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        河西走廊黑果枸杞群落植物生態(tài)位特征研究

        2022-09-21 03:08:14張芝萍李得祿
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年17期
        關(guān)鍵詞:物種植物資源

        張芝萍,李得祿

        (1.甘肅省臨澤荒漠生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站,甘肅省治沙研究所,甘肅蘭州 730070;2.甘肅省荒漠化與風(fēng)沙災(zāi)害防治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省治沙研究所,甘肅蘭州 730070)

        生態(tài)位是生態(tài)學(xué)中的一個(gè)重要概念,在種間關(guān)系、群落結(jié)構(gòu)、物種多樣性及群落演替研究中已被廣泛應(yīng)用。起初生態(tài)位被較多地應(yīng)用于熱帶亞熱帶植被、天然林等群落及種群的研究,近年來(lái)關(guān)于干旱半干旱區(qū)荒漠植物群落生態(tài)位方面的研究逐漸增多,生態(tài)位已成為研究荒漠植物物種多樣性、種間聯(lián)結(jié)性、種群進(jìn)化及群落演替等方面的重要方法和途徑。

        黑果枸杞()屬茄科枸杞屬,灌木,具有極強(qiáng)的耐鹽、耐干旱、耐寒特性,多喜生于鹽堿荒地、鹽化沙地、河湖沿岸、渠路兩旁、河灘等各種鹽漬化土壤中。在我國(guó)黑果枸杞主要分布在陜西北部、寧夏、甘肅、青海、新疆和西藏;在河西走廊主要分布在酒泉、金塔、民勤等鹽堿地上;國(guó)外在中亞、高加索、歐洲也有分布。黑果枸杞是一種典型的鹽生植物,集經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值于一體。在保護(hù)干旱荒漠區(qū)生態(tài)環(huán)境的同時(shí),對(duì)促進(jìn)地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了積極的作用,但是近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的急劇增加,濫采亂伐導(dǎo)致黑果枸杞野生資源破壞嚴(yán)重,加之分布區(qū)生態(tài)環(huán)境不斷惡化,黑果枸杞退化嚴(yán)重,甚至成片死亡,天然分布區(qū)面積逐漸縮小,黑果枸杞的種群生存面臨著很大威脅,急需加強(qiáng)保護(hù)。以往的研究主要集中在黑果枸杞種子育苗及組培繁育、生理生態(tài)特征、藥用成分分析、人工栽培技術(shù)等方面,對(duì)不同生境黑果枸杞群落生態(tài)位方面的研究較少。該研究以河西走廊黑果枸杞為研究對(duì)象,探討植物生態(tài)位特征,以期明確黑果枸杞群落中植物對(duì)環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性,為黑果枸杞群落的保護(hù)、恢復(fù)和合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        在民勤、瓜州、玉門及金塔縣共選擇了10個(gè)樣地,每個(gè)樣地大小均為100 m×100 m,每個(gè)樣地四周和中心位置各布設(shè)1個(gè)10 m×10 m的灌木觀測(cè)樣方,共5個(gè);草本在每個(gè)小樣方4個(gè)角和中心各設(shè)置1個(gè)1 m×1 m的草本樣方,用于草本植物調(diào)查。野外調(diào)查于2018年9月底進(jìn)行,對(duì)樣地內(nèi)的優(yōu)勢(shì)種每株都進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定指標(biāo)包括高度、冠幅、新梢生長(zhǎng)量等;草本植物統(tǒng)計(jì)數(shù)量后,隨機(jī)抽取5株測(cè)定高度、冠幅即可。同時(shí)記錄地貌狀況等環(huán)境因子等指標(biāo)。調(diào)查生境條件見(jiàn)表1。

        表1 河西走廊黑果枸杞群落樣地基本概況Table 1 The basic situation of different habitats in Hexi corridor

        依據(jù)張林靜等對(duì)荒漠綠洲過(guò)渡帶植物不同生態(tài)位測(cè)定方法的研究結(jié)果的數(shù)量特征,以樣方數(shù)作為資源級(jí)數(shù)目,來(lái)計(jì)算黑果枸杞群落中各物種的生態(tài)位結(jié)構(gòu)特征,生態(tài)位寬度采用Simpson生態(tài)位寬度指數(shù)進(jìn)行測(cè)定,生態(tài)位重疊度采用Pianka生態(tài)位重疊指數(shù)進(jìn)行測(cè)定。

        重要值=(相對(duì)頻度+相對(duì)密度+相對(duì)蓋度+相對(duì)高度)/4

        (1)

        (2)

        (3)

        式中,為生態(tài)位寬度;為物種與物種的生態(tài)位重疊度;為物種在資源級(jí)上的重要值占所有全部資源位上重要值的比例;為物種在資源級(jí)上的重要值占所有全部資源位上重要值的比例;為樣方數(shù)。

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)算結(jié)果均為5個(gè)樣方數(shù)據(jù)平均值。

        2 結(jié)果與分析

        植被重要值在一定程度上反映了該物種在群落中地位和作用,植被的重要值越大說(shuō)明該植被在群落中的優(yōu)勢(shì)度越明顯。在黑果枸杞的不同樣地中,每個(gè)植物的重要值見(jiàn)表2。由表2可知,重要值之和位于前3位的是黑果枸杞、蘆葦和鹽爪爪,重要值分別為 1 277.42、232.96和231.71,表明黑果枸杞、蘆葦和鹽爪爪在黑果枸杞群落中具有很大的優(yōu)勢(shì)和作用,同時(shí)白刺、駱駝刺、細(xì)葉駱駝蓬和黃毛頭的重要值也較大,在黑果枸杞植被群落中也具有較大優(yōu)勢(shì);糙葉黃耆、戈壁針茅和蒙古鴉蔥等重要值較小,表明在黑果枸杞的群落中優(yōu)勢(shì)度較小。

        表2 河西走廊黑果枸杞群落植被重要值Table 2 Important value of vegetation of Lycium ruthenicum community in Hexi corridor

        植物生態(tài)位的大小直接反映了一個(gè)物種對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力的強(qiáng)弱。河西走廊不同地區(qū)的黑果枸杞植被生態(tài)位寬度分析是度量黑果枸杞種群對(duì)環(huán)境資源利用狀況的尺度,而在研究區(qū)黑果枸杞的重要值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他幾種優(yōu)勢(shì)種,占整個(gè)群落重要值的56%,對(duì)群落的結(jié)構(gòu)起著主導(dǎo)作用。從表3可以看出,10個(gè)不同樣地黑果枸杞的生態(tài)位寬度較大的物種(>0.5)有黑果枸杞()、細(xì)葉駱駝蓬()、蘆葦()、白刺(),分別為0.86、0.69、0.69、0.55,而且寬度值較為接近,說(shuō)明這4種植物對(duì)環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,能更好地利用環(huán)境中的絕大多數(shù)資源;其中黑果枸杞、白刺是旱生灌木,主要分布在我國(guó)北方荒漠草原等;多年生細(xì)葉駱駝蓬分布在北方荒漠草原。而鹽爪爪()、紅砂()、黃花補(bǔ)血草()、泡泡刺()等植物生態(tài)位寬度居中,平均為0.40,與黑果枸杞相比較生態(tài)位寬度較為窄,說(shuō)明它們對(duì)環(huán)境有一定的適應(yīng)能力。而黃毛頭()、細(xì)枝鹽爪爪()、駱駝刺()、尖葉鹽爪爪()、糙葉黃耆()、無(wú)芒隱子草()、荒漠黃耆()、駝蹄瓣()、沙蔥()、戈壁針茅()、蒙古鴉蔥()、苦豆子()和白莖鹽生草()等植物的生態(tài)位寬度為0,這些植物的生態(tài)位寬度較窄,植物空間上分布極不均勻,適宜生存的生境較少,對(duì)生存環(huán)境要求嚴(yán)格??傮w來(lái)說(shuō),灌木的生態(tài)位寬度比草本的大很多,表明在黑果枸杞群落中,灌木適宜生存的生境較寬,而草本植物因?yàn)槠涿劝l(fā)生長(zhǎng)受當(dāng)?shù)赜昙镜挠绊戄^大,所以在群落里分布不均勻,適宜生存的生境較窄。

        表3 河西走廊不同地區(qū)黑果枸杞生態(tài)位寬度分析Table 3 Niche breadth analysis of Lycium ruthenicum in different areas of Hexi corridor

        生態(tài)位重疊反映了種群之間對(duì)資源利用的相似程度和競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。較高的生態(tài)位重疊意味著種群之間對(duì)環(huán)境資源具有相似的生態(tài)學(xué)要求,因而可能存在著激烈的競(jìng)爭(zhēng)。從植物生態(tài)位重疊度(表4)可以看出,黑果枸杞生態(tài)位寬度較大的植物之間生態(tài)位重疊度較高,如黃花補(bǔ)血草和戈壁針茅、蒙古鴉蔥、苦豆子的生態(tài)位重疊度為0.96,紅砂和白莖鹽生草的生態(tài)位重疊度為0.91,細(xì)葉駱駝蓬和黃花補(bǔ)血草的生態(tài)位重疊度為0.90,細(xì)葉駱駝蓬和戈壁針茅、蒙古鴉蔥、苦豆子的生態(tài)位重疊度為0.82,白刺和糙葉黃耆、無(wú)芒隱子草、荒漠黃耆、駝蹄瓣和沙蔥的生態(tài)位重疊度為0.72,白刺和泡泡刺的生態(tài)位重疊度為0.70。這些物種植物有較好的共生關(guān)系,而生態(tài)位重疊度大的有黃毛頭和細(xì)枝鹽爪爪,駱駝刺和無(wú)芒隱子草,糙葉黃耆和無(wú)芒隱子草、荒漠黃芪、駝蹄瓣、沙蔥,無(wú)芒隱子草和荒漠黃芪、駝蹄瓣、沙蔥,荒漠黃耆和駝蹄瓣、沙蔥,駝蹄瓣和沙蔥,戈壁針茅和蒙古鴉蔥、苦豆子,蒙古鴉蔥和苦豆子之間,它們的 Pianka生態(tài)位重疊度為1.00。從表中還可以看出,生態(tài)位寬度大的物種與生態(tài)位寬度小的物種生態(tài)位重疊度并不高;而生態(tài)位寬度小的物種之間重疊度都為1.00。由上述分析可知,生態(tài)位寬度較大的物種之間具有較高的生態(tài)位重疊度,而較大生態(tài)位寬度的物種不一定與其他物種有較高的生態(tài)位重疊度。這在一定程度上說(shuō)明以黑果枸杞為主的植被群落生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊度并不存在直接的線性關(guān)系。這一結(jié)果與程中秋等對(duì)寧夏鹽池不同封育措施下植物生態(tài)位的研究結(jié)果一致。

        表4 河西走廊不同地區(qū)黑果枸杞生態(tài)位重疊度Table 4 Niche overlap of Lycium ruthenicum in different areas of Hexi corridor

        3 討論

        生態(tài)位寬度反映了物種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力和對(duì)資源的利用程度,生態(tài)位寬度越大表明物種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng),對(duì)資源的利用更為充分。黑果枸杞、細(xì)葉駱駝蓬、蘆葦和白刺在樣地都具有較大的生態(tài)位寬度,能夠更好地適應(yīng)環(huán)境;相對(duì)于優(yōu)勢(shì)種黑果枸杞,其他種的生態(tài)位寬度變小和一些非優(yōu)勢(shì)種生態(tài)位寬度的變大,使得不同植物生態(tài)位寬度比較平均,對(duì)資源利用更加均衡。

        生態(tài)位重疊是2個(gè)物種同時(shí)利用共同資源或同時(shí)占有某一資源因素(食物、營(yíng)養(yǎng)成分、空間等)時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象。黑果枸杞不同樣地的植物生態(tài)位重疊度研究結(jié)果表明,生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊度不存在直接的線性關(guān)系,生態(tài)位寬度較大的物種之間具有較高的生態(tài)位重疊度,較大的生態(tài)位寬度物種不一定與其他物種有較高的生態(tài)位重疊度,不同樣地的黑果枸杞群落中,較高的生態(tài)位重疊度均出現(xiàn)在生態(tài)位寬度較小的物種之間;生態(tài)位寬度和生態(tài)位重疊度之間并沒(méi)有明顯的正相關(guān)。

        4 結(jié)論

        近年來(lái),關(guān)于用生態(tài)位研究干旱半干旱區(qū)荒漠植物群落較為普遍,生態(tài)位已成為研究荒漠植物物種多樣性、種間聯(lián)結(jié)性、種群進(jìn)化及群落演替等方面的重要方法和途徑。不同樣地的黑果枸杞群落中,總體來(lái)說(shuō)灌木的生態(tài)位寬度比草本的大很多,說(shuō)明在群落中灌木適宜生存的生境較寬,而草本植物因?yàn)槠涿劝l(fā)生長(zhǎng)受當(dāng)?shù)赜昙镜挠绊戄^大,所以在群落中分布不均勻,適宜生存的生境較窄。生態(tài)位寬的物種之間往往在對(duì)資源要求和利用方式上有一些分化,存在高度的空間異質(zhì)性,因此相互間的重疊值并不一定很高,而生態(tài)位重疊度可能更多地取決于由物種生態(tài)學(xué)特性所決定的資源利用方式。

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