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围封保护措施下宁夏中宁县野生枸杞的多样性变化

2016-03-01刘王锁李文波蒋旭亮李清善孙正风

贵州农业科学 2016年5期
关键词:黄果中宁县黑果

刘王锁, 李文波, 蒋旭亮, 李清善, 孙正风

(1. 宁夏葡萄酒与防沙治沙职业技术学院, 宁夏 银川 750199; 2.宁夏农业环保站, 宁夏 银川 750001)

围封保护措施下宁夏中宁县野生枸杞的多样性变化

刘王锁1, 李文波2, 蒋旭亮2, 李清善2, 孙正风2

(1. 宁夏葡萄酒与防沙治沙职业技术学院, 宁夏 银川 750199; 2.宁夏农业环保站, 宁夏 银川 750001)

为更好地开发和利用野生枸杞资源,采用生态学方法,对围封保护下宁县保护区内野生枸杞的恢复效果及多样性变化进行6年的固定样方监测。结果表明:宁夏中宁县保护区内的植被和野生枸杞均得到较好的恢复,在不同年份中,宁夏枸杞、黑果枸杞和枸杞等均得到了一定的恢复,从生态优势度和Margalef指数看,宁夏枸杞在2013年分别高出基值0.064和0.866,黑果枸杞在2014年分别高出基值0.162和1.193;黑果枸杞的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数和Sheldon指数均在2014年分别高出基值0.082、0.068、0.023和0.079。在围封保护措施下,黑果枸杞在保护区内呈明显的恢复趋势。但仍存在春旱和人为破坏的潜在威胁。

野生枸杞; 围封保护; 多样性; 中宁县; 宁夏

林木种质资源是生物多样性的重要组成部分,其种类繁多,与人类的农业生产和生活密不可分,尤其是野生枸杞资源。枸杞在植物分类系统属于茄科(Solanaceae)茄族(Solaneae Reichb.)枸杞亚族(Lyciinae Wettst)枸杞属(LyciumL.),对野生枸杞种质资源的收集、整理和保存等工作可进一步充分挖掘其潜在的经济、社会和生态价值,促进全国枸杞种质资源研究的有序和高效发展[1]。2009年,笔者与宁夏农业环保站的部分同志,就宁夏枸杞野生近缘种种质资源进行了摸底调查,在宁夏中宁县共统计出了野生枸杞种6个,分别为黑果枸杞(Lyciumruthenicum)、宁夏枸杞(L.barbarum)、枸杞(L.chinensis)、截萼枸杞(L.truncatum)、清水河枸杞(L.qingshuiheense)和小叶黄果枸杞(L.parvifolium);变种2个,分别为黄果枸杞(L.barbarumvar.auranticarpum)和密枝枸杞(L.barbarumvar.implicatum);其中,清水河枸杞、小叶黄果枸杞为2个新种,密枝枸杞为宁夏枸杞的新变种[2]。为保护宁夏中宁县宝贵的野生枸杞资源,宁夏农业环保站于2009年在中宁县建立了野生枸杞原生境保护点,采取围封保护措施。

多样性是一个群落结构和功能复杂性的度量[3],目前,还未发现有关野生枸杞群落多样性的研究。根据笔者现场踏查,发现分布在该保护区内的野生枸杞已经受到当地农民的放牧干扰和部分农耕破坏,为了摸清该保护区野生枸杞的资源属性,采用生态学方法,分析野生枸杞所处群落在围封保护措施下的数量特征和多样性变化,为进一步保育、引种和开发利用研究奠定基础,也为认识野生枸杞在群落中的地位、发展演替和数量变化提供参考。

1 调查研究方法

1.1 研究区概况

中宁县位于宁夏回族自治区中部西侧,东临利通区和青铜峡市,西依中卫城区,南接同心县,北靠内蒙古阿拉善左旗,为我国著名的枸杞之乡。该地区年平均气温9.5℃,年平均降水202.1 mm,6—8月的降水量占全年降水量的61%;年蒸发量约1 947.1 mm,为年平均降水量的9.6倍。研究区位于中宁县清水河沿岸至泉眼山水电站,围封保护面积沿着七星渠呈狭长区域,面积约100 hm2。

该保护区属草原化荒漠带,植被稀疏、低矮,多为抗旱、耐盐碱的低矮灌木或半灌木,其中夹生一些草本植物。土壤类型为夹有砾石的粗骨质淡灰钙土,部分为侵蚀黒垆土、盐碱土,属重盐碱贫瘠土壤,明显可见块状盐硝类结晶,肥力中等。降水主要通过自然降水,且较少,但七星渠贯穿整个保护区。保护区外有中(重)度放牧(羊)迹象。保护区由钢筋混泥土铸铁丝围栏围成,保护区外有农作物种植业,主要种植玉米、小麦、大豆和向日葵等。部分污染源来自水电站和石灰厂,占地面积分别为2 000 m2、1.334 0 hm2。保护区北缘有一条4~5 m宽沙石路,离主行道约2 km左右。

1.2 调查时间与方法

中宁县野生枸杞原生境保护区在2009年5月1日建成。调查时间:2010年8月至2015年8月,于每年8月进行群落调查,在狭长的保护区内,沿着S形路线,设置样方10个,整个群落内未出现乔木,因此,样方大小为5 m×5 m。调查记录内容: 1) 植物名录统计与固定样方内种的盖度、高度、密度等数量特征; 2) 群落综合特征,总盖度、分层高度、海拔、坡度和坡向等; 3) 人为威胁因素:现场勘查保护区内及周边对野生枸杞造成的人为威胁因素。

1.3 指标计算与数据分析

重要值是研究某个种在群落中的地位和作用的综合数量指标。在每个样方内计算每个野生枸杞种的重要值:

重要值(IV)=(相对盖度+相对高度+相对密度)/3

相对盖度=(某个种的盖度/全部种的总盖度)×100%

相对高度=(某个种的高度/全部种的总高度)×100%

相对密度=(某个种的密度/全部种的总密度)×100%

1) 多样性分析方法:采用EXCEL和SPSS18.0计算和分析。

2) 野生枸杞物种多样性[4]:

Margalef指数:R1=(S-1)/In N Richness=S

式中,S为样地植物物种总数,N为物种总个体数,Ni为第i种的个体数,Pi为物种i的重要值。

2 结果与分析

2.1 野生枸杞保护区的植物群落特征

2.1.1 野生枸杞保护区植物名录 由表可知,保护区共有野生枸杞物种6个,分别为宁夏枸杞、黄果枸杞、枸杞、黑果枸杞、小叶黄果枸杞和密枝枸杞。截萼枸杞和清水河枸杞均分布在保护区之外。

围封保护措施下,植被恢复效果良好,伴生物种相对较丰富。保护区共有植物约计50多种,隶属16科。植被类型为紫杆柽柳(Tamarixandrossowii)+红砂(Reaumuriasoongarica)+枸杞(Lyciumchinensis)。优势种分别为紫杆柽柳、红砂、假球蒿、芨芨草(Achnatherumsplenden)和黑果枸杞;次优势种为芦苇(Phragmitesaustralis)、匍根骆驼蓬(Peganumnigellastrum)、大白刺(Nitrariaroborowskii)和碱蓬(Suaedaglauca)等。其中,野生枸杞近缘植物黄果枸杞、宁夏枸杞、密枝枸杞和小叶黄果枸杞均在局部地段密集分布,形成单优势种群落层片。除此之外,保护区群落内还伴生有大麻叶枸杞、白草(Polygalatenuifolia)、乳苣(Mulgediumtataricum)、中亚紫菀木(Asterothamnuscentraliasiaticus)、中亚滨藜(Atriplexcentralasiatica)、猪毛蒿(Artemisiascooparia)、独行菜(Lepidiumapetalum)、盐爪爪(Kalidiumspp.)、草霸王(Zygophyllummucronatum)、羊角子草(Cynanchumcathayense)、狗尾草(Setariaviridis)、砂蓝刺头(Echinopsgmelini)、刺旋花(Convolvulustragacanthoides)、短花针茅(Stipabreviflora)、黄花补血草(Limoniumtenellum)、鹅绒藤(Cynanthumchinense)、多裂骆驼蓬(Peganumharmalavar.multisecta)、藜(Chenopodiumalbum)、苍耳(Xanthiumsibiricum)、黄花蒿(Artemisiaannua)、甘肃蒿(A.gansuensis)柔毛蒿(A.pubescens)、赖草(Leymussecalinus)和老芒麦(Elymussibiricus)等。

2.1.2 保护区野生枸杞物种的动态变化 从图1看出,在2010年调查基值上,2010~2014年宁夏枸杞和枸杞的相对盖度和盖度较高,分别为13.1%~17.7%和10.48%~14.7%,但在2015年均略有下降,比2014年(最高值)分别下降1.64%、1.31%和2.21%、1.84%。黑果枸杞的相对盖度和盖度除了在2012年分别下降0.47%和0.38%外,在2011年、2013年、2014年、2015年均有所上升,2014年上升最高,分别上升5.65%和4.52%;密枝枸杞在保护区内生长状况也保持较好,其相对盖度和盖度均保持在12.3%~16%和9.84%~12%;而小叶黄果枸杞、黄果枸杞在各年份盖度和相对盖度均变化不大。说明在整个保护区内宁夏枸杞和枸杞覆盖度相对较大,密枝枸杞和黑果枸杞的覆盖度居中,而小叶黄果枸杞、黄果枸杞在保护区内覆盖度相对较小。2015年现场调查发现,保护区内有人为采挖黑果枸杞的痕迹,这是由于近几年市场对黑果枸杞的热炒作,导致一些不法商业分子的采挖破坏。

表 围封保护下野生枸杞保护区植物名录

图1 围封保护下野生枸杞相对盖度与盖度的动态变化

Fig.1 Dynamic changes of relative coverage and coverage of wild wolfberry under enclosed protection

从图2可知,在2010年调查基值上,黑果枸杞的平均密度、相对密度及重要值均处在较高水平,其平均密度为8.27~11.49株/m2,但在2012年和2015年有所下降,分别下降2.23株/m2和0.33株/m2;此外,各野生枸杞种的平均密度、相对密度及重要值在6年内变化幅度均较小。其中小叶黄果枸杞平均密度2012年最高,平均增加1.9株/m2,其重要值却每年均下降,2015年下降0.101。黑果枸杞在样方的平均密度于2014年最高,这是因为保护区内有大量黑果枸杞小苗生出,并生长旺盛,且当年开始挂果,但在2015年调查时发现,黑果枸杞的平均密度反而有所下降,与2014年相比,下降1.32株/m2。这是由于人为采挖破坏造成。总体趋势上看,黑果枸杞的重要值明显高于密枝枸杞、小叶黄果枸杞、宁夏枸杞、枸杞和黄果枸杞,但都呈下降趋势,应加强宣传和保护力度。

2.2 围封保护下保护区野生枸杞的多样性变化

从图3看出,黑果枸杞和宁夏枸杞在保护区内处于优势,与2010年调查基值相比,宁夏枸杞、黑果枸杞的生态优势度、Margalef指数、Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Sheldon指数均保持较高。其中,宁夏枸杞的生态优势度和Margalef指数均在2013年最高,分别高出基值0.064和0.866,而黑果枸杞的生态优势度和Margalef指数均在2014年最高,分别高出基值0.162和1.193;黑果枸杞的Shannon-Wiener指数和Simpson指数均在2014年最高,分别高出基值0.082和0.068,而Pielou指数和Sheldon指数在2013和2014年最高,高于基值0.023和0.079。黑果枸杞在群落中的多样性特性较高。可能原因:1) 每年的春旱使野生枸杞生长受到一定的影响,但黑果枸杞极其耐旱,并未受到旱情影响。保护区内,在水分充足的部分区域获得生长,但在一些极度干旱的区域,就会抽枝变干而枯死,待雨水来临才能存活。2) 保护区虽然采取围封保育措施,但依然受到当地农户和不法商人的采挖和破坏,2015年,黑果枸杞破坏较为严重,一些野生优良种质资源,如密枝枸杞和小叶黄果枸杞等也受到了潜在威胁。这就要求保护区加大保护力度和政策宣传,同时需进行更深层次的开发和引种研究。

图2 围封保护下野生枸杞密度与重要值的动态变化

图3 围封保护下野生枸杞的物种丰富度与多样性变化

3 结论

1) 在围封保护措施下,通过6年固定样方监测发现,宁夏中宁县野生枸杞保护区植被恢复良好,群落中伴生种较丰富,不完全统计物种数量达50多种,尤其是极耐盐碱的紫杆柽柳、极耐干旱的红砂等植物;同时部分野生枸杞也得到了良好的恢复,如枸杞、宁夏枸杞和黑果枸杞等。

2) 从野生枸杞数量特征、物种丰富度和多样性看,保护区野生宁夏枸杞、黑果枸杞和枸杞等均得到了一定的恢复,从生态优势度和Margalef指数看,宁夏枸杞在2013年分别高出基值0.064和0.866,黑果枸杞在2014年分别高出基值0.162和1.193;黑果枸杞的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数、Sheldon指数均在2014年分别高出基值0.082、0.068、0.023和0.079。说明,在围封保护措施下,黑果枸杞在保护区内呈明显的恢复趋势。

3) 虽然保护区内野生枸杞受到了一定的保护,但仍受到春旱和人为破坏的影响。建议加大宣传和保护力度,同时需要开展引种驯化和开发利用。

[1] 曹有龙,巫鹏举.中国枸杞种质资源[M].北京:中国林业出版社,2015.

[2] 刘王锁,石建宁,郭永恒,等.宁夏野生枸杞资源现状.[J].浙江农业科学,2013(1):17-21.

[3] 马克平,黄建辉,于顺利,等.北京东灵山地区植物群落多样性研究——丰富度、均匀度和物种多样性指数[J].生态学报,1995,15(3):268-277.

[4] 张金屯.植被数量生态学方法[M].北京:中国科学技术出版社,1955.

[5] 张金屯,柴宝峰,邱 扬,等.晋西吕梁山严村撂荒地植物群落演替中的物种多样性的变化[J].生物多样性,2000,8(4):378-384.

(责任编辑: 孙小岚)

Wild Wolfberry Diversity Changes under Enclosed Protection in Zhongning County of Ningxia

LIU Wangsuo1, LI Wenbo2, JIANG Xuliang2, LI Qingshan2, SUN Zhengfeng2

(1.NingxiaGrapeWineandDesertificationPreventionTechnicalCollege,Yinchuan,Ningxia750199; 2.NingxiaAgricultureEnvironmentalMonitoringStation,Yinchuan,Ningxia750001,China)

In order to better develop and utilize wild wolfberry resources, ecological method was employed to conduct the six-year fixed sample supervision on recovery effects and diversity changes under enclosed protection in Zhongning County of Ningxia. Results: The vegetation in protected areas and wild wolfberry well recovered,Lyciumbarbarum,L.chinensisandL.ruthenicumrecovered in certain degrees.From view point of ecological dominance and Margalef index,L.barbarumin 2013 were higher than the base value of 0.064 and 0.866.L.ruthenicumin 2014 were higher than the base value of 0.162 and 1.193; Shannon-Wiener index, Simpson index, Pielou index and Sheldon index ofL.ruthenicumin 2014 were higher than the base value respectively by 0.082, 0.068, 0.023 and 0.079. In enclosed protection measures,L.ruthenicumtook on apparent recovery in protected areas. At the same time, potential threat of drought and man-made destruction still existed.

wild wolfberry; enclosed protection;diversity; Zhongning County; Ningxia

2015-10-08; 2016-3-30修回

宁夏高等学校科研项目“野生新种密枝枸杞的引种试验”(NGY2013178).

刘王锁(1983-),男,讲师,硕士,从事草地生态与环境研究。E-mail:mozhulws@163.com

1001-3601(2016)05-0190-0009-04

S718.5

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