内蒙古贺兰山不同生境下小叶金露梅种群特征与空间格局研究
2021-12-31苏强鲁娅娜刘矜杰
苏强 鲁娅娜 刘矜杰
内蒙古自治区林业科学研究院
种群是物种在自然界中存在的基本单位,其结构、分布格局及动态一直是生态学中研究的热点问题。贺兰山是我国西部一条重要的自然地理分界线——温带草原与温带荒漠分界线,也是我国特有植物8 个多度中心之一的核心区,研究贺兰山的植物种群对该区资源保护和合理利用具有重要意义。
小叶金露梅属于蔷薇科金露梅属的落叶灌木。生长于草原带的山地和丘陵坡地,也见于荒漠区的山地,如锡林郭勒盟的阿巴嘎旗、太仆寺旗、西乌珠穆沁旗,巴彦淖尔市的乌拉特中旗、乌拉特后旗,鄂尔多斯市的鄂托克旗,阿拉善盟的龙首山、贺兰山。小叶金露梅为生态幅较广的旱中生植物,具有耐寒、耐旱、耐瘠薄等特性,而且花期较长、花瓣艳丽,具有较高的观赏价值,其在保持水土、涵养水源、庭院观赏等方面有良好的应用前景,资源价值越来越受到人们的关注。但是,受开矿和放牧等人类活动的影响,小叶金露梅的生境受到严重破坏,致使其生长衰退,种群数量也逐渐减少。
近年来,关于小叶金露梅的研究集中在植物区系与资源分布、生物学特性、群落特征、繁育技术、观赏利用、药用价值等方面。研究者对宁夏境内贺兰山东坡的小叶金露梅研究较多,对于内蒙古境内贺兰山西坡小叶金露梅研究较少。本文选取贺兰山西坡的小叶金露梅种群作为研究对象,通过对种群结构和分布格局进行研究,探讨小叶金露梅的种群结构、空间格局与生境间的关系,旨在为贺兰山小叶金露梅的保护和合理利用提供依据。
一、研究区概况
贺兰山位于内蒙古阿拉善高原和宁夏银川平原之间,西坡属内蒙古阿拉善盟,东坡在宁夏境内,海拔2000~3000 米,山体近南北走向,呈弧形,绵延约270 千米,东西宽约20~40 千米。
内蒙古贺兰山小叶金露梅
贺兰山西坡位于西部干旱区,水、热条件差异较大,年均气温7.6 ℃,≥10 ℃有效积温1800~2300℃,年降水量300~350 毫米。地带性土壤主要有灰褐土、棕钙土、灰漠土等类型。森林植物群落主要有青海云杉、油松、灰榆疏林;灌木群落主要有蒙古扁桃、小叶金露梅、虎榛子等灌丛。
二、研究方法
1.样地调查
研究区在哈拉乌沟,分别在平缓阳坡(种群A)、陡峭阴坡(种群B)设置典型样地3 个,样地大小为10 米×10 米。记录样地东南角的地理坐标、海拔、坡向、坡度。采用相邻网格法,将典型样地划分成5 米×5 米的4 个样方,以每个样地的东南角为基础点记录每个灌丛的横、纵坐标,同时测量灌丛的高度和冠幅。在样地中心点和东南角、西北角设置1 米×1 米的草本样方3 个,调查每个草本样方内植物种名、株数、高度、多度等。在每个样地的西南角挖1 个10 厘米×80 厘米×60 厘米的土壤剖面,在0~10 厘米、10~20 厘米、20~40 厘米、40~60 厘米的4 层土壤中,用环刀法采集土样,每次取样重复3 次。
2.数据处理
以10 厘米为间隔划分灌丛高和冠幅等级,应用大小级结构分析小叶金露梅的种群结构特征。采用点格局分析法分析不同尺度下小叶金露梅种群的空间分布格局,利用ADE-4 软件完成数据分析。
三、结果与分析
1.生境基本特征
两个小叶金露梅种群所处的生境不同(表1),种群B 的土壤砾石含量较小,土壤有机质含量和0~40 厘米平均土壤含水量都明显高于种群A,表明种群B 生境好于种群A。两个生境下的小叶金露梅种群间也有一定的差异,种群A 的密度是种群B 的2.3倍,灌丛高和冠幅明显小于种群B。
表1 不同生境类型小叶金露梅样地的基本情况
2.种群大小级结构
由图1 可知,两个生境下小叶金露梅种群的灌丛高结构存在差异。种群A 灌丛高均在80 厘米以下,主要集中在20~60 厘米,占个体总数的83%;种群B 的灌丛高可达108 厘米,主要集中在30~70 厘米,占个体总数的61%,其余高度分级内的个体数都在3以下。
图1 不同小叶金露梅种群灌丛高结构
由图2 可知,两个生境下小叶金露梅种群的冠幅结构明显不同。种群A 的冠幅集中在10~50 厘米,占82%,最大为79 厘米;种群B 的冠幅主要集中在10~70 厘米之间,占87%,最大为108 厘米。
图2 不同小叶金露梅种群冠幅结构
3.种群点格局分析
由图3 可知,两个生境下小叶金露梅种群的空间分布格局有一定的差异。种群A 的空间分布格局变化显著,在取样半径小于3 米时为聚集分布,随着空间尺度的增加,种群呈随机分布。种群B 的分布特征不随取样半径变化,始终呈明显的随机分布。
图3 小叶金露梅不同种群空间分布格局
四、结论与讨论
经踏查发现,贺兰山西坡的小叶金露梅群落是贺兰山重要灌木类型之一,见于2000 米以上的阳坡和陡峭阴坡,在阳坡常形成小叶金露梅纯群落,伴生有少量的灰榆、蒙古扁桃、芨芨草等植物;在陡峭阴坡常与小叶忍冬组成群落,伴生有蒙古绣线菊、灌木铁线莲等植物。
两个小叶金露梅种群及其生境均存在一定差异,阳坡种群A 的密度大、灌丛高和冠幅较小,阴坡种群B 的密度小,而灌丛高和冠幅较大,这与已有的关于贺兰山蒙古扁桃的研究结果相似,可能与生境中砾石含量、土壤含水量和土壤有机质含量有较密切关系。两个种群的灌丛高结构和冠幅结构基本相近,其灌丛数量较多,且没有发现枝条干枯现象。调查时还发现两个样地内都存在小叶金露梅的更新小苗,表明该区的小叶金露梅种群处于一个较为稳定的状态,种群自我更新良好。
阳坡形成的小叶金露梅纯群落,在取样半径小于3 米时为聚集分布,这与其生物学特性和生境有直接关系,随着空间尺度的增大,种群呈随机分布,这是由于幼苗聚集在母株周围,随着其生长发育进程的延续,种群内个体间竞争越来越激烈,进而造成种群聚集度减弱,成年阶段转变为随机分布,这与已有的研究结果一致。陡峭阴坡的小叶金露梅种群呈随机分布,主要是由于生长环境优越、植物种类多,从而导致种间竞争激烈。