賈風(fēng)勤

（1.烏魯木齊職業(yè)大學(xué)旅游學(xué)院，新疆烏魯木齊830002；2.中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，新疆烏魯木齊830011）

新疆鞏乃斯河島嶼化生境中群落植物組分結(jié)構(gòu)分析

賈風(fēng)勤1，2

（1.烏魯木齊職業(yè)大學(xué)旅游學(xué)院，新疆烏魯木齊830002；2.中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，新疆烏魯木齊830011）

在新疆伊犁鞏乃斯河面積不等的3個(gè)島嶼上作群落植物組分結(jié)構(gòu)調(diào)查，調(diào)查得出：3個(gè)島嶼共有植物63種，隸屬于27科61屬。其中小島有植物8種，中島為29種，大島為52種；各島嶼間共有種數(shù)量存在一定差異，在大島和中島出現(xiàn)共有種數(shù)量最多，為19種；植物生態(tài)型主要以直立型、直根型、地面芽生活型和中生植物種最多。分析表明：植物數(shù)量多少與島嶼面積大小相關(guān)，植物種類數(shù)量隨著島嶼面積增大而增加；島嶼植物種類呈“子集嵌套結(jié)構(gòu)”的隨機(jī)分布格局；生長型和生活型結(jié)構(gòu)表明島嶼植物具有中溫帶草本群落植株和根系特點(diǎn)，也具有典型的地面芽植物氣候特征和不耐水淹的特點(diǎn)。

島嶼化生境；植物組分結(jié)構(gòu)；種-面積關(guān)系；子集嵌套結(jié)構(gòu)

“島嶼”化景觀可看作是由于自然或人為因素干擾所導(dǎo)致的景觀由簡單趨向于復(fù)雜的破碎化過程中形成的景觀。島嶼化引起的生物生境消失或產(chǎn)生，對(duì)該景觀生物多樣性會(huì)產(chǎn)生多樣化的影響［1-4］。河流景觀中的島嶼由于與陸地隔離，常被用于研究進(jìn)化論和生態(tài)學(xué)問題的天然實(shí)驗(yàn)室或微宇宙［5］。島嶼群落的物種豐度和多度是生態(tài)學(xué)家和生物地理學(xué)家關(guān)注的主要對(duì)象。比較而言，島嶼群落結(jié)構(gòu)的3個(gè)基本特征中，群落組成一直未能引起重視［6］。群落的植物組分總是可以按生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性劃分進(jìn)化類群和某些趨同適應(yīng)的生態(tài)類群［7］。無論是進(jìn)化類群，還是生態(tài)類群，都是植物與環(huán)境長期相互作用的結(jié)果，不同類群的結(jié)構(gòu)型譜既與現(xiàn)時(shí)的外界環(huán)境條件有密切聯(lián)系，也可為深入了解植物的起源、動(dòng)態(tài)、分布提供重要參考。長期以來不同學(xué)者根據(jù)植物在外貌結(jié)構(gòu)和生理機(jī)能上的相似性，把生態(tài)特征劃分出諸如生長型、生活型，以及以光、水、溫、土壤等為主導(dǎo)因子的各生態(tài)類型，建立了諸多生態(tài)學(xué)分類系統(tǒng)［7-8］。植物的生態(tài)型結(jié)構(gòu)和分布區(qū)型結(jié)構(gòu)是植物組合、地理規(guī)律、區(qū)域分異、環(huán)境變化研究的重要內(nèi)容。本文在實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)鞏乃斯河中島嶼植物組成，進(jìn)行植株生長型、根系生長型、Raunkiaer生活型、水分生態(tài)類型等結(jié)構(gòu)分析，為開展水體生境內(nèi)植物組分結(jié)構(gòu)及鞏乃斯河流域生態(tài)旅游資源保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

鞏乃斯河位于新疆新源縣境內(nèi)，地處東經(jīng)82°34′～84°44′，北緯43°24′～43°34′，海拔828～2 525 m。沿河形成較大的河漫灘，水流分散，岔道較多，在流域內(nèi)形成多個(gè)破碎化的天然島狀地，在本研究中稱之為河中 “島嶼”。鞏乃斯河全長258 km，集水面積3 532 km2，屬于季節(jié)性融雪型河流，徑流量變化不大。鞏乃斯河谷年均氣溫1.5℃，年降水量839.9 mm，高溫期為7月，降水集中在夏季，5—8月降水量占全年降水量的50%以上，為中溫帶大陸性氣候類型。鞏乃斯河上游谷地分布有灰褐色森林土、亞高山草甸土，優(yōu)勢樹種為雪嶺云杉（Picea schrenkiana）；下游為沖積平原，廣泛分布著灰鈣土，栗鈣土，黑鈣土等，主要以農(nóng)田為主。

2　調(diào)查方法

調(diào)查地位于鞏乃斯河伊犁段，距離新源縣城40 km，位于黑山頭和新源縣種羊場之間約5 km［9-10］。根據(jù)研究需要沿河水流動(dòng)方向依次選擇具有一定代表性的3個(gè)面積不等的河中島嶼作為調(diào)查樣地。其中小島面積不足200 m2，與中島距離約1 km；中島南北狹長，東西開闊，面積約2.4×104m2，與大島間距離約為2 km；大島面積約4×105m2，島嶼外緣約8 m的范圍內(nèi)均為草本植物，中部為草灌結(jié)合。各樣地樣方數(shù)量為：小島12個(gè)，中島17個(gè)，大島28個(gè)。樣方大?。翰莸厝郝錇? m×1 m，灌叢群落為5 m×5 m。分別對(duì)樣方內(nèi)每種植物作株生長型、根生長型、Raunkiaer生活型、水分生態(tài)類型和飼用價(jià)值類型分類［7-8］，統(tǒng)計(jì)各分類系統(tǒng)的數(shù)量及比率作為其結(jié)構(gòu)分析的數(shù)量指標(biāo)。

3　結(jié)果與分析

3.1河中島嶼植物種類及數(shù)量

對(duì)鞏乃斯河中面積不等的3個(gè)島嶼57個(gè)樣方的調(diào)查結(jié)果表明：共出現(xiàn)植物63種，隸屬于27科，61屬。其中，植物種類最多的為菊科 （Asteraceae），有植物10種，占植物總種數(shù)的15.9%；植物種類只有1種的共計(jì)15科，分別為大戟科（EuPhorbiaceae）、夾竹桃科（APocynaceae）、柳蘭菜科 （Onagraceae）、車前科 （P1antaginaceae）、報(bào)春花科（Primu1aceae）、燈心草科（Juncaaeae）、樺木科（Betu1aceae）、檉柳科（Tamaricaceae）、木犀科（O1eaceae）、茜草科（Rubiaceae）、忍冬科（Ca-Prifo1iaeae）、旋花科 （Convo1vu1aceae）、蓼科 （Po-1ygonaceae）、水麥冬科 （Juncaginaceae）、楊柳科（Sa1icaceae）等，各占植物總種數(shù)的1.6%（表1）。

表1　鞏乃斯河中島嶼植物種類及其類型組分Tab1e 1　P1ant sPecies and their comPonent tyPes in the is1and of Kunes River

3.2島嶼間共有植物種的數(shù)量關(guān)系

物種生存需要一定的適合生存的面積，破碎化程度越高，所形成島嶼或斑塊內(nèi)物種生存的可能性就越?。?7］。鞏乃斯河中小島群落植物共計(jì) 8種，隸屬于7科8屬；中島有29種植物，隸屬于18科28屬；27科51屬中的52種植物出現(xiàn)在大島中。從植物出現(xiàn)樣地來看，有6種植物在大、中和小島同時(shí)出現(xiàn)，占所有種數(shù)的9.5%；有19種植物在大、中島同時(shí)出現(xiàn)，占30.2%；有6種植物在大、小島同時(shí)出現(xiàn)；有7種植物在中、小島中同時(shí)出現(xiàn)，結(jié)果見圖1～2。

種-面積關(guān)系在傳統(tǒng)理論中以S=CAz冪函數(shù)形式［18］擬合最好，本研究中植物種類和數(shù)量均表現(xiàn)為隨島嶼面積增大而增加的趨勢，但是否呈冪函數(shù)的增長格局還需進(jìn)一步研究。同時(shí)，河中島嶼植物表現(xiàn)出小島中物種多出現(xiàn)在物種相對(duì)豐富的大島中的“子集嵌套結(jié)構(gòu)”［19］的隨機(jī)分布格局。

水體分割所形成的島嶼不同于陸地景觀破碎化造成的隔離，它使不同島嶼間種群擴(kuò)散受阻，隔離程度增加。但植物也可通過多種方式如產(chǎn)生便于風(fēng)、水傳播的種子等實(shí)現(xiàn)種群拓殖和延續(xù)。在3個(gè)島嶼中同時(shí)出現(xiàn)的植物小菖蒲、檉柳和紅皮柳均可產(chǎn)生表面被毛的小種子，種子可漂浮于水面上或通過風(fēng)進(jìn)行散布；而蘆葦和苔草具繁殖能力的根狀莖片段，可借助水體沖刷、攜帶實(shí)現(xiàn)種群擴(kuò)散，從而保證了即便有水體隔離植物種群也有侵入島嶼、定居和拓殖的可能。

圖1　鞏乃斯河中島嶼植物種分布特征Fig.1　The distribution characteristic of P1ants sPecies in the is1and of Kunes River

圖2　鞏乃斯河中島嶼植物組成的數(shù)量結(jié)構(gòu)型譜Fig.2　The structures and sPectrums of P1ants sPecies in the is1and of Kunes River

3.3島嶼植物組成的生態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)

隨水中島嶼面積增大，群落植物組分生態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。各組分類型統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，小島植物根生長型種類有2種，即根莖型和直根型，中島和大島分別為3和4種。株生長型、Raunkiaer生活型和水分生態(tài)型也表現(xiàn)為相近的增加趨勢，但中島和大島間的變化趨勢不明顯或無變化，也表明當(dāng)島嶼面積達(dá)到一定程度時(shí)植物組分達(dá)到分布的平衡狀態(tài)。

島嶼群落組分?jǐn)?shù)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在大、中和小島中均以直立型、直根型、地面芽植物和中生型植物數(shù)量最多，其中直立型、直根型和中生型植物數(shù)量超過50%，地面芽植物所占比例略低于前3者，所占比例分別為46.2%（大島）、55.1%（中島）和37.5%（小島）。

植物在長期進(jìn)化和發(fā)展過程中，逐漸在形態(tài)等方面形成對(duì)環(huán)境的適應(yīng)對(duì)策，并以最大程度減少環(huán)境的不利影響，植物不同生態(tài)學(xué)特征的存在與否及其數(shù)量多少也客觀地表達(dá)了植物對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性［20］。鞏乃斯河中島嶼群落具有中溫帶草本群落植株的直立型和直根系的特點(diǎn)，也具有典型的地面芽植物氣候特征。水生生態(tài)類型以中生型種類最多，表明鞏乃斯河中島嶼與現(xiàn)實(shí)的土壤水分條件呈中生型。

4　結(jié)論與討論

鞏乃斯河中面積不等的3個(gè)島嶼中共出現(xiàn)植物63種，隸屬于27科61屬。其中小島出現(xiàn)植物共計(jì)8種，隸屬于7科8屬；中島為29種，隸屬于18科28屬；大島有52種，隸屬27科51屬。表明島嶼面積大小與植物數(shù)量多少相關(guān)，植物種類的數(shù)量隨著島嶼面積的增加而增加。

從植物出現(xiàn)樣地來看，有6種植物在大、中和小島同時(shí)出現(xiàn)，占所有種數(shù)的9.5%；有19種植物在大、中島同時(shí)出現(xiàn)，占30.2%；有6種植物在大、小島出現(xiàn)；有7種植物在中、小島中出現(xiàn)，在一定程度上表現(xiàn)出“子集嵌套結(jié)構(gòu)”的隨機(jī)分布格局。

鞏乃斯河中島嶼群落具有中溫帶草本群落植株和根系的特點(diǎn)，也具有典型的地面芽植物氣候特征，水生生態(tài)類型以中生型種類最多，表明鞏乃斯河中島嶼植物適合水淹生境。

鞏乃斯河是伊犁河谷那拉提景區(qū)旅游中不可或缺的一部分，島嶼植物組分結(jié)構(gòu)研究有利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)旅游資源的保護(hù)與開發(fā)。同時(shí)，島嶼植物因被水分割而遠(yuǎn)離陸地，植物群落沒有太多干擾和破壞，可作為研究島嶼植物群落結(jié)構(gòu)最佳的天然實(shí)驗(yàn)室。

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（責(zé)任編輯趙粉俠）

The P1ant ComPonent Structure Ana1ysis of Is1anding Habitat of Kunes River，Xinjiang

Jia Fengqin1，2

（1.Tourism Co11ege，Urumqi Vocationa1 University，Urumqi Xinjiang 830002，China；2.Xinjiang Institute of Eco1ogy and GeograPhy，Chinese Academy of Science，Urumqi Xinjiang 830011，China）

Investigation on P1ant comPonent structure in 3 different sizes is1ands of Kunes river in Xinjiang was carried out.The Investigation conc1uded that there were 63 sPecies of P1ants be1onging to 27 fami1ies and 61 genera，and there were 8，29 and 52 kinds of P1ants in sma11，medium and 1arge is1ands resPective1y.The number of common sPecies were different in the three is1ands，it has 19 common sPecies in 1arge and medium is1ands，it a1-so was the 1argest number.The maintyPes of P1ant ecotyPe were the erect growth forms，erect root forms，the gro-Phytes and the mesPhytes.These conc1usions revea1ed that the number of P1ant sPecies was re1ated to the size of is1ands，the number of P1ant sPecies increased with the increase of is1ands area.The distribution Pattern of P1ant sPecies in these is1ands were nested subset structure.The sturcture of P1ant growth forms and 1ife forms showed that the P1ant communities have the P1ant and root characteristics of herbaceous P1ant communities in themed-temPerate zone and a1so has the tyPica1 c1imatic characteristics of underground-bud P1ants，it cou1d not withstand f1ooding.

is1anding habitat，P1ant comPonent structure，sPecies-area re1ationshiP，nested subset structure

S718.54

A

2095-1914（2016）04-0025-05

10.11929/j.issn.2095-1914.2016.04.004

2015-10-12

新疆自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（2015211C292）資助。

賈風(fēng)勤（1973—），女，博士生。研究方向：植物種群生態(tài)學(xué)。Emai1：jfqanan@sina.com。