本。记录各样地的生境因子(地理位置、海拔高度、土壤类型等)。

图1 新疆柴窝堡湖湿地的位置及样地分布Fig.1 Location of Chaiwopu lake wetland in Xinjiang, China

湿地植物确定依据《中国湿地植物初录》[10]。植物科属地理区系成分的分析参照吴征镒等[11-12]的划分方案。生活型和植物生态型的划分根据《植物生态学》[13]和《植物群落学》[14]应用的生态类型分类系统。群系的划分依据《新疆植被及其利用》[15]。重要值是评价植物种群在群落中作用的一项综合性数量指标[9]，每种植物的重要值(%)计算公式为:

IV=(相对密度+相对频度+相对盖度+相对高度)/4.

2 结果与分析

2.1 柴窝堡湖湿地的植物种类和组成

调查结果表明，柴窝堡湖湿地共有维管束植物30科84属122种(表1)，占新疆野生维管植物总种数的3.8%。其中，蕨类植物1科1属1种，被子植物29科83属121种，无裸子植物；双子叶植物23科62属90种，单子叶植物6科21属31种。双子叶植物在本区维管植物中占绝对优势。

从科级水平来看，寡种科(含2～10种)占优势(17科，56.7%)，所含属、种数分别占总属、种数的48.8%和52.5%；其次为单种科(11科，26.7%)，所含属、种数分别占总属、种数的13.1%和9.02%；而超过10种的较大科在该区仅有禾本科(Graminae)和菊科(Compositae)，所含属、种数分别占总属、种数的38.1%和38.5%。柴窝堡湖湿地植物属主要是单种属或寡种属(含2～10种)，其中单种属占绝对优势(57属，67.9%)，如毛茛属(Ranunculus)、盐角草属(Salicornia)、黄芩属(Scutellaria)、碱蓬属(Suaeda)等，所含种数占总种数的46.7%。寡种属其次，有27属，占总属的32.1%，如藜属(Chenopodium)、棘豆属(Oxytropis)、薄荷属(Mentha)等，寡种属含种数占总种数的53.3%。

2.2 柴窝堡湖湿地的种子植物区系成分分析

柴窝堡湖湿地的种子植物共有29科83属(表2)。其中，有12科为世界分布科，占总科数的41.4%，如藜科(Chenopodiaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、豆科(Leguminosae)、大戟科(Euphorbiaceae)、龙胆科(Gentianaceae)、菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)等。在世界分布科之外的其他科的对比关系中，以温带分布科为主，有16 科，占总科数的55.4%，如蓼科(Polygonaceae)、毛茛科(Ranunculaceae)等；热带分布科只有1科，牻牛儿苗科(Geraniaceae)。

科的分布和结构所反映的是植物区系的一般性质，因为仅仅分析科的结果难以揭示整个植物区系的实质[16]。属比科更能够具体地反映植物的系统发育、进化分异和地理特征。在柴窝堡湖湿地植物，属的分布区类型中温带分布及其变形有33属，占该地区总属的39.7%。温带分布属之外的其他属的分布区类型数量比例为，世界分布属占33.7%，热带亚热带分布属占总属数的4.8%，与科的地理成分比例相一致。

表1 柴窝堡湖湿地植物概况Table 1 Statistics of the vascular plant classification in Chaiwopu Lake wetlands

表2 柴窝堡湖湿地种子植物科和属的分布区类型Table 2 Geographical compositions of seed plant genera and families in Chaiwopu Lake wetlands

2.3 生活型特征

生活型被认为是植物在其进化过程中对气候条件适应的结果。因此，生活型可以作为某地区生物气候的标志[17]。柴窝堡湖湿地草本植物占优势，共有114种，占总种数的94.2%，其中一年生、二年生和多年生草本分别占总种数的18.2%、4.9%和71.1%；灌木仅有7种，占总种数的5.8%，其中灌木和半灌木分别占总种数的4.1%和1.7%，没有乔木(表3)，说明湿地植物主要以多年生草本为主。

2.4 水分生态型特征

柴窝堡湖湿地植物水分生态型有旱生、中生、湿中生、湿生、沼生和水生植物6种(表 4)。其中，中生植物种42种，占总种数的34.4%，其次是湿生植物有28种，占总数的22.9%，湿中生植物有18种，占总种数的14.8%，沼生和水生植物共32种，占总种数的26.2%。说明柴窝湖湿地以中生、湿生植物为主。

表3 柴窝堡湖湿地植物生活型统计Table 3 Life-form spectrum of plants in Chaiwopu Lake wetlands

表4 柴窝堡湖湿地维管束植物生态型统计Table 4 Statistics of ecotype of the vascular plant in Chaiwopu Lake wetland

2.5 植物群落类型

群系是我国植物群落分类的中级单位。根据重要值及实地观察，柴窝堡湖湿地的植物群落包括20个群系(表5)，以芦苇群系的重要值最大，布顿大麦群系、长叶碱毛茛群系、盘花乳菀群系、海韭菜群系、密穗苔草群系、细叶沼柳群系、棱叶灯心草群系、多枝柽柳群系、拂子茅群系、水麦冬群系、盐角草群系次之，水葱群系、盐穗木群系、菵草群系、香蒲群系、单鳞苞荸荠群系、长芒棒头草群系、藨草群系、准噶尔大戟群系的重要值相对较小。湖不同方位的主要植物群落类型存在一定差异。湖的北岸主要为芦苇群系、布顿大麦群系、细叶沼柳群系等；湖的西岸主要为盘花乳菀群系、盐穗木群系、盐角草群系等；湖东岸和南岸只有多枝柽柳群系。

3 讨论与结论

3.1 植物组成

柴窝堡湖湿地共有维管植物30科84属122种，无裸子植物，被子植物中双子叶植物占优势。从植物种的数量来看，与国内干旱区的敦煌西湖湿地(1 100.35 km2)的17科40属43种[18]和面积(2 956.27 km2)很大的艾比湖湿地53科191属385种植物[19]相比，柴窝堡湖面积(26.63 km2)较小，而植物种类相对来说比较丰富。

较大的科有菊科、禾本科、豆科、莎草科和藜科，在科级水平上以寡种科占优势，寡种科有17科，占科总数的56.7%；而属级水平上以单种属占绝对优势，单种属有57属，占总属数的67.9%。可见，柴窝堡湖湿地植被不是以某一或几个科的植物占主导地位，植物的科和属的多样性比较丰富。

植物区系是一定地区所有植物分类单位(如科、属、种等)的总和，是植物界与自然地理环境长期相互作用、相互影响的结果[12]，在一定程度上反映了区域的自然地理条件的时空演变。在科级水平上温带分布科为主，世界分布科其次，热带分布科只有1个，温带分布属及其变形有33属，占该地区总属的39.7%，世界分布属和热带亚热带分布属分别占总属数的33.7%和4.8%，这与科的地理成分比例相一致，表明温带属性是柴窝堡湖湿地植物区系的基本特点。这与同为干旱区的艾比湖湿地国家级自然保护区植物区系的基本特点相似[20-21]，体现出柴窝堡湖湿地植物的分布与所处自然地理位置及该地区大陆性气候条件相适应和长期演化的结果。

表5 柴窝堡湖湿地植物群落类型统计表Table 5 Plant community types in Chaiwopu Lake wetland

续表5

群落类型Communitytype总盖度Totalcoverage/%重要值Impotancevalue/%主要植物组成Compositionofplant盐穗木群系Form.Halostachyscaspica35～403.55盘花乳菀(Galatellabiflora)和芦苇(Phragmitesaustralis)菵草群系Form.Beckmanniasyzigachna70～803.38柳叶菜(Epilobiumhirsutum)、团花灯心草(Juncusgerardii)、长叶碱毛茛(Halerpestesruthenica)、长茎飞蓬(Erigeronelon-gatus)等etc.香蒲群系Form.Typhaorientalis85～903.12水葱(Scirpustabernaemontanii)、拂子茅(Calamagrostisepigeios)、盘花乳菀(Galatellabiflora)、大花灯心草(Juncusbufonios)单鳞苞荸荠群系Form.Eleocharisuniglumis50～603.07棱叶灯心草(Juncusarticulatus)、密穗苔草(Carexpycnos-tachya)、藨草(Scirpustriqueter)等etc.长芒棒头草群系Form.Polypogonmonspeliensis50～602.84盐角草(Salicorniaeuropaea)、团花灯心草(Juncusgerardii)、盘花乳菀(Galatellabiflora)等etc.藨草群系Form.Scirpustriqueter70～802.78拂子茅(Calamagrostisepigeios)、单鳞苞荸荠(Eleocharisuniglumis)、荩草(Arthraxonhispidus)等etc.准噶尔大戟群系Form.Euphorbiasoongarica80～902.21芦苇(Phragmitesaustralis)等etc.

生活型和生态型是生物适应不同环境或相同环境，在长期的进化过程中表现出来的外部形态特征和生活习型[22]，在一定程度上反映了该区生境变化的趋势。柴窝堡湖湿地植物的生活型以草本植物为主，其中多年生草本植物占总种数的71.1%。在水分生态型中，中生植物种类最多，占植物种数的34.4%。近些年来柴窝堡湖水位下降，多年的湿地不断退化，一些喜湿的植物减少，逐渐被中生植物取代。

3.2 柴窝堡湖湿地的植物群系

群系是我国植物群落分类的中级单位。柴窝堡湖湿地共有20个植物群系，比乌鲁木齐周边所有不同类型湿地的植物群系17个[23]还多3个群系。这在干旱区的湖泊湿地中，柴窝堡湖湿地的植物群系相对来说是比较丰富的[24]，这也许与柴窝堡湖湿地特殊的地理位置和环境有关。柴窝堡湖水来源于湖北侧博格达山南坡的白杨沟、三个山沟、柳树沟等河流的地表水与地下水，湖南侧有发源于天格尔山北坡的五十城沟、张家沟、小东沟一半的水量汇入，但是，根据实地调查，湖南面已经没有水量汇入柴窝堡湖。目前，只有在湖北面有入水口，柴窝堡湖流入的是淡水，因此湖北面水资源较丰富、植物生长较好、植物群系分布多样，主要分布芦苇群系、布顿大麦群系、细叶沼柳群系等。湖的东边留出入盐湖的水是微咸水，而湖的东、西、南侧无入水口，土壤含盐量较高，盐碱化严重，只有较耐盐的植物生长，所以湖西边主要分布盐角草群系、盐穗木群系，而湖东和湖南面只有多枝柽柳群系。另外，由于柴窝堡区风速常年较大，由于湖水的蒸腾作用，湖水位下降，土壤盐漠化，这也是植物群落分布上的差异和变化的一个间接性因素。

近几年柴窝堡湖急剧缩小，湿地退化严重，急需恢复。乌鲁木齐市已规划恢复柴窝堡湖，预计到2020年将柴窝堡湖水面面积恢复到2004年水平，即约30 km2[25]。本研究可为柴窝堡湖湿地的恢复管理和生物多样性的保护提供依据。

致谢：崔乃然先生、周桂玲教授帮助鉴定植物标本，南江、古丽米热、李群、张现伟参加了野外调查，特致谢忱!

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(责任编辑 王芳)

Plant community and floristic composition of Chaiwopu Lake wetland in Xinjiang, China

Aypari-parhat1, ZHAO Xiao-ying1, HAI Ying2, WANG Jiao1, DONG Zheng-wu1
(1.College of Life Science, Xinjiang Normal University, Urumqi 830054， China；2.College of Geography and Tourism, Xinjiang Normal University, Urumqi 830054， China)

Chaiwopu Lake is an important water sources and ecological barrier of Urumqi, which located in Dabancheng District of Urumqi. Recently years, due to the natural factors and the actions of human being, a series of ecological and environmental problems have been caused. Through field investigation, the composition of vascular plants, the floral geographical elements, life-form, ecotype and the characteristic of plant community of Chaiwopu Lake wetland have been analyzed. The results showed that there are 30 families,84 genera, 122 species of vascular plants in Chaiwopu Lake wetland, including 1 pteridophyte, and 90 species in 62 genera and 23 families of dicotyledonous plant, and 31 species in 21 genera and 6 families of monocotyledonous plant. The composition of Chaiwopu Lake wetland flora of spermatophytes is simple and with typical temperate characteristic. The vegetation types of Chaiwopu Lake wetland include 20 formations. Referring the life form in Chaiwopu Lake wetland, herbage plant was main, which account for 94.2%. In all ecotype of water plant, mesophyte plants were main with 42 species, accounting for 34.4%. There are 20 plant formation in Chaiwopu Lake wetland. Form.Hordeumbogdanii, Form.Salixrosmarinifolia, Form.Phragmitesaustralisare mainly distributed in north bank, and Form.Halostachyscaspica, Form.Galatellabiflora, Form.Salicorniaeuropaeaare mainly distributed in west bank, and Form.Tamarixramosissimaare only formation in east and south bank.

Chaiwopu Lake wetland; composition of plant; floristic; life form; ecotype; formation

ZHAO Xiao-ying E-mail:zzhaoxy@163.com

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0495

2014-11-07 接受日期：2015-03-11

国家自然科学基金(31260101)；新疆师范大学研究生创新基金(20131205);新疆师范大学珍稀濒危物种保护生物学重点实验室

阿衣帕热·帕尔哈提(1988-)，女(维吾尔族)，新疆喀什人，在读硕士生，主要研究方向为植物生态学。E-mail:gulparii@163.com

赵晓英(1963-)，女,甘肃金塔人，教授，博士，主要研究方向为植被恢复生态学。E-mail:zzhaoxy@163.com

Q948.15

A

1001-0629(2015)04-0531-08*

阿衣帕热·帕尔哈提,赵晓英,海鹰，王姣，董正武.新疆柴窝堡湖湿地的植物群落组成及其类型[J].草业科学,2015,32(4):531-538.

Aypari-parhat,ZHAO Xiao-ying,HAI Ying,WANG Jiao,DONG Zheng-wu.Plant community and floristic composition of Chaiwopu Lake wetland in Xinjiang,China[J].Pratacultural Science,2015,32(4)：531-538.