段義忠 杜忠毓 亢福仁

(榆林學(xué)院，陜西省陜北生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，榆林 719000)

沙冬青屬(Ammopiptanthus)是我國(guó)西北干旱區(qū)唯一的超旱生常綠灌木樹(shù)種[1]，為古地中海第三紀(jì)孑遺植物，該屬包含兩個(gè)種即沙冬青和矮沙冬青。沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)又名蒙古沙冬青，分布范圍集中在內(nèi)蒙古西部、甘肅中東部及寧夏等干旱地區(qū)，被列為國(guó)家三級(jí)保護(hù)植物；矮沙冬青(Ammopiptanthusnanus)又名新疆沙冬青，分布范圍集中在新疆維吾爾自治區(qū)克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃轂跚】h境內(nèi)，為瀕危物種[2]。沙冬青屬具有耐旱、耐寒、耐風(fēng)沙、抗逆性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)等特點(diǎn)，因此其對(duì)維持西北干旱區(qū)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)起著重要作用[3]。針對(duì)沙冬青屬植物已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，主要集中在沙冬青屬開(kāi)花特性、種子萌發(fā)試驗(yàn)、組織培養(yǎng)與植株再生、遺傳多樣性、遷地保護(hù)及瀕危原因等方面[4～7]。關(guān)于沙冬青屬群落區(qū)系組成與結(jié)構(gòu)特征研究也有了不少積累，例如張強(qiáng)等對(duì)沙冬青屬的植物區(qū)系及群落特征進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)該屬群落組成以菊科、豆科、藜科為主，區(qū)系組成以泛地中海及溫帶分布為主，沙冬青群落多樣性明顯高于矮沙冬青；沙冬青屬群落成分以旱生及超旱生植物為主；如周啟龍等[8]對(duì)甘肅北砸山的蒙古沙冬青群落分布格局與特征研究發(fā)現(xiàn)陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡及陰坡的生境異域性，致使蒙古沙冬青分布格局、年齡結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)狀況具有明顯的區(qū)域特征。沙冬青群落常見(jiàn)的伴生種有霸王(Sarcozygiumxanthoxylon)、白刺(Nitrariatangutorum)、紅砂(Reaumuriasongarica)、蒙古扁桃(Amygdalusmongolica)、四合木(Tetraenamongolica)等。

植物群落排序與分類(lèi)是研究植物群落與環(huán)境因子之間關(guān)系的重要方法，在張金屯編寫(xiě)的《植物數(shù)量生態(tài)學(xué)方法》中，植物數(shù)量的分類(lèi)方法是依托數(shù)學(xué)方法進(jìn)行的，前期出現(xiàn)的主要是關(guān)聯(lián)分析法、信息分析法、多元聚合法、多元分化法、非等級(jí)劃分法和模糊數(shù)學(xué)分類(lèi)等方法[9]。在探討某一梯度上的物種變化趨勢(shì)時(shí)，多采用直接排序又稱(chēng)為約束性排序，直接排序應(yīng)用比較廣泛的有冗余分析(RDA)、除趨勢(shì)典范對(duì)應(yīng)分析(DCCA)、典范對(duì)應(yīng)分析(CCA)及典型變量分析(db-RDA)；通過(guò)間接或潛在的環(huán)境梯度來(lái)探討物種變化趨勢(shì)時(shí)，多采用間接排序又稱(chēng)為非約束性排序，常用的方法有主成分分析(PCA)、去趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析(DCA)、對(duì)應(yīng)分析(CA)及主坐標(biāo)分析(PCO)。目前在植物群落的數(shù)量分析中應(yīng)用最廣的分析方法為DCA和TWINSPAN[10]多元等級(jí)分類(lèi)及排序法；植物群落特征數(shù)據(jù)與環(huán)境因子數(shù)據(jù)為直接梯度分析，多采用冗余分析(Redundancy analusis，RDA)，RDA分析結(jié)合植物群落及環(huán)境因子，能較好的表達(dá)植物群落的結(jié)構(gòu)梯度與環(huán)境梯度。因此，在具體研究中應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型、來(lái)源及梯度范圍選擇最適合的分析方法。

蒙古沙冬青為亞洲荒漠中部荒漠區(qū)喀什—阿拉善間斷分布特有種，同時(shí)也是中亞荒漠區(qū)東部亞區(qū)13個(gè)特有種或近特有屬典型代表，其常綠闊葉被認(rèn)為是第三紀(jì)孑遺類(lèi)群的祖先特征，對(duì)研究旱生植物的系統(tǒng)發(fā)育、古植物區(qū)系、古地理及第三紀(jì)氣候特征，特別是研究亞洲中部荒漠植被的起源和形成具有重要的科學(xué)價(jià)值[11]。目前針對(duì)蒙古沙冬青群落特征研究?jī)H限于一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)地區(qū)，很少涉及與環(huán)境因子的相互關(guān)系研究。因此，本研究選取內(nèi)蒙古西部、甘肅中東部及寧夏等17個(gè)蒙古沙冬青地理分布區(qū)進(jìn)行研究，采用冗余分析法(RDA)和雙向指示種分析法(TWINSPAN)對(duì)其群落組成、種群結(jié)構(gòu)與環(huán)境相關(guān)性進(jìn)行分析，從而揭示我國(guó)西北干旱區(qū)蒙古沙冬青群落特征及與環(huán)境因子的關(guān)系，為進(jìn)一步解釋蒙古沙冬青瀕危機(jī)制及保存利用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

本研究區(qū)域范圍在105°16′85″～107°15′57″E，37°42′65″～40°30′68″N，主要包括我國(guó)寧夏全境、甘肅中東部以及內(nèi)蒙古西部地區(qū)，該區(qū)屬干旱大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫7.0～9.1℃，年均降水量100～216 mm；蒸發(fā)量約2 246.3 mm，海拔高度約900～1 915 m，風(fēng)沙大，土壤沙質(zhì)，基質(zhì)主要是礫質(zhì)、沙質(zhì)和黏土質(zhì)，土壤貧瘠，有機(jī)質(zhì)含量低。對(duì)蒙古沙冬青分布區(qū)域中的17個(gè)典型群落樣地進(jìn)行分析，其中包含內(nèi)蒙古樣地9處、甘肅樣地1處、寧夏樣地7處，3個(gè)研究區(qū)域的17個(gè)樣地，所選樣地基本涵蓋了蒙古沙冬青群落的分布范圍。17個(gè)蒙古沙冬青樣地的經(jīng)緯度、海拔、坡度及坡向信息等見(jiàn)表1。

表1 蒙古沙冬青樣地基本概況

注：陽(yáng)坡(0.3)，半陽(yáng)(0.5)，半陰(0.8)，陰坡(1.0)

Note:South-facing slope(0.3),semi-sunny slope(0.5),semi-shady slope(0.8),north-facing slope(1.0)

1.2 研究方法

1.2.1 植被調(diào)查

蒙古沙冬青野外群落調(diào)查每個(gè)樣方為10 m×10 m，共計(jì)17個(gè)樣方，記錄每個(gè)群落樣方中蒙古沙冬青的叢數(shù)、株高、冠幅、蓋度等指標(biāo)；統(tǒng)計(jì)樣方中其它灌木的種類(lèi)及數(shù)量，并測(cè)量其株高和冠幅等指標(biāo)；對(duì)于草本層測(cè)量并記錄樣方的四個(gè)邊角及中間共計(jì)5個(gè)1 m×1 m的樣方內(nèi)每種草本植物的多度、高度和蓋度[12]；利用GPS測(cè)定樣地海拔、經(jīng)緯度，羅盤(pán)儀測(cè)定坡向、坡度，同時(shí)記錄樣地土壤類(lèi)型。

1.2.2 土樣采集及其理化性質(zhì)測(cè)定

基于5點(diǎn)取樣法利用TSC-1儀器測(cè)定每個(gè)樣方土壤中的水分?jǐn)?shù)據(jù)；同時(shí)在每個(gè)樣方中隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)，采集0～10、10～20和20～30 cm深的土壤樣品3份，放置于鋁盒中，詳細(xì)標(biāo)記后帶回實(shí)驗(yàn)室混勻去除枯枝落葉和肉眼可見(jiàn)根等雜物后，風(fēng)干、磨細(xì)后過(guò)2 mm細(xì)篩，對(duì)其進(jìn)行理化性質(zhì)測(cè)定；采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量；堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤速效氮；碳酸氫鈉法測(cè)定土壤速效磷；醋酸銨—火焰光度計(jì)法測(cè)定土壤速效鉀；精密電位計(jì)法測(cè)定土壤的pH；所有野外調(diào)查工作于2017年9月前生物量高峰期完成。

1.2.3 植物群落物種多樣性研究方法

重要值是反映某個(gè)種在群落中的地位與作用的綜合數(shù)量指標(biāo)，可采用相對(duì)高度和相對(duì)蓋度來(lái)測(cè)量[13]，計(jì)算公式如下：

重要值(Ⅳ)=(相對(duì)蓋度+相對(duì)高度)/2

(1)

物種豐富度指數(shù)(R)用物種數(shù)目(S)代替，即：

R=S

(2)

Pielou均勻度指數(shù)：

J=H′/ln(S)

(3)

多樣性指數(shù)分為：Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)和Simpson多樣性指數(shù)(D)。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)：

(4)

Simpson多樣性指數(shù)(D)：

(5)

其中：S為樣方內(nèi)物種數(shù)；Ni為第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)；N為樣方內(nèi)全部物種個(gè)體數(shù)。

為滿(mǎn)足數(shù)據(jù)分析的需要，將地形因子的非數(shù)值指標(biāo)按經(jīng)驗(yàn)公式建立隸屬函數(shù)換算成編碼，坡向：陽(yáng)坡(0.3)，半陽(yáng)(0.5)，半陰(0.8)，陰坡(1.0)[14]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均用Excel 2010整理，用WinTWINS 2.3軟件對(duì)蒙古沙冬青樣地重要值進(jìn)行群叢劃分，用SPSS 22.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，利用Canoco 4.5軟件對(duì)物種和環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行排序分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒙古沙冬青植物群落物種組成及群叢類(lèi)型

在野外調(diào)查的17個(gè)樣地中，記錄的植物科屬劃分主要以《中國(guó)植物志》[15]及《內(nèi)蒙古植被》[16]為依據(jù)，共記錄種子植物21科50屬70種(表2)，相比《內(nèi)蒙古植被》而言，所調(diào)查蒙古沙冬青植物科不足23種。

表2蒙古沙冬青群落植物種類(lèi)統(tǒng)計(jì)

Table2StatisticalresultsofplantspeciesinthecommunitiesofA.mongolicus

序號(hào)No.科Family屬Genera屬比例Proportion(%)種Species種比例Proportion(%)1藜科Chenopodiaceae816.001318.572禾本科Gramineae714.001115.713豆科Leguminosae612.001115.714菊科Compositae510.00912.865蒺藜科Zygophyllaceae510.00710.006檉柳科Tamaricaceae24.0022.867薔薇科Rosaceae24.0022.868蘿藦科Asclepiadaceae24.0022.869百合科Liliaceae12.0011.4310紫葳科Bignoniaceae12.0011.4311鼠李科Rhamnaceae12.0011.4312車(chē)前科Plantaginaceae12.0011.4313鳶尾科Iridaceae12.0011.4314列當(dāng)科Orobanchaceae12.0011.4315傘形科Umbelliferae12.0011.4316鎖陽(yáng)科Cynomoriaceae12.0011.4317大戟科Euphorbiaceae12.0011.4318遠(yuǎn)志科Polygalaceae12.0011.4319唇形科Labiatae12.0011.4320馬鞭草科Verbenaceae12.0011.4321十字花科Cruciferae12.0011.43合計(jì)Total215010070100

蒙古沙冬青群落組成中，藜科、禾本科、豆科、菊科、蒺藜科所含屬和種占比較大，均在5屬和5種以上；其中屬的總數(shù)為31屬，占全部樣方植物的62%；種的數(shù)量為51種，占全部樣方植物的72.85%。群落中檉柳科、蘿藦科和薔薇科只有2屬和2種，其它植物僅有1科1屬1種，占全部樣方植物的比例較少，區(qū)系組成以溫帶、地中海及西亞至中亞分布為主。

運(yùn)用雙向指示種分類(lèi)法(TWINSPAN)對(duì)17個(gè)樣地群叢類(lèi)型進(jìn)行劃分，根據(jù)植物群落分類(lèi)和命名原則，結(jié)合野外調(diào)查結(jié)果，群落特征指示種以及優(yōu)勢(shì)種命名[17]原則，將植物群落劃分成了6個(gè)主要群從類(lèi)型(圖1)，分別是：

群叢Ⅰ：蒙古沙冬青—白刺—豬毛蒿群叢(Ammopiptanthusmongolicus-Nitrariatangutorum-Artemisiascoparia)。該群叢包含樣地7和樣地12?？偵w度為35%～43%左右，灌木層優(yōu)勢(shì)種是蒙古沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)和白刺(Nitrariatangutorum)，主要伴生種有檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)和山蒿(Artemisiabrachyloba)，另外還有霸王(Sarcozygiumxanthoxylon)和綿刺(Potaniniamongolica)等；草本層的主要優(yōu)勢(shì)種有豬毛蒿(Artemisiascoparia)，主要伴生種有角蒿(Incarvilleasinensis)和線(xiàn)葉菊(Filifoliumsibiricum)等。

群叢Ⅱ：蒙古沙冬青—檸條錦雞兒—堿蓬群叢(Ammopiptanthusmongolicus-Caraganakorshinskii-Suaedaglauca)，該群叢包含樣地11、樣地13和樣地14；總蓋度為30%～50%，灌木層優(yōu)勢(shì)種是蒙古沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)和檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)，主要的伴生種有白刺(Nitrariatangutorum)和霸王(Sarcozygiumxanthoxylon)，少見(jiàn)種為駝絨藜(Ceratoideslatens)；草本層的主要優(yōu)勢(shì)種為堿蓬(Suaedaglauca)、阿爾泰狗娃花(Heteropappusaltaicus)、線(xiàn)葉菊(Filifoliumsibiricum)和豬毛蒿(Artemisiascoparia)，主要伴生種有條葉車(chē)前(Plantagominuta)、黃花蒿(Artemisiaannua)、角蒿(Incarvilleasinensis)和臭蒿(Artemisiahedinii)等。

圖1 蒙古沙冬青17個(gè)樣地的TWINSPAN分類(lèi)樹(shù)狀圖Fig.1 Dendrogram of the TWINSPAN classification of 17 community samples of A.mongolicus

群叢Ⅲ：蒙古沙冬青—蒙古扁桃—阿爾泰狗娃花群叢(Ammopiptanthusmongolicus-Amygdalusmongolica-Heteropappusaltaicus)，該群叢包含樣地2，總蓋度為36%～43%，灌木層優(yōu)勢(shì)種要蒙古沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)、蒙古扁桃(Amygdalusmongolica)，白刺(Nitrariatangutorum)和檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)，主要伴生種有胡枝子(Lespedezabicolor)和綿刺(Potaniniamongolica)；草本層優(yōu)勢(shì)種為阿爾泰狗娃花(Heteropappusaltaicus)，主要伴生種有臭蒿(Artemisiahedinii)、堿蓬(Suaedaglauca)等。

群叢Ⅳ：蒙古沙冬青—酸棗—沙蔥群叢(Ammopiptanthusmongolicus-Ziziphusjujubavar.Spinosa-Alliummongolicum)，該群叢包含樣地1、樣地8、樣地9和樣地10，總蓋度約28%～44%，灌木層主要優(yōu)勢(shì)種為蒙古沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)、酸棗(Ziziphusjujubavar.spinosa)、白刺(Nitrariatangutorum)，主要伴生種為綿刺(Potaniniamongolica)、山蒿(Artemisiabrachyloba)和霸王(Sarcozygiumxanthoxylon)等；草本層主要優(yōu)勢(shì)種有沙蔥(Alliummongolicum)和堿蓬(Suaedaglauca)；主要伴生種有黃花蒿(Artemisiaannua)、豬毛蒿(Artemisiascoparia)和角蒿(Incarvilleasinensis)。

群叢Ⅴ：蒙古沙冬青—駝絨藜—黃花蒿群叢(Ammopiptanthusmongolicus-Ceratoideslatens-Artemisiaannua)，該群叢包含樣地15、樣地16和樣地17，總蓋度約31%～49%，灌木層主要優(yōu)勢(shì)種有蒙古沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)、駝絨藜(Ceratoideslatens)和白刺(Nitrariatangutorum)，主要伴生種有檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)和胡枝子(Lespedezabicolor)；草本層主要優(yōu)勢(shì)種有萹蓄豆(ruthenianmedic)、黃花蒿(Artemisiaannua)、臭蒿(Artemisiahedinii)和條葉車(chē)前(Plantagominuta)，主要伴生種有芨芨草(Achnatherumsplendens)和豬毛蒿(Artemisiascoparia)等。

群叢Ⅵ：蒙古沙冬青—霸王—駱駝蓬群叢(Ammopiptanthusmongolicus-Sarcozygiumxanthoxylon-Peganumharmala)，該群叢包含樣地3、樣地4、樣地5和樣地6；總蓋度為34%～51%，灌木層主要優(yōu)勢(shì)種有蒙古沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)、霸王(Sarcozygiumxanthoxylon)和白刺(Nitrariatangutorum)，主要伴生種有檸條錦雞兒(Caraganakorshinskii)等；草本層主要優(yōu)勢(shì)種有駱駝蓬(Peganumharmala)、臭蒿(Artemisiahedinii)，主要伴生種有阿爾泰狗娃花(Heteropappusaltaicus)、沙蔥(Alliummongolicum)和黃花蒿(Artemisiaannua)等。

2.2 蒙古沙冬青群落物種多樣性

群落多樣性是衡量群落的結(jié)構(gòu)與組成的重要指標(biāo)，分別計(jì)算17個(gè)樣地的物種多樣性指數(shù)，該指數(shù)包括豐富度指數(shù)(物種數(shù)量表示S)，Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)，Simpson多樣性指數(shù)(D)和Pielou均勻指數(shù)(J)。

樣地按海拔高度由低到高進(jìn)行排序(圖2)，隨著海拔高度的升高，Pielou均勻度指數(shù)及Simpson多樣性指數(shù)基本保持不變；物種豐富度指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)呈下降趨勢(shì)，但不明顯，表明隨著海拔高度的增加，蒙古沙冬青群落物種數(shù)基本上保持不變。

圖2 研究區(qū)蒙古沙冬青物種多樣性指數(shù)變化曲線(xiàn)Fig.2 Curves of richness indices of A.mongolicus species diversity

圖3 群落植物多樣性與環(huán)境因子的RDA排序圖 J. Pielou均勻度；H′. Shannon-wiener多樣性；S. Simpson多樣性；R.豐富度S；Elev.海拔；aN.速效氮；aP.速效磷；aK.速效鉀；Soil moi.土壤水分；Asp.坡向；Slop.坡度；Org.有機(jī)質(zhì)Fig.3 Relationships of plant diversity and environmental factors by RDA sorting J.Pielou； H.Shannon-wiener； S.Simpson； R.S； Elev.Elevation； aN.Available N； aP.Available P； aK.Available K； Soil moi.Soil moisture； Asp.Slope aspect； Slop.Slope gradient； Org.Soil organic matter

2.3 蒙古沙冬青群落物種多樣性與環(huán)境因子的RDA排序

RDA排序分析中箭頭的方向代表其與排序軸的正負(fù)相關(guān)性，線(xiàn)段的長(zhǎng)度反映了其與物種多樣性指數(shù)分布格局等相關(guān)性的強(qiáng)弱，夾角越小說(shuō)明植物群落特征指標(biāo)對(duì)環(huán)境因子變化的影響越大，反之則越小；環(huán)境因子箭頭連線(xiàn)與排序軸的夾角表示某個(gè)環(huán)境因子與排序軸間的相關(guān)性的強(qiáng)弱，夾角越小，說(shuō)明環(huán)境因子與該排序軸的相關(guān)性越強(qiáng)，反之則越弱[18]。

對(duì)17個(gè)蒙古沙冬青群落樣地物種多樣性與環(huán)境因子進(jìn)行DCA排序，結(jié)果顯示第一軸梯度長(zhǎng)度小于3，因此選擇RDA排序(圖3)，利用Canoco4.5軟件進(jìn)行蒙特卡洛檢驗(yàn)(P<0.05)，表明環(huán)境因子與物種多樣性具有顯著相關(guān)性。第一軸自右向左，隨著土壤水分和有機(jī)質(zhì)的減少，群落物種豐富度(R)逐漸減少；Simpson多樣性指數(shù)(D)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)和Pielou均勻度指數(shù)(J)緩慢增加，速效磷對(duì)其有影響但不大；第二軸自上而下，隨著坡度的增大，Simpson多樣性指數(shù)(D)和Pielou均勻度指數(shù)(J)逐漸減少，隨著坡向的增大(由陽(yáng)坡轉(zhuǎn)向陰坡)，Simpson多樣性指數(shù)(D)和Pielou均勻度指數(shù)(J)逐漸減少，Shannon-wiener多樣性逐漸增大，海拔、速效鉀、速效氮對(duì)物種多樣性具有不同程度的影響，相對(duì)坡度和坡向影響較小。

表3蒙古沙冬青物種多樣性指數(shù)和環(huán)境因子間的相關(guān)分析

Table3CorrelationanalysisamongspeciesdiversityindexesandenvironmentalfactorsofA.mongolicus

軸Axes軸1Axes 1軸2Axes 2海拔Elev0.093-0.423速效磷aP0.525-0.049速效鉀aK0.163-0.254有機(jī)質(zhì)Org0.7170.310土壤水分Soil moi0.8450.053速效氮aN0.368-0.356坡度Slop0.064-0.552坡向Asp-0.036-0.487特征值Eigenvalues 0.7750.001物種—環(huán)境相關(guān)性Species-environment correlations0.8810.824累計(jì)物種—環(huán)境關(guān)系方差的累積百分比Cumulative percentage variance of species-environment relation(%)89.990.0總特征值Sum of all eigenvalues1

環(huán)境因子與蒙古沙冬青群落物種多樣性間解釋量(表3)，在第一軸上為89.9%，在第二軸上為90.0%；可以看出環(huán)境因子與RDA排序第一軸和坡向呈負(fù)相關(guān)，其余均為正相關(guān)。根據(jù)RDA結(jié)果按數(shù)值大小排序，第一軸：土壤水分(0.845)>土壤有機(jī)質(zhì)(0.717)>速效磷(0.525)>速效氮(0.368)>速效鉀(0.163)>海拔(0.093)>坡度(0.064)>坡向(0.036)；第二軸：坡度(0.552)>坡向(0.487)>海拔(0.423)>速效氮(0.356)>有機(jī)質(zhì)(0.310)>速效鉀(0.254)>土壤水分(0.053)>速效磷(0.049)；與第一軸相關(guān)性密切的環(huán)境因子是土壤水分和有機(jī)質(zhì)，而與第二軸相關(guān)性比較密切的環(huán)境因子是坡度和坡向。

通過(guò)SPSS 22.0對(duì)蒙古沙冬青群落物種多樣性與環(huán)境因子進(jìn)行相關(guān)性分析(表4)，得到結(jié)果基本與RDA排序圖基本一致；土壤水分、有機(jī)質(zhì)與物種豐富度呈極顯著相關(guān)；土壤水分和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)呈顯著相關(guān)；土壤水分和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)呈顯著相關(guān)；坡度和Simpson多樣性指數(shù)、坡向和Pielou均勻度指數(shù)呈顯著相關(guān)。

表4 蒙古沙冬青群落生物多樣性與環(huán)境因子關(guān)系

注：**極顯著，*顯著

Note:**was lextremely significant,*was significant

綜合分析可知影響蒙古沙冬青群落物種多樣性的主要環(huán)境因子是土壤水分、有機(jī)質(zhì)、坡度和坡向，其他環(huán)境因子對(duì)蒙古沙冬青群落物種多樣性也有較小影響。

3 討論

3.1 蒙古沙冬青植物群落組成特征分析

通過(guò)野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，蒙古沙冬青多生長(zhǎng)在向陽(yáng)的河灘沙地、沖擊平原、砂礫土、固定和半固定沙丘上，陰坡、半陰坡和其它土壤類(lèi)型見(jiàn)之較少；蒙古沙冬青生長(zhǎng)地根系有眾多枯枝爛葉的積累，水分含量較多，而石礫山坡高處卻很少見(jiàn)[19～22]；所調(diào)查的17個(gè)樣地共記錄種子植物21科50屬70種，比《內(nèi)蒙古植被》記錄的蒙古沙冬青群落科的總數(shù)少2種，可能與調(diào)查時(shí)間及范圍的不同有關(guān)；蒙古沙冬青群落主要由藜科、禾本科、豆科、菊科和蒺藜科組成，其他科屬占比較少，且以旱生、超旱生植物為主，區(qū)系地理成分以溫帶分布、地中海、西亞至中亞分布為主，反映其對(duì)于干旱荒漠環(huán)境的適應(yīng)；由于水分和有機(jī)質(zhì)的限制，使得蒙古沙冬青群落物種多樣性較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，優(yōu)勢(shì)科占總科數(shù)比例較小，灌木層優(yōu)勢(shì)種僅包含蒙古沙冬青、霸王、白刺、檸條錦雞兒等，草本層優(yōu)勢(shì)種主要是豬毛蒿、阿爾泰狗娃花、堿蓬、沙蔥和黃花蒿等。蒙古沙冬青群落結(jié)構(gòu)與新疆沙冬青群落結(jié)構(gòu)相比，共有的科、屬相似性較大，而共有的種很少，這表明兩個(gè)物種群落系數(shù)差異不大，而可能是由于生境的不同，才導(dǎo)致種的組成差異較大。

3.2 蒙古沙冬青植物群落分布與環(huán)境因子的關(guān)系

利用RDA分析物種多樣性—環(huán)境數(shù)據(jù)，以及第一、二排序軸相關(guān)性、累計(jì)解釋量，發(fā)現(xiàn)環(huán)境與物種多樣性間呈現(xiàn)顯著相關(guān)(P<0.05)，表明環(huán)境因子對(duì)蒙古沙冬青群落物種多樣性影響較大，蒙古沙冬青群落物種多樣性受氣候、土壤和海拔環(huán)境因素交互影響較大。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)水分和有機(jī)質(zhì)是影響蒙古沙冬青群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因子，隨著土壤含水量和有機(jī)質(zhì)的增加，蒙古沙冬青群落物種豐富度也隨之增加，這與眾多學(xué)者研究結(jié)果基本一致[23～24]；坡度、坡向?qū)γ晒派扯嗳郝涞亩鄻有越M成及分布也存在一定影響，坡度及坡向是通過(guò)改變植物生長(zhǎng)的微地形環(huán)境來(lái)影響植物群落的結(jié)構(gòu)，蒙古沙冬青群落多分布在向陽(yáng)的河灘沙地、沖擊平原、砂礫土、固定和半固定沙丘上，而陰坡、半陰坡石礫山坡高處分布較少，這也反映出蒙古沙冬青強(qiáng)旱生植物的特性；坡度大的蒙古沙冬青群落物種豐富度較坡度小的低，其可能原因在于坡度大的多為石礫山坡類(lèi)型，光強(qiáng)不足且光照時(shí)間短；隨著海拔的升高，降雨量隨之加大，但同時(shí)蒸發(fā)量也相應(yīng)增大，土壤礦物質(zhì)及有機(jī)質(zhì)卻更加貧乏，因此蒙古沙冬青群落物種多樣性呈逐漸下降趨勢(shì)。另外，人為因素也是致使蒙古沙冬青群落物種多樣性較低的重要原因之一，其群落受破壞后，地下生物量的減少，導(dǎo)致土壤水分、有機(jī)質(zhì)及有效肥力大量流失，使得群落物種多樣性大大降低。

3.3 蒙古沙冬青群落保護(hù)的建議

蒙古沙冬青生存環(huán)境面臨著種群衰退、分布面積縮減等諸多嚴(yán)峻問(wèn)題，這些問(wèn)題與氣候變化等因素、人類(lèi)的破壞以及牲畜的活動(dòng)有關(guān)[25]。建議對(duì)孑遺植物蒙古沙冬青群落加強(qiáng)保護(hù)，就地建立蒙古沙冬青群落保護(hù)區(qū)，為蒙古沙冬青營(yíng)造一個(gè)良好的自然生存環(huán)境，保證物種的持續(xù)繁衍。另外，還應(yīng)加強(qiáng)人工培育，擴(kuò)大其分布面積，使蒙古沙冬青這一珍貴的孑遺種能夠得以生存和繁衍，并加以利用。