流动沙丘塔郎Hedysarum leave造林后草本植物多样性动态分析

2016-10-21张朋张书理张慧艳等

安徽农业科学 2016年4期

张朋张书理张慧艳等

2.2塔郎造林后不同年限沙地植物物种组成和优势度由表2可知，随着造林年限的增加，人工塔郎群落中草本植物逐年增加，优势种更替明显。在塔郎造林的当年，除了人工栽种的塔郎得以成活并占据相对优势外，沙蓬、虫实和狗尾草依靠其特殊的适应机制，成功入侵流动沙地并定居，成为造林当年的主要优势种，重要值分别为31.21、30.13和24.71，成为塔郎林地草本层的主要建群种。

造林后第2年，随着塔郎的生长，其优势度也明显增加，此时虫实和狗尾草仍为草本植物群落的建群种，重要值分别为16.09和15.63，沙蓬退出建群种地位，其重要值仅为3.03，成为伴生种。黄蒿、沙蒿、蒺藜、紫翅猪毛菜、雾滨藜、地梢瓜、画眉草等侵入沙地，也成为塔郎灌丛的重要伴生种。

造林后第3年，人工栽植的塔郎郁闭形成灌丛，在整个群落中的优势度占重要地位，重要值达21.85。在草本层中，1年生草本虫实、狗尾草等仍然为优势种，重要值分别为13.65和13.94。同时蒺藜、地锦、沙蒿、地梢瓜、黄柳等在塔郎林地中成为亚优势种，重要值分别为11.90、7.25、5.65、5.17、5.29。而黃蒿、雾滨藜、马齿苋成为沙地的主要伴生种。偶见女娄菜、山韭、达乌里胡枝子等多年生草本也在塔郎林地中定居。

造林后的5、7和10a，人工塔郎的重要值分别达22.77、31.77和28.22，在整个灌木群落中占绝对优势。虫实和狗尾草在草本层的优势度明显降低，造林后第10a虫实的重要值为1.04，狗尾草的重要值为8.55，成为伴生种，沙蒿的重要值为18.05，成为草本层优势种。

多年生草本黄花苜蓿、赖草、糙隐子草、牻牛儿苗在造林后的5～10a均表现出较高的重要值，是草本群落结构稳定的基础。黄柳这种固有的灌木树种靠自然的力量侵入，在3～10a重要值增加至15.26，成为与塔郎齐肩的灌木层优势种。

2.3塔郎造林后不同年限植物群落生活型比较由表2和表3可知，流动沙地在人工种植塔郎造林的当年，草本层仅有1年生的沙蓬、虫实等先锋植物，1年生植物占样地内植物总种数的83.3%；造林后第2年，1年生植物占样地内植物总种数的64.7%，有地梢瓜、乳浆大戟、黄花苜蓿、田旋花、达乌里胡枝子、赖草等多年生草本和耐沙埋的半灌木沙蒿侵入；造林后第3年，1年生草本植物仅占样地内植物总数的27.6%，多年生草本达到样地内植物总数的55.2%，为所有观测年份的最高值。

2.4塔郎造林后不同年限群落植物多样性指数比较由表4可知，随着流动沙地塔郎造林后年限的增加，ShannonWiener、Simpson和Margalef等生物多样性指数也增加，至造林后的第3年均增加到最高值，至第7年均表现在与第3年基本持平的数值范围，至第10年又均明显降低；而Pielou指数则与上述3个指数变化规律相反，随着造林后年限的推移呈现出逐渐降低的趋势，同样到造林第3年降到最低并在以后的年份保持平稳，第10年又明显增加。

2.5塔郎造林后不同年限群落相似性系数比较由表5可知，随着造林后年限的推移，10a中每年总与下一年具有极高的相似性，相似性系数在0.75左右。从造林后2～7a的每年与造林第1年之间的相似性系数比较看，时间越长，相似性系数越低，相似性系数从第2年与第1年的0.521 7降低到第7年与第1年的0.258 1，表明随着造林后年限的增加，塔郎群落物种组成差异在不断增加，不同年限群落之间的生态距离越来越远。相似性系数的上述变化表明了植被恢复和群落演替过程中物种组成结构的递进性和渐变性[11]。

塔郎造林10a与1a的群落相似性系数又明显升高，达到0.444 4。

3结论与讨论

该研究表明，流动沙地塔郎造林恢复植被过程中，草本植物种类逐渐增加，ShannonWiener、Simpson和Margalef等生物多样性指数逐渐增加，Pielou指数逐渐降低；与治理当年相比，随着年限的推移，群落相似性系数逐渐降低；随着年限的增加，群落优势种主要以塔郎、沙蓬、虫实、狗尾草和沙蒿为中心发生变化，它们的生态作用显著；造林后的3～7a，植物群落趋于稳定；造林10a后由于塔郎易衰弱死亡，从而导致物种多样性指数逆转，应继续加强灌木林经营管理；萝藦科、大戟科、马齿苋科、蒺藜科植物以及阿尔泰狗哇花、达乌里胡枝子、黄花苜蓿、白草等植物可以作为沙地植被恢复不同阶段的指示植物；随着造林时间的推移，沙地植被有逐渐向杂草类草草原发展的趋势。

3.1塔郎造林后不同年限草本植物科属种变化流动沙地在造林恢复过程中植物科属种的变化反映了沙地恢复的群落结构动态。造林后的第1年，禾本科和藜科中的1年生草本作为流动沙地的先锋物种居多，并对不利的自然条件表现出较强的适应力。萝藦科和大戟科植物在造林2a后出现，可作为半流动沙地类型的指示性植物；马齿苋科植物匍匐生长的特殊生物学特性反映了造林后沙地土壤表层有结皮现象，可作为判断沙地半固定的标志性植物；阿尔泰狗哇花、达乌里胡枝子、黄花苜蓿等植物出现，说明随着造林时间的推移，流动沙地被固定，土壤条件得到改善，多年生草本得以定居，它们可作为沙地被固定的指示性植物。

3.2塔郎造林后植物优势度变化塔郎造林后，植物优势度主要以塔郎、沙蓬、虫实、狗尾草和沙蒿为中心发生变化。塔郎作为人工选择的沙地治理造林树种，其优势度呈逐年增加趋势。草本层的沙蓬、虫实和狗尾草等1年生草本在前3a为优势种，而后逐渐被沙蒿所取代，表明在流动沙地塔郎造林后恢复过程中，上述5种植物具有重要作用。

3.3塔郎造林后植物生活型变化随着时间的推移，初期占据绝对优势的1年生植物逐渐被多年生植物替代，如禾本科的狗尾草逐渐被赖草替代；菊科的苍耳、黄蒿逐渐被沙蒿替代；豆科如黄花苜蓿、达乌里胡枝子等多年生草本不断侵入，呈现出沙地植被有逐渐向杂草类草草原发展的趋势。

3.4植物多样性指数变化群落的生物多样性指数变化说明，在塔郎治理沙地造林后的3～7a，沙地植被群落结构趋于稳定，与张文军等[5]在科尔沁沙地的研究结果一致，这与塔郎具有很强的耐贫瘠、耐沙埋、抗风蚀和固沙能力强的特性有关[12]。在人工栽植塔郎治理沙地过程中，密集栽植的塔郎利用自身生物学优势，在沙地中定居并形成有影响力的植物种群，同时为沙地积累有机质，改变土壤肥力，为其他物种的定居和繁殖创造了条件，从而使沙地植被迅速有序地恢复。

3.5塔郎造林10a后多样性指数逆转以及与造林当年的群落相似性植物增大问题该研究结果显示，塔郎造林10a后多样性指数逆转以及与造林当年的群落相似性植物增大，这与塔郎造林10a后长势衰弱、干枯死亡、植被退化有关，建议造林10a后采取平茬措施对塔郎进行复壮，加强田间管理。

参考文献

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