王亮 包新康 黃海霞

摘要[目的]調(diào)查安西極旱荒漠自然保護(hù)區(qū)裸果木分布和生境狀況，了解種群數(shù)量動態(tài)及發(fā)展趨勢。[方法]通過樣地和樣方調(diào)查對安西極旱荒漠自然保護(hù)區(qū)內(nèi)唯一國家一級重點(diǎn)保護(hù)植物——裸果木的分布和生境狀況進(jìn)行調(diào)查。[結(jié)果]保護(hù)區(qū)裸果木的平均密度為0.038株/m2，平均高度為0.41 m。[結(jié)論]該研究為裸果木種群瀕危機(jī)制的探索、合理保護(hù)提出切實(shí)可行的保護(hù)對策，為今后保護(hù)區(qū)加強(qiáng)物種保護(hù)工作提供可靠翔實(shí)的依據(jù)。

關(guān)鍵詞 裸果木；極旱荒漠；分布；現(xiàn)狀；對策

中圖分類號 S759.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）22-0085-04

Abstract[Objective]To investigate the existing distribution and habitat status of Gymnocarpos przewalskii in Anxi extraarid desert nature reserve，and to understand the population dynamics and development trend.[Method]Based on sample plot and quadrat investigation，the distribution and habitat status of G.przewalskii，which was the only statelevel key protected plant in the Anxi extreme drought and desert nature reserve，were investigated.[Result]The average density of G.przewalskii in the protected area was 0.038 plants/m2 and the average height was 0.41 m.[Conclusion]The study provides feasible protection measures and suggestions for the exploration and reasonable protection of the endangered mechanism of G.przewalskii population，and provides a reliable and detailed basis for the protection work of the protected areas in the future.

Key words Gymnocarpos przewalskii；Extraarid desert；Distribution；Status；Countermeasure

生物多樣性是生命有機(jī)體及其賴以生存的生態(tài)復(fù)合體的多樣性和變異性[1]，在生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)力方面起著重要作用[2]。生物多樣性喪失的直接原因?yàn)樯车膯适Ш推扑榛⒆匀毁Y源過度開發(fā)、環(huán)境污染、外來物種的入侵、全球氣候變暖和工業(yè)化的林業(yè)生產(chǎn)等[3-8]。物種多樣性的保護(hù)、重建與恢復(fù)是為了實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，尤其要加強(qiáng)對珍稀瀕危物種的深入研究，保護(hù)現(xiàn)有的物種及其生境，以免造成更多的物種淪為瀕危的處境。瀕危植物除具有提供能源、保持水土、調(diào)節(jié)氣候和廢物處理等功能外，從生態(tài)學(xué)角度看，瀕危植物的重要性無法估量。

祼果木為亞洲中部荒漠區(qū)內(nèi)較少見的孑遺物種，是構(gòu)成石質(zhì)荒漠植被的重要建群植物種之一[9-10]，具有抗干旱、耐鹽堿、耐枯瘠、耐風(fēng)蝕沙埋、根系埋深、壽命長等特點(diǎn)，對防止荒漠化、維護(hù)荒漠生態(tài)系統(tǒng)平衡起著積極作用[11]。裸果木自然更新和繁衍非常困難，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，加之自然地理環(huán)境的變化及人類活動的干擾等因素，使裸果木種群呈現(xiàn)斑塊狀，分布范圍逐漸縮小，種群數(shù)量驟減。安西極旱荒漠自然保護(hù)區(qū)是我國典型的極端干旱荒漠，研究保護(hù)區(qū)內(nèi)植物群落的演變及其機(jī)制對我國荒漠生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)以及恢復(fù)重建具有極其重要的意義。裸果木作為安西極旱荒漠自然保護(hù)區(qū)內(nèi)唯一國家一級重點(diǎn)保護(hù)植物，是保護(hù)區(qū)的旗艦植物種，見于區(qū)內(nèi)干河道、水沖溝、石質(zhì)或礫石山坡、丘間盆地等處，分布范圍廣。保護(hù)區(qū)建區(qū)30年來，雖然系統(tǒng)開展了一、二、三期保護(hù)區(qū)綜合科學(xué)考察[12-14]，對區(qū)內(nèi)植物多樣性進(jìn)行了全面調(diào)查，但系統(tǒng)對裸果木的空間分布范圍等未進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，加之近年來人為活動和氣候變化的影響，裸果木在保護(hù)區(qū)的分布范圍和數(shù)量相應(yīng)發(fā)生了變化。為此，筆者對保護(hù)區(qū)裸果木的現(xiàn)有分布和生境狀況進(jìn)行調(diào)查，有助于了解種群數(shù)量動態(tài)及發(fā)展趨勢，為裸果木種群瀕危機(jī)制的探索、合理保護(hù)提出切實(shí)可行的保護(hù)對策，為今后保護(hù)區(qū)加強(qiáng)物種保護(hù)工作提供可靠翔實(shí)的依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

安西極旱荒漠自然保護(hù)區(qū)主要位于甘肅省瓜州縣境內(nèi)，地處94°45′～ 97°00′E，39°52′～ 41°53′N，分南北兩片，總面積8.0×105 hm2。保護(hù)區(qū)屬典型的干旱荒漠氣候，降水極少，蒸發(fā)量大，日照時(shí)間長，晝夜溫差大，夏季炎熱，冬季嚴(yán)寒，風(fēng)大沙多。年均溫在7.8～10.0 ℃，年均日照時(shí)數(shù)為2 940.4～3 171.9 h，全年日照率為73%，年均降水量52.0 mm 以下，年蒸發(fā)量2 754.9 mm，年相對濕度39%～41%，無霜期138～146 d。保護(hù)區(qū)地表水徑流主要來自南部祁連山脈的降水和冰川融化，河流主要為疏勒河和榆林河。區(qū)內(nèi)土壤類型較復(fù)雜，可分為棕漠土、灰棕漠土、鹽土、草甸土、沼澤土、風(fēng)沙土、灌淤土和潮土8 大類30個(gè)亞類。

根據(jù)保護(hù)區(qū)第三期綜合科學(xué)考察，保護(hù)區(qū)境內(nèi)現(xiàn)有維管束植物63科210屬455種，隸屬于74屬34科；其中甘肅省植物新紀(jì)錄19種1變種，隸屬于12科。現(xiàn)有6個(gè)植被型組、8個(gè)植被型、11個(gè)植被亞型和44個(gè)群系。保護(hù)區(qū)主要以典型的中亞四大荒漠植被泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）、黑柴（Sympegma regelii）、紅砂（Reaumuria soongorica）和珍珠豬毛菜（Salsola passerina）為保護(hù)對象，國家一級保護(hù)植物有裸果木，二級保護(hù)植物有胡楊（Populus euphratica）、肉蓯蓉（Cistanche salsa）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、沙拐棗（Calligonum mongolicum）、膜果麻黃（Ephedra przewalskii）等12種，地方重點(diǎn)保護(hù)植物有鎖陽（Cynomorium songaricum）、麻黃（Ephedra sinica）等，這些特有和瀕危植物種類具有防風(fēng)固沙、防治荒漠和科學(xué)研究的重要價(jià)值。植物區(qū)系的主要成分是亞洲中部成分，屬亞洲中部特有種植物膜果麻黃、珍珠豬毛菜、泡泡刺、霸王（Zygophyllum xanthoxylum）、裸果木、黑柴、短葉假木賊（Anabasis brevifolia）等20多種。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地、樣方設(shè)置。

在保護(hù)區(qū)南北兩片均勻地選取70個(gè)樣地，其中南片28個(gè)，北片42個(gè)。在樣地500 m范圍內(nèi)看有無裸果木分布，如有裸果木分布隨機(jī)設(shè)置2個(gè)以上樣方，如無裸果木分布隨機(jī)設(shè)置1個(gè)樣方，樣方面積為10 m×10 m，對植物群落特征、裸果木種群特征進(jìn)行調(diào)查和生境描述。觀測指標(biāo)包括植物種組成、數(shù)量、每一植物種的個(gè)體數(shù)量、植物種平均高度、冠幅、植物種平均蓋度（樣線法）。

1.2.2 調(diào)查指標(biāo)。

植物數(shù)量：計(jì)數(shù)以株數(shù)、叢數(shù)為單位；高度：選取樣方中某物種大、中、小3株，用卷尺測量高度；冠幅測量和冠幅面積計(jì)算：選取樣方中某物種大、中、小3株，用卷尺測量其東西或南北方向的寬度；按圓面積計(jì)算冠幅的面積；蓋度測量：采用目測和對角線法結(jié)合測量；對角線法，即沿樣地對角線（2條對角線）拉一根樣帶線（皮尺），測量樣帶線方向上的某種灌木冠幅長度（對于高大灌木）或植物個(gè)體接觸樣帶線的長度（對于低矮灌木或草本），該長度與樣線的總長之比即為對角線上的覆蓋度。

2 結(jié)果與分析

由表1可知，所設(shè)置的105個(gè)樣方中，有66個(gè)（62.9%）樣方內(nèi)有裸果木生長，而在70個(gè)樣地中，有45個(gè)樣地（64.3%）分布不同密度的裸果木種群。同時(shí)，根據(jù)對所有樣方中植物的密度、高度以及蓋度的測定結(jié)果分析，保護(hù)區(qū)單位面積木本植物的平均密度為0.44（株或叢）/m2，木本植物平均高度為0.36 m，植被的平均蓋度為12.51%。裸果木的平均密度為0.038株/m2，平均高度為0.41 m。保護(hù)區(qū)南北兩片均有不同密度的裸果木種群分布。進(jìn)一步比較保護(hù)區(qū)南北兩片的調(diào)查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)二者之間存在較大差異。南片單位面積木本植物的平均密度和平均蓋度均顯著高于北片（P<0.05），兩區(qū)之間的裸果木平均密度存在極顯著差異（P<0.01），這可能與保護(hù)區(qū)南北兩片的地形特征、環(huán)境因素以及人類活動干擾有關(guān)。

28個(gè)樣地中共有27個(gè)樣地分布有裸果木種群（表2），表明裸果木在保護(hù)區(qū)南片廣泛分布。在保護(hù)區(qū)北片的42個(gè)調(diào)查樣地中共有18個(gè)樣地分布有裸果木種群（表3），分布相對較分散。裸果木在保護(hù)區(qū)南片廣泛分布，且在25、26、27、28、29、30、31號樣地區(qū)域內(nèi)（昌馬大沖積扇）的裸果木密度最高（>0.13株/m2），核心區(qū)以東的緩沖區(qū)內(nèi)的6、7、10、11號樣地范圍內(nèi)裸果木密度也較高（0.07～0.09株/m2）。南片東部邊界附近的2、4、5號樣地范圍內(nèi)（榆林窟周圍）裸果木雖然較多，但分布面積相對較小。其余樣地范圍內(nèi)裸果木分布密度相對較均勻。北片裸果木主要呈斑塊狀分布，集中分布在核心區(qū)與緩沖區(qū)以東的區(qū)域內(nèi)。靠近北部邊界（星星峽周圍）的18、19號樣地為北片裸果木分布密度最大的區(qū)域?？拷m新鐵路的25、26號樣地范圍內(nèi)裸果木密度也相對較高，而北片的1、2、3、5、10、11號樣地是北片裸果木分布相對最集中的區(qū)域。由此可知，保護(hù)區(qū)南片裸果木分布面積更大，密度也相對更高。

通過對保護(hù)區(qū)105個(gè)樣方數(shù)據(jù)的分析，結(jié)果顯示，合頭草為南片最主要的優(yōu)勢物種，裸果木在南片的2、10、21、29號4個(gè)樣地中，綜合值最大，屬于群優(yōu)勢種，占南片樣地總數(shù)的14%。裸果木作為亞優(yōu)勢種存在于南片的1、7、14號等12個(gè)樣地中（表2），占南片樣地總數(shù)的42%，說明裸果木為南片植物群落的主要物種之一，同時(shí)也進(jìn)一步支持了裸果木在南片廣泛分布這一調(diào)查結(jié)果。在北片，合頭草同樣為最主要的優(yōu)勢物種，裸果木在3、5號樣地為綜合值排名第一的優(yōu)勢種，占北片樣地總數(shù)的4.7%，在1、10、11等8個(gè)樣地中（表 3）為主要物種，占北片樣地總數(shù)的19%，這進(jìn)一步說明北片裸果木種群密度相對較低和斑塊狀分布的現(xiàn)狀。

3 討論

對于任何一種瀕危物種而言，其種群退化的原因往往是其自身的內(nèi)在因素和外在因素共同作用所導(dǎo)致。自然因素：自身繁殖和生態(tài)習(xí)性是限制保護(hù)區(qū)裸果木種群發(fā)展的2個(gè)重要因素，主要表現(xiàn)為自身生長環(huán)境的水分條件，結(jié)實(shí)率極低導(dǎo)致種群遺傳多樣性降低。人為因素：放牧對保護(hù)區(qū)南片的影響高于北片，生態(tài)水資源的短缺也是南片保護(hù)區(qū)所面臨的一個(gè)嚴(yán)重問題，蘭新鐵路、連霍高速、輸氣輸油管道等國家重點(diǎn)工程陸續(xù)穿越保護(hù)區(qū)致使地表植被破壞，礦山開采也會破壞植被，致使其生境破碎、種群被隔離。

裸果木既是天然稀有種，又是人為稀有種，自然災(zāi)害不可避免，但人為因素卻可以控制[15]。根據(jù)南北兩片裸果木不同的種群特點(diǎn)及環(huán)境條件，有針對地提出以下分級保護(hù)對策：①對保護(hù)區(qū)每年的生態(tài)需水量和時(shí)間進(jìn)行評估，并協(xié)調(diào)要求疏勒河水資源管理部門，按照更加合理的方式向疏勒河中下游釋放生態(tài)用水。②在尚未能做到完全禁牧的保護(hù)區(qū)南片部分地區(qū)，要投入更大的人力和物力進(jìn)一步加強(qiáng)畜牧監(jiān)管力度，離村莊較近的地區(qū)，建議實(shí)行針對性封地圍欄，盡量減少人類和動物活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響。

③禁止對新探采礦項(xiàng)目的立項(xiàng)；對已經(jīng)存在的礦區(qū)，應(yīng)全面對其進(jìn)行關(guān)停撤離和恢復(fù)，盡可能地恢復(fù)原始地形地貌；對新建的交通能源設(shè)施等國家重點(diǎn)工程，應(yīng)完善其環(huán)境保護(hù)方案，并加強(qiáng)對施工運(yùn)營期的監(jiān)督工作。

④在科學(xué)評估的基礎(chǔ)上，建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。通過政府、相關(guān)企業(yè)及民間環(huán)保組織對放牧、交通能源設(shè)施等對生態(tài)環(huán)境造成的影響進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償，從而保證有更多的人力和財(cái)力用于破壞生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)建設(shè)中。⑤在保護(hù)區(qū)裸果木種群密度最大的區(qū)域內(nèi)（疏勒河大沖積扇）建立裸果木資源特定保護(hù)區(qū)域，設(shè)置裸果木固定監(jiān)測樣方，通過長期的定位監(jiān)測，開展針對裸果木種群及其所在的荒漠植物群落更加深入的研究。

⑥對裸果木實(shí)行遷地保護(hù)，在分布有祼果木的地段進(jìn)行國家重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目之前，對在永久性占地和臨時(shí)當(dāng)?shù)貐^(qū)域的裸果木，應(yīng)在春季將其進(jìn)行人工移栽，移栽到保護(hù)區(qū)植物園或就近地段，加之人工撫育，使裸果木的損失降至最低。

4 結(jié)論

該研究對安西極旱荒漠自然保護(hù)區(qū)的荒漠孑遺植物裸果木的分布現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明，保護(hù)區(qū)單位面積木本植物的平均密度為0.44（株或叢）/m2，木本植物平均高度為0.36 m，植被平均蓋度為12.51%，裸果木平均密度為0.038株/m2，平均高度為0.41 m。同時(shí)探討了影響裸果木種群發(fā)展的限制因素，南片保護(hù)區(qū)主要人為影響因素是放牧，北片保護(hù)區(qū)國家重點(diǎn)工程和礦山開采主要影響了裸果木種群的分布。保護(hù)裸果木種群的建議：協(xié)調(diào)疏勒河水資源管理部門向疏勒河中下游釋放生態(tài)用水；進(jìn)一步加強(qiáng)畜牧監(jiān)管力度，達(dá)到保護(hù)區(qū)完全禁牧的目標(biāo)；禁止或嚴(yán)格對新穿越保護(hù)區(qū)的建設(shè)工程進(jìn)行立項(xiàng)，全面對區(qū)內(nèi)已存在的探采礦項(xiàng)目進(jìn)行關(guān)停撤離和恢復(fù)；在科學(xué)評估的基礎(chǔ)上，構(gòu)建生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，人為恢復(fù)和重建已受損的生態(tài)環(huán)境；建立裸果木資源特定保護(hù)小區(qū)，開展針對裸果木種群及其所在的荒漠植物群落更深入的研究；對擬破壞的裸果木實(shí)行易地保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]MCNEELY J A，MILLER K R，REID W V，et al.Conserving the worlds biological diversity[M].Switzerland：IUCN，1990.

[2]ALHAMAD M N.Ecological and species diversity of arid Mediterranean grazing land vegetation[J].Journal of arid environments，2006，66（4）：698-715.

[3]WEST N E.Biodiversity of rangelands[J].Journal of range management，1993，46（1）： 2-13.

[4]RAPPORT D J，WHITFORD W G.How Ecosystems Respond to Stress：Common properties of arid and aquatic systems[J].BioScience，1999，49（3）： 193-203.

[5]EHRLICH P R，WILSON E O.Biodiversity studies：Science and policy[J].Science，1991，253（5021）：758-762.

[6]WILSON E O.The current state of biological diversity[J].Biodiversity，1988，521（1）： 3-18.

[7]NAEEM S，THOMPSON L J，LAWLER S P，et al.Declining biodiversity can alter the performance of ecosystems[J].Nature，1994，368（6473）： 734-737.

[8]GRIME J P.Benefits of plant diversity to ecosystems：Immediate，filter and founder effects[J].Journal of ecology，1998，86（6）： 902-910.

[9]劉媖心.中國沙漠植物志：第1卷[M].北京：科學(xué)出版社，1985：250-447.

[10]唐昌林.中國植物志：第26卷[M].北京：科學(xué)出版社，1996： 51.

[11]汪之波.國家一級重點(diǎn)保護(hù)植物裸果木生物學(xué)特性的初步研究[D].蘭州：蘭州大學(xué)，2004.

[12]劉廼發(fā)，寧瑞棟.甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護(hù)區(qū)[M].北京：中國林業(yè)出版社，1998.

[13]劉廼發(fā)，楊增武.甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護(hù)區(qū)二期綜合科學(xué)考察[M].蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2006.

[14]甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護(hù)區(qū)管理局.甘肅安西極旱荒漠國家級自然保護(hù)區(qū)三期綜合科考報(bào)告[M].蘭州：甘肅人民出版社，2014.

[15]柴永青，曹致中，劉秉儒.河西走廊肅北地區(qū)中亞紫菀木-裸果木荒漠群落特征[J].林業(yè)科學(xué)，2011，47（4）：166-171.