李志娟,李素清
(1. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院,山西 太原 030031;2. 山西大學(xué) 黃土高原研究所,山西 太原 030006)
種間關(guān)系和生態(tài)位是植物群落重要的數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征之一,其中種間關(guān)系是指物種間相互吸引或排斥的性質(zhì),包括種間關(guān)聯(lián)性與相關(guān)性兩方面[1]。生態(tài)位是指物種在群落中利用資源的能力,包括生態(tài)位寬度與重疊兩方面[1,2]。對(duì)植物群落種間關(guān)系和生態(tài)位的研究,有助于揭示群落中物種共存、種間相互作用等生態(tài)過(guò)程[3],正確認(rèn)識(shí)植物群落的結(jié)構(gòu)、功能和演替動(dòng)態(tài),為植被的經(jīng)營(yíng)管理、物種資源保護(hù)和持續(xù)利用提供理論依據(jù)[1]。自20 世紀(jì)70 年代末以來(lái),種間關(guān)系與生態(tài)位研究方法已被廣泛應(yīng)用于我國(guó)森林[4,5]、灌叢[6]、草地[7]、濕地[8]、苔蘚[9]等群落研究中,但關(guān)于萱草種間關(guān)系與生態(tài)位的研究欠缺。
萱草(Hemerocallisspp.)是阿?;疲ˋspho?delaceae)萱草亞科(Hemerocallidoideae)萱草屬(HemerocallisL.)多年生宿根草本植物的統(tǒng)稱[10]。全世界萱草屬植物約14 種,主要分布在東亞至俄羅斯西伯利亞地區(qū)[11,12]。萱草花期長(zhǎng)、耐旱、耐寒、耐貧瘠、生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)[13],是一種重要的園林地被植物和藥食同源植物,應(yīng)用前景廣闊[14]。我國(guó)是世界萱草屬種質(zhì)的自然分布中心,原產(chǎn)11 種[11]。其中,黃花菜,又名金針菜,原產(chǎn)中國(guó),在河北、山西、山東和秦嶺以南各地均有分布,花蕾為著名的“黃花菜”,可供食用[15];北萱草原產(chǎn)中國(guó)、俄羅斯和日本,在我國(guó)陜西、山西、甘肅、寧夏等地均有分布,生長(zhǎng)在海拔500~2 500 m 的山坡、山頂或崖頂,也見(jiàn)于石礫地、雜草叢、路邊、林下或林緣[16]。萱草在我國(guó)觀賞栽培歷史悠久,素有“母親花”之譽(yù)[10]。盡管我國(guó)萱草野生種質(zhì)資源豐富,但目前野生萱草資源產(chǎn)業(yè)化率低,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種極度缺乏[17],以種群為單位對(duì)萱草屬植物進(jìn)行的研究欠缺[18]。因此,開(kāi)展野生萱草群落優(yōu)勢(shì)種種間關(guān)系與生態(tài)位研究,對(duì)篩選、培育生態(tài)適應(yīng)性優(yōu)良的野生萱草,促進(jìn)萱草產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有重要參考價(jià)值。
山西省黎城縣是我國(guó)野生萱草的主要分布區(qū)之一,目前對(duì)該縣野生萱草的研究主要集中在染色體數(shù)鑒定與核型分析[19]、萱草花芽分化過(guò)程中外部形態(tài)及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)特征等方面[20],關(guān)于野生萱草群落優(yōu)勢(shì)種種間關(guān)系與生態(tài)位的相關(guān)研究未見(jiàn)報(bào)道?;诖耍狙芯客ㄟ^(guò)總體關(guān)聯(lián)性、M. Gor?don 穩(wěn)定性、種間聯(lián)結(jié)性與相關(guān)性、生態(tài)位寬度和重疊測(cè)定方法,對(duì)分布于海拔1 070~1 530 m 的黎城野生萱草群落優(yōu)勢(shì)種種間關(guān)系與生態(tài)位進(jìn)行分析,揭示其優(yōu)勢(shì)種的種間關(guān)系與生態(tài)位特征,旨在為該縣野生萱草種質(zhì)資源開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。
黎城縣位于山西省東南部的太行山中南段(113°11′~113°35′E,36°23′~36°53′N),地形總趨勢(shì)西北多山,東部丘陵,中南部地勢(shì)較平坦,海拔600~1 500 m。為暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候,年均溫11. 5 ℃,年均降水量600 mm,無(wú)霜期約200 d,地帶性土壤類型主要為褐土。地帶性植被的代表種主要有油松(Pinus tabuliformis)、遼東櫟(Quercus liaotungensis)、山楊(Populus davidiana)、野皂角(Cassia mimosoides)、白刺花(Sophora da?vidii)、白羊草(Bothriochloa ischaemum)等[21]。
1. 2. 1 植物樣方調(diào)查
在山西省黎城縣西北部洪井鄉(xiāng)南峧一帶(113°15′~113°18′E,36°34′~36°38′N)的太行山東麓野生萱草分布區(qū)坡度3°~70°、海拔1 070~1 530 m之間[19],根據(jù)海拔高度隨機(jī)設(shè)置1 m×1 m 的草本樣方。調(diào)查每個(gè)樣方中野生萱草群落植物種的名稱、蓋度和高度,并記錄樣方的坡度、坡向等環(huán)境因子,同時(shí)采用手持GPS 儀測(cè)定每個(gè)樣方的經(jīng)緯度、海拔高度,共計(jì)72 個(gè)樣方,統(tǒng)計(jì)72 個(gè)草本植物種。依據(jù)各物種在群落中的重要值及頻率[1],得到野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種(表1),形成72×14 的優(yōu)勢(shì)種重要值數(shù)據(jù)矩陣,進(jìn)行種間關(guān)系與生態(tài)位分析。
表1 黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的特征[22,23]Table 1 Characteristics of 14 dominant species in the wild Hemerocallis spp. community in Licheng County
1. 2. 2 總體關(guān)聯(lián)性測(cè)定
將72×14 的優(yōu)勢(shì)種重要值數(shù)據(jù)矩陣轉(zhuǎn)化為0、1 形式的二元數(shù)據(jù)矩陣,采用D. Schluter 提出的方差比率法(VR)測(cè)定群落整體關(guān)聯(lián)性,用W值檢驗(yàn)關(guān)聯(lián)顯著程度,若VR>1 則物種總體呈正關(guān)聯(lián),VR<1 則物種總體呈負(fù)關(guān)聯(lián)[24]。 采用統(tǒng)計(jì)量W(VR×N)檢驗(yàn)VR偏離1 是否顯著,若W≤χ20.95N或W≥χ20.05N,則種間總體關(guān)聯(lián)顯著(P<0. 05)[1]。
1. 2. 3 群落穩(wěn)定性測(cè)定
采用M. Gordon 穩(wěn)定性測(cè)定方法,估測(cè)群落的穩(wěn)定性[25,26]。
1. 2. 4 種間關(guān)聯(lián)性測(cè)定
采用72×14 的0、1 形式的二元數(shù)據(jù)矩陣,進(jìn)行χ2檢驗(yàn)[1]。
1. 2. 5 種間相關(guān)性測(cè)定
采用72×14 的優(yōu)勢(shì)種重要值矩陣,計(jì)算Pear?son 相關(guān)系數(shù)和Spearman 秩相關(guān)系數(shù)[1]。
1. 2. 6 生態(tài)種組的判別
采用Spearman 秩相關(guān)系數(shù)進(jìn)行聚類分析,劃分生態(tài)種組[1,27]。
1. 2. 7 生態(tài)位寬度和重疊測(cè)定
采用Shannon-Wiener 指數(shù)、Pianka 指數(shù)[13],計(jì)算優(yōu)勢(shì)種的生態(tài)位寬度和重疊值。
1. 2. 8 生態(tài)位相似性指數(shù)測(cè)定
采用Schoener 生態(tài)位相似性指數(shù)(Cik),計(jì)算優(yōu)勢(shì)種的生態(tài)位相似性指數(shù)[6]。
采用Excel 2010 進(jìn)行重要值、方差比率、群落穩(wěn)定性、生態(tài)位相似性、寬度和重疊等數(shù)據(jù)計(jì)算與制圖;采用SPSS 20. 0 軟件進(jìn)行χ2檢驗(yàn)、Pearson 相關(guān)和Spearman 秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)、聚類分析和回歸分析[28,29]。
從黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種總體關(guān)聯(lián)性檢驗(yàn)可知,總體關(guān)聯(lián)性方差比率VR=0. 664<1,計(jì)算統(tǒng)計(jì)量W=47. 790,查表得出χ20.95(72)=52. 600,χ20.05(72)=91. 670,W<χ20.95(72),VR值偏離1顯著,說(shuō)明黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種總體呈顯著負(fù)關(guān)聯(lián)(P<0. 01)(表2)。從M. Gordon 穩(wěn)定性測(cè)定可知,該野生萱草群落穩(wěn)定性曲線類型為y=-0. 009 2x2+1. 703 7x+19. 586,R2=0. 986 6(P<0. 001),其表征群落穩(wěn)定性的交點(diǎn)坐標(biāo)比值為34/66,距離坐標(biāo)20/80 有一定的距離,說(shuō)明該野生萱草群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定(圖1)。
表2 黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種總體關(guān)聯(lián)性檢驗(yàn)Table 2 Overall interspecific association of 14 dominant species in the wild Hemerocallis spp. community in Licheng County
圖1 黎城野生萱草群落的穩(wěn)定性測(cè)定圖Fig.1 Stability diagram of the wild Hemerocallis spp. com?munity in Licheng County
從14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的χ2檢驗(yàn)半矩陣圖(圖2)可知,91 個(gè)種對(duì)中呈正關(guān)聯(lián)(34 對(duì))、負(fù)關(guān)聯(lián)的種對(duì)(57對(duì))分別占總對(duì)數(shù)的37. 4% 和62. 6%,正負(fù)關(guān)聯(lián)比(0. 60)小于1,其中呈極顯著、顯著正關(guān)聯(lián)的種對(duì)(4 對(duì))占總對(duì)數(shù)的4. 4%,包括賴草(L. calinus)(Ls)與細(xì)葉苔草(C. rigescens)(Cr)/鐵桿蒿(A.gmelinii)(Ag)、乳漿大戟(E. Esula)(Ee)與鵝耳櫪幼苗(C. turczaninowii)(Ct)、北萱草(H. escu?lenta)(He)與狗尾草(S. viridis)(Sv);呈極顯著、顯著負(fù)關(guān)聯(lián)的種對(duì)(5 對(duì))占總對(duì)數(shù)的5. 5%,包括黃花菜(H. citrina)(Hc)與北萱草/狗尾草(Sv)、賴草(Ls)與鵝耳櫪幼苗(Ct)、細(xì)葉苔草(Cr)與艾蒿(A. argyi)(Aa)、艾蒿(Aa)與野艾蒿(A. lavan?dulaefolia)(Al)??傮w上看,91 個(gè)種對(duì)中呈極顯著和顯著關(guān)聯(lián)的種對(duì)數(shù)少(9 對(duì)),91. 1% 的種對(duì)種間關(guān)聯(lián)未達(dá)到顯著程度,說(shuō)明黎城野生萱草群落優(yōu)勢(shì)種種間關(guān)聯(lián)不緊密。
圖2 14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的χ2檢驗(yàn)半矩陣圖Fig.2 Semi-matrix of χ2-test for 14 dominant species
從Pearson 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)可知(表3),91 個(gè)種對(duì)中呈正關(guān)聯(lián)(19 對(duì))、負(fù)關(guān)聯(lián)的種對(duì)(72 對(duì))分別占總對(duì)數(shù)的20. 9% 和79. 1%,正負(fù)關(guān)聯(lián)比(0. 26)小于1,其中呈極顯著、顯著正關(guān)聯(lián)的種對(duì)(7 對(duì))占總對(duì)數(shù)的6. 4%,包括北萱草(He)與龍芽草(A.pilosa)(Ap)、賴草(Ls)與乳漿大戟(Ee)/鵝耳櫪幼苗(Ct)、茵陳蒿(A. capillaris)(Ac)與連翹幼苗(F. suspense)(Fs)、乳漿大戟(Ee)與鵝耳櫪幼苗(Ct)、黃花菜(Hc)與艾蒿(Aa)、北萱草(He)與狗尾草(Sv);呈極顯著、顯著負(fù)相關(guān)種對(duì)有3 對(duì),占總對(duì)數(shù)的11. 5%,包括黃花菜(Hc)與北萱草(He)/狗尾草鵝耳櫪幼苗(Ct)、北萱草(He)與細(xì)葉苔草(Cr)。91 個(gè)種對(duì)中呈極顯著和顯著關(guān)聯(lián)的種對(duì)少(10 對(duì)),89. 0% 的種對(duì)間關(guān)聯(lián)程度不顯著,表明黎城野生萱草群落優(yōu)勢(shì)種種間關(guān)系松散,該結(jié)果與χ2檢驗(yàn)結(jié)果一致。
從Spearman 秩相關(guān)檢驗(yàn)可知(表3),91 個(gè)種對(duì)中呈正關(guān)聯(lián)的23 對(duì),負(fù)關(guān)聯(lián)的68 對(duì),分別占總對(duì)數(shù)的25. 3% 和占74. 7%,正負(fù)關(guān)聯(lián)比(0. 34)小于1,其中呈極顯著、顯著正關(guān)聯(lián)的有9 對(duì),占總對(duì)數(shù)的9. 9%,包括賴草(Ls)與乳漿大戟(Ee)/鵝耳櫪幼苗(Ct)、乳漿大戟(Ee)與鵝耳櫪幼苗(Ct)、北萱草(He)與龍芽草(Ap)/狗尾草(Sv)、細(xì)葉苔草(Cr)與鐵桿蒿(Ag)、茵陳蒿(Ac)與連翹幼苗(Fs)、皺葉酸模(Rumex crispus)(Rc)與狗尾草(Sv);呈極顯著、顯著負(fù)關(guān)聯(lián)的有7 對(duì),占總對(duì)數(shù)的7. 7%,包括黃花菜(Hc)與北萱草(He)/鐵桿蒿(Ag)/狗尾草(Sv)、賴草(Ls)與細(xì)葉苔草(Cr)、細(xì)葉苔草(Cr)與艾蒿(Aa)、艾蒿(Aa)與野艾蒿(Al)、野艾蒿(Al)與鵝耳櫪幼苗(Ct),表明91 個(gè)種對(duì)中呈極顯著和顯著關(guān)聯(lián)的種對(duì)少(16 對(duì)),82. 4% 的種對(duì)間關(guān)聯(lián)程度不顯著,優(yōu)勢(shì)種種間聯(lián)結(jié)松散,該結(jié)果與χ2檢驗(yàn)和Pearson 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果一致。
表3 14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的Pearson 相關(guān)和Spearman 秩相關(guān)系數(shù)Table 3 Pearson’s correlationand Spearman’s rank coefficients of 14 dominant species
生態(tài)種組劃分有助于更深入的分析群落的結(jié)構(gòu)和功能[1,6],同一組內(nèi)的植物種,具有較大的關(guān)聯(lián)性和相關(guān)性,在適應(yīng)環(huán)境、資源利用能力等方面具有一致性[1]。采用Spearman 秩相關(guān)系進(jìn)行平均聯(lián)結(jié)(組內(nèi)部)聚類[6,27,30],并綜合物種的生態(tài)習(xí)性及分布生境,以顯著負(fù)相關(guān)性作為劃分種組的界限[7],可將黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種劃分為2個(gè)生態(tài)種組(圖3),導(dǎo)致其生態(tài)種組分化的主要原因與物種的生物學(xué)特性和生態(tài)習(xí)性差異有關(guān)[6,18]。
圖3 14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的Spearman 秩相關(guān)系數(shù)聚類圖Fig.3 Clustering diagram of Spearman’s rank correlation coeffi?cients of 14 dominant species
Ⅰ黃花菜種組:由野生黃花菜(Hc)、細(xì)葉苔草(Cr)、艾蒿(Aa)、野艾蒿(Al)、茵陳蒿(Ac)、鐵桿蒿(Ag)、皺葉酸模(Rc)、連翹幼苗(Fs)和狗尾草(Sv)組成,該種組優(yōu)勢(shì)種由旱生、中旱生到中生植物組成(表1),對(duì)水分的要求不高,能在較干旱的條件下生長(zhǎng),建群種野生黃花菜屬夜間開(kāi)花的類群[18],地上生物量大,耐旱、耐貧瘠,生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng),分布范圍廣,從海拔1 070 m 的山麓地帶到1530 m 山地東坡、東北坡均可生長(zhǎng)。
Ⅱ北萱草種組:由野生北萱草(He)、龍芽草(Ap)、賴草(Ls)、乳漿大戟(Ee)和鵝耳櫪幼苗(Ct)組成(表1),該種組優(yōu)勢(shì)種以中生植物為主,對(duì)水分的要求較高,建群種野生北萱草屬白天開(kāi)花的類群[18],主要分布海拔1 070~1 530 m 的山地東北坡土層較厚、土壤水分含量較高的林緣下,地上生物量與個(gè)體數(shù)量比黃花菜小。
從表4 可知,黎城野生萱草群落生態(tài)位寬度值最大的優(yōu)勢(shì)種為黃花菜(3. 851),其次為細(xì)葉苔草(3. 056)、野艾蒿(2. 983)、北萱草(2. 882)、乳漿大戟(2. 253)、鐵桿蒿(2. 179)等;生態(tài)位重疊值≥0. 3 的種對(duì)(7 對(duì))占總對(duì)數(shù)的7. 69%,其中黃花菜與細(xì)葉苔草(0. 443)/艾蒿(0. 361)、北萱草與龍芽草(0. 415)、乳漿大戟與鵝耳櫪幼苗(0. 414)種對(duì)的生態(tài)位重疊較高,而黃花菜和北萱草的生態(tài)位重疊較低(0. 028),說(shuō)明在黎城野生萱草群落中,黃花菜與細(xì)葉苔草/艾蒿、北萱草與龍芽草種對(duì)占據(jù)的生態(tài)空間資源相近,建群種黃花菜和北萱草的生態(tài)位寬度較大,生態(tài)適應(yīng)性均較強(qiáng),但二者占據(jù)的生態(tài)空間資源不同,對(duì)環(huán)境有不同的反應(yīng)[31]。
表4 14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的生態(tài)位寬度和重疊Table 4 Niche breathes and overlaps of 14 dominant species
從表5 可知,黎城野生萱草群落生態(tài)位相似性(Cik)介于0~0. 354 之間,Cik最大的賴草和乳漿大戟(0. 354),Cik>0. 3 以上的種對(duì)(3 對(duì))占3. 30%,介于0. 2<Cik≤0. 3 的種對(duì)(6 對(duì))占6. 59%,0. 1<Cik≤0. 2 的種對(duì)(14 對(duì))占15. 38%,0. 01<Cik≤0. 1 的種對(duì)(30 對(duì))占32. 97%,Cik為0 的種對(duì)(38對(duì))占41. 76%。生態(tài)位寬度和重疊值最大的優(yōu)勢(shì)種黃花菜和細(xì)葉苔草的生態(tài)位相似性達(dá)0. 337,而生態(tài)位寬度較窄的皺葉酸模和茵陳蒿的生態(tài)位相似性和重疊值為0,說(shuō)明生態(tài)位相似性與生態(tài)位寬度和重疊有一定關(guān)聯(lián)。黃花菜和北萱草的生態(tài)位相似性較?。?. 047),說(shuō)明二者對(duì)環(huán)境資源的需求不同[28],該結(jié)果與生態(tài)種組劃分結(jié)果及生態(tài)位寬度和重疊結(jié)果一致。
表5 14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的生態(tài)位相似性Table 5 Niche similarity of 14 dominant species
從表6 可知,黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的種間關(guān)聯(lián)性檢驗(yàn)(χ2檢驗(yàn))與相關(guān)性檢驗(yàn)(Pear?son 相關(guān)系數(shù)和Spearman 秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn))結(jié)果一致,且Spearman 秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)中呈顯著關(guān)聯(lián)的種對(duì)數(shù)(16 對(duì))比χ2檢驗(yàn)(9 對(duì))、Pearson 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)(10 對(duì))的多,說(shuō)明Spearman 秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)靈敏度高,可更準(zhǔn)確反映種間關(guān)系,這與簡(jiǎn)敏菲對(duì)九連山常綠闊葉林喬木優(yōu)勢(shì)種群的種間關(guān)聯(lián)性分析的結(jié)果一致[27]。3 種檢驗(yàn)的正負(fù)種對(duì)間關(guān)聯(lián)比均小于1,且80% 以上優(yōu)勢(shì)種對(duì)間的關(guān)聯(lián)程度未達(dá)到顯著水平,說(shuō)明黎城野生萱草群落整體關(guān)聯(lián)性不緊密,群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定(表2,圖1),易受外界干擾而發(fā)生波動(dòng)。
表6 14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的χ2檢驗(yàn)、Pearson 相關(guān)檢驗(yàn)和Spearman 秩相關(guān)檢驗(yàn)比較Table 6 The χ2?test,Pearson’s correlation coefficients and Spearman’s rank correlation coefficients of 14 dominant species
張金屯研究表明,同一生態(tài)種組內(nèi)植物種在環(huán)境適應(yīng)、資源利用等方面相對(duì)一致,而組間則表現(xiàn)出明顯的差異性[1]。本研究中,Spearman 秩相關(guān)系數(shù)聚類將黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種劃分為以建群種黃花菜、北萱草為主的2 個(gè)生態(tài)種組,從種間關(guān)系看,同一生態(tài)種組內(nèi)優(yōu)勢(shì)種間多呈正相關(guān),而組間呈顯著負(fù)相關(guān)。特別是建群種黃花菜與北萱草種對(duì)間χ2檢驗(yàn)、Pearson 相關(guān)和Spear?man 秩相關(guān)系數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0. 01),說(shuō)明二者的生物學(xué)特性不同,彼此對(duì)環(huán)境有不同的反應(yīng),或具有相互分離的生態(tài)位。這驗(yàn)證了王孝安等“物種間負(fù)相關(guān),是因?yàn)樗鼈儗?duì)環(huán)境具有不同的生態(tài)適應(yīng)性和相互分離的生態(tài)位所致”的研究結(jié)果[31]。
從生態(tài)位寬度和重疊值看,建群種黃花菜生態(tài)位寬度值大于北萱草,說(shuō)明黃花菜的生態(tài)適應(yīng)性和資源競(jìng)爭(zhēng)能力比北萱草強(qiáng)。同時(shí),黃花菜和北萱草的生態(tài)位重疊較低,說(shuō)明二者的生物學(xué)屬性與生態(tài)習(xí)性不同,分屬于不同的生態(tài)種組,這與生態(tài)種組劃分的結(jié)果一致。
從種間關(guān)系與生態(tài)位重疊和生態(tài)位相似性值的回歸分析看,黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的Pearson 相關(guān)系數(shù)、Spearman 秩相關(guān)系數(shù)與和生態(tài)位相似性生態(tài)位重疊值之間均呈極顯著正相關(guān)(P<0. 001),說(shuō)明種間正相關(guān)越強(qiáng),其生態(tài)位相似性和生態(tài)位重疊程度越大;反之,種間負(fù)相關(guān)越強(qiáng),其生態(tài)位相似性和生態(tài)位重疊程度越?。▓D4)。該結(jié)論已在許多有關(guān)種間關(guān)系與生態(tài)位的研究中得到證實(shí)[6,32]。本研究中,建群種黃花菜與北萱草種的χ2檢驗(yàn)、Pearson 相關(guān)檢驗(yàn)和Spearman 秩相關(guān)檢驗(yàn)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0. 01),二者的生態(tài)位重疊較低(0. 028);而賴草與鵝耳櫪幼苗呈極顯著正相關(guān)(P<0. 01),二者的生態(tài)位重疊較大(0. 414),與郭志華等對(duì)廬山常綠闊葉、落葉闊葉林混交林喬木種群種間聯(lián)結(jié)性研究結(jié)論一致[33]。
圖4 14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種的相關(guān)系數(shù)與生態(tài)位重疊指數(shù)的回歸分析Fig.4 Regression analysis between correlation coefficient and niche overlap index of 14 dominant species
陳旭研究表明,“種對(duì)間的負(fù)相關(guān)成因比較復(fù)雜,由生境差異導(dǎo)致的負(fù)相關(guān),種對(duì)間的生態(tài)位重疊程度較低,而由資源競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的負(fù)相關(guān),種對(duì)間的生態(tài)位重疊程度較高”[34]。這一結(jié)論已在劉潤(rùn)紅等關(guān)于桂林巖溶石山青岡群落灌木層主要物種生態(tài)位與種間聯(lián)結(jié)種間關(guān)系與生態(tài)位的研究中得到證實(shí)[6,32]。據(jù)此,綜合本研究結(jié)果“黃花菜與北萱草種對(duì)間3 種相關(guān)系數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0. 01),二者占據(jù)不同的生態(tài)位,且生態(tài)位重疊較低(0. 028)和生態(tài)位相似性較?。?. 047)”,可推斷出黃花菜與北萱草種對(duì)間負(fù)相關(guān)是由于由生境差異導(dǎo)致的。這一結(jié)論與本研究在黎城進(jìn)行野生萱草群落植被調(diào)查的實(shí)際相符。
任毅等關(guān)于萱草屬種質(zhì)資源多樣性的研究表明,萱草屬分為晝、夜開(kāi)花2 種類型,其中夜間開(kāi)花的黃花菜是進(jìn)化類群,而白天開(kāi)花的北萱草進(jìn)化程度不高[18]。賈賀燕等關(guān)于晝夜開(kāi)花萱草雜交后代花朵開(kāi)閉時(shí)間的研究表明,白天開(kāi)花萱草主要以蝶類、蜂類為蟲(chóng)媒,而傍晚開(kāi)花萱草主要以蛾類為蟲(chóng)媒,二者的主要傳粉生物及其相關(guān)生物學(xué)特性不同[35],該結(jié)論與本研究中野生萱草群落生態(tài)種組劃分為2 組及導(dǎo)致其生態(tài)種組分化的主要原因與黃花菜和北萱草的生物學(xué)特性和生態(tài)習(xí)性不同有關(guān)的結(jié)果一致。
(1)山西黎城野生萱草群落14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種總體呈顯著負(fù)關(guān)聯(lián),二者主要分布于海拔1 070~1 530 m的中低山和山麓地帶,受旅游、放牧等人為干擾影響較大,群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,應(yīng)加強(qiáng)野生萱草種質(zhì)資源的科學(xué)保護(hù)。
(2)91 個(gè)種對(duì)的χ2檢驗(yàn)、Pearson 相關(guān)和Spear?man 秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)正負(fù)關(guān)聯(lián)比均小于1,多數(shù)種間關(guān)系不緊密。但建群種黃花菜與北萱草種之間呈極顯著負(fù)相關(guān),二者生態(tài)位寬度較大是生態(tài)適應(yīng)性優(yōu)良的野生萱草種質(zhì)資源。
(3)14 個(gè)優(yōu)勢(shì)種可劃分為以夜晚開(kāi)花的黃花菜和白天開(kāi)花的北萱草為建群種的2 個(gè)生態(tài)種組。黃花菜生態(tài)位寬度值大于北萱草,但二者的生態(tài)位重疊值和生態(tài)位相似性較低,表明二者生態(tài)習(xí)性和生境不同,黎城野生黃花菜的生態(tài)適應(yīng)能力比北萱草強(qiáng)。在未來(lái)引種種植中,二者適宜單種。