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满洲里草原锥叶柴胡生态现状调查



全 文 :满洲里草原锥叶柴胡生态现状调查
王长宝1,赵 财2,杨洪升1,蔡可心1,谢晓东1,李 霞1
(1.佳木斯大学生命科学学院,佳木斯黑龙江 154007;2.贵州大学生命科学学院,贵州贵阳 550025)
摘要 [目的]为了解筑路、城镇化扩展及放牧等人为活动对锥叶柴胡的干扰及其生态现状。[方法]在 3 个干扰程度不同的样地,设
置 6个 2 m ×2 m样方,统计锥叶柴胡及伴生物种的株数、盖度和高度,并且计算每种植物的密度。[结果]锥叶柴胡在种群数量、盖度、
高度及密度方面低于 30种伴生植物中的绝大多数。[结论]锥叶柴胡种群较小,通常不会发展成群落的优势种。人为直接干扰的样方
中以大籽蒿、猪毛蒿等伴生植物为优势种。动物啃食、践踏干扰抑制锥叶柴胡的生殖生长和产生实生苗的几率。
关键词 锥叶柴胡;干扰;生态现状
中图分类号 S184 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2015)34 -004 -02
Ecological Situation Investigation of Bupleurum bicaule Helm in Manchuria Meadow Steppe
WANG Chang-bao1,ZHAO Cai2,YANG Hong-sheng1 et al (1. College of Life Science,Jiamusi University,Jiamusi,Heilongjiang 154007;
2. College of Life Science,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025)
Abstract [Objective]The research aimed to better understand the impacts of road construction,urban expansion and grazing of Bupleurum bi-
caule and its ecological situation.[Method]Six plots in three kind of sample areas were investigated to calculate the number,coverage,height and
density of B. bicaule and its companion species.[Result]The population size,coverage,height and density of B. bicaule were less than those of
most companion species.[Conclusion]B. bicaule is’t a dominant species in a community for the reason of small population. Species such as Arte-
misia sieversiana and A. scoparia develop into dominant species in human-caused disturbance quadrat. Grazing and trampling might inhibit repro-
duce growth and reduce the seedlings rate of B. bicaule.
Key words Bupleurum hicaule Heml;Disturbance;Ecological situation
锥叶柴胡(Bupleurum hicaule Heml)是柴胡属一种多年
生草本,主要分布于内蒙古、河北、山西、陕西等地,常生于海
拔 650 ~1 550 m 的山坡向阳地草原和干旱多砾石的草地
上[1]。锥叶柴胡在形态上与红柴胡(B. scorzonerifolium
Willd.)和线叶柴胡(B. angustissimum Kitag.)相似。陕西称
之为红柴胡。内蒙古当地人以锥叶柴胡的根入药,疗效明
显。当地药农亦有用其地上部分治疗普通感冒,疗效显著,
在当地的药用历史悠久[2]。满洲里是野生锥叶柴胡的重要
产地。近年来,由于受城镇化扩展及放牧的影响,其生存状
况受到不同程度的干扰。笔者对不同干扰下锥叶柴胡及其
伴生种进行实地调查,以期更好地了解该种的生态现状。
1 调查方法
1. 1 样地选择 根据调查需要,选择 3 个干扰程度不同的
样地,即满洲里市区至国门公路防护带外围、体育场对面开
发废弃地、市区北山牛羊放牧地。其中,前两种是人类直接
干扰,后一种是动物干扰。
1. 2 样方设置 每个样地设置 2 个样方,共计 6 个样方。
样方面积为 2 m ×2 m,统计锥叶柴胡及伴生物种的株数、盖
度和高度,并且计算每种植物的密度(该植物株数 /该样方植
物总株数 ×100%)。
表 1 锥叶柴胡及伴生种生态状况
样方 中名 学名 数量∥株 盖度∥% 高度∥cm 密度∥%
样方 1:国门附近 锥叶柴胡 Bupleurum bicaule 3 3. 0 30 0. 80
经度:117°2630″ 大籽蒿 Artemisia sieversiana 36 10. 0 110 9. 60
纬度:49°3452″ 猪毛蒿 Artemisia scoparia 22 4. 0 30 5. 87
海拔:650 m 地梢瓜 Cynanchum thesioides 14 1. 0 14 3. 73
坡度:0° 羊草 Leymus chinensis 64 25. 0 45 17. 07
干扰因素:公路防护带 二裂委陵菜 Potentilla bifurca 68 17. 0 20 18. 13
阿尔泰狗娃花 Heteropappus altaicus 1 0. 5 11 0. 27
银灰旋花 Convolvulus ammannii 1 0. 2 3 0. 27
冰草 Agropyron cristatum 128 40. 0 10 34. 13
细叶韭 Allium tenuissimum 1 0. 5 16 0. 27
独行菜 Lepidium apetalum 7 6. 0 21 1. 87
鹤虱 Lappula myosotis 2 1. 0 27 0. 54
山蒿 Artemisia brachyloba 26 7. 0 35 6. 93
狭叶锦鸡儿 Caragana stenophylla 2 5. 0 45 0. 53
样方 2:国门附近 锥叶柴胡 Bupleurum bicaule 2 3. 0 20 2. 53
经度:117°2630″ 大籽蒿 Artemisia sieversiana 23 15. 0 80 29. 11
基金项目 国家自然科学基金项目(81441132);黑龙江省教育厅科技项
目(12541808);佳木斯大学青年基金项目(2013 -026)。
作者简介 王长宝 (1972 - ),男,江苏徐州人,讲师,博士,从事植物系统
学和资源学方面的研究。
收稿日期 2015-10-31
接下表
责任编辑 刘月娟 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2015,43(34) :4 - 5,17
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2015.34.002
续表 1
样方 中名 学名 数量∥株 盖度∥% 高度∥cm 密度∥%
纬度:49°3452″ 山蒿 Artemisia brachyloba 15 5. 0 10 18. 99
海拔:650 m 二裂委陵菜 Potentilla bifurca 5 2. 0 6 6. 33
坡度:0° 羊草 Leymus chinensi 32 13. 0 40 40. 51
干扰因素:公路防护带 独行菜 Lepidium apetalum 2 0. 5 7 2. 53
样方 3:体育场对面 锥叶柴胡 Bupleurum bicaule 2 1. 0 10 1. 00
经度:117°2625″ 狭叶锦鸡儿 Caragana stenophylla 1 6. 0 25 0. 50
纬度:49°3455″ 碱蒿 Artemisia anethifolia 52 40. 0 15 25. 87
海拔:662 m 寸草 Carex duriuscula 114 67. 0 22 56. 72
坡度:10° 猪毛蒿 Artemisia scoparia 13 3. 0 27 6. 47
干扰因素:开发废弃地 纤毛鹅观草 Roegneria ciliaris 6 2. 0 75 2. 99
二裂委陵菜 Potentilla bifurca 11 1. 0 8 5. 47
无心菜 Arenaria serpyllifolia 2 0. 5 6 1. 00
样方 4:体育场对面 锥叶柴胡 Bupleurum bicaule 3 1. 0 7 1. 57
经度:117°2625″ 大籽蒿 Artemisia sieversiana 5 3. 0 50 2. 62
纬度:49°3456″ 猪毛蒿 Artemisia scoparia 5 2. 0 35 2. 62
海拔:666 m 猪毛菜 Salsola collina 1 0. 5 30 0. 52
坡度:10° 早熟禾 Poa annua 106 45. 0 15 55. 50
干扰因素:开发废弃地 画眉草 Eragrostis pilosa 3 1. 0 15 1. 57
冰草 Agropyron cristatum 32 10. 0 25 16. 75
银灰旋花 Convolvulus ammannii 21 8. 0 7 10. 99
米口袋 Gueldenstaedtia verna 5 3. 0 7 2. 62
柳穿鱼 Linaria vulgaris subsp. sinensis 3 5. 0 20 1. 57
阿尔泰狗娃花 Heteropappus altaicus 1 2. 0 30 0. 52
碱韭 Allium polyrhizum 6 4. 0 10 3. 14
锥叶柴胡 Bupleurum bicaule 1 0. 2 6 0. 74
样方 5:北山 远东芨芨草 Achnatherum extremiorientale 52 50. 0 45 38. 24
经度:117°2630″ 冰草 Agropyron cristatum 37 18. 0 15 27. 21
纬度:49°3401″ 冷蒿 Artemisia frigida 16 3. 0 5 11. 76
海拔:705 m 二裂委陵菜 Potentilla bifurca 5 1. 0 7 3. 68
坡度:15° 花苜蓿 Medicago ruthenica 5 5. 0 32 3. 68
干扰因素:牛羊放牧地 小叶锦鸡儿 Caragana microphylla 3 2. 0 8 2. 21
猪毛蒿 Artemisia scoparia 17 4. 0 15 12. 50
锥叶柴胡 Bupleurum bicaule 12 2. 9 5 10. 34
样方 6:北山 冰草 Agropyron cristatum 8 5. 0 50 6. 90
经度:117°2631″ 寸草 Carex duriuscula 5 3. 0 40 4. 31
纬度:49°3402″ 地梢瓜 Cynanchum thesioides 2 0. 5 7 1. 72
海拔:705 m 地蔷薇 Chamaerhodos erecta 1 0. 5 15 0. 86
坡度:15° 小叶锦鸡儿 Caragana microphylla 10 5. 0 8 8. 62
干扰因素:牛羊放牧地 花苜蓿 Medicago ruthenica 2 2. 0 15 1. 72
北芸香 Haplophyllum dauricum 1 0. 5 15 0. 86
冷蒿 Artemisia frigida 40 6. 0 8 34. 48
细叶韭 Allium tenuissimum 4 2. 0 15 3. 45
马蔺 Iris lactea var. chinensis 26 5. 0 6 22. 41
二裂委陵菜 Potentilla bifurca 5 2. 0 12 4. 31
2 结果与分析
2. 1 锥叶柴胡的数量特征 调查锥叶柴胡的 6 个样方,共
发现草本植物 28种,小灌木 2种。由表 1 可知,锥叶柴胡在
5个样方内有 1 ~3株,个体密度在 0. 74% ~2. 53%之间。仅
样方6中发现12株,个体密度为10. 34%,但仍小于冷蒿(Ar-
temisia frigida,34. 48% )和马蔺(Iris lactea var. chinensis,
22. 41%)。从植株高度和盖度来看,锥叶柴胡株高在 5 ~ 30
cm之间,盖度在 0. 2% ~3%之间。因此,锥叶柴胡通常不是
一个群落内的优势种。锥叶柴胡的根茎多分枝,在适宜的条
件下一个成熟个体基部可产生 2 ~ 10 个分蘖,受到干扰的个
体每个生长季通常只有 1 ~ 2 个分枝上形成花序,其余分枝
处于休眠状态。
2. 2 伴生种类多样化分析 物种多样性是群落发展过程中
的一个重要指标,是群落的种类、个体总数及均匀度的综合
概念,反映群落组成和结构的变化[3]。锥叶柴胡伴生种以喜
光草本为主,为其生长提供所需的阳性条件,仅狭叶锦鸡儿
(Caragana stenophylla)和小叶锦鸡儿两种小灌木(Caragana
(下转第 17页)
543 卷 34 期 王长宝等 满洲里草原锥叶柴胡生态现状调查
域单因子污染指数均大于对照区,对照区单因子污染指数最
小。由此可知,整个采样区各区域土壤均受到不同程度的重
金属 Cd污染。
表 1 各区域土壤中 Cd的含量特征
区域划分
最小值
mg /kg
最大值
mg /kg
平均含量
mg /kg
标准差
(SD)
变异系数
(CV)∥%
整个矿区(n =230) 0. 050 1. 810 0. 210 1. 340 63. 46
正在采矿区(n =178) 0. 050 1. 810 0. 230 1. 540 68. 45
含矿未采区(n =45) 0. 050 0. 310 0. 150 0. 040 26. 67
尾矿坝(n =7) 0. 140 0. 370 0. 230 0. 090 39. 13
对照区(n =9) 0. 137 0. 149 0. 133 0. 014 10. 53
表 2 土壤中 Cd中重金属污染指数统计分析结果
采样区域 最大值 最小值 平均值 污染等级
整个矿区 24. 46 0. 68 2. 84 无污染 ~极重度污染
采矿区 24. 46 0. 68 3. 04 无污染 ~极重度污染
含矿未采区 4. 19 0. 62 2. 09 无污染 ~中度污染
尾矿坝 5. 00 1. 89 3. 11 轻度污染 ~重度污染
对照区(不受
矿区影响)
2. 01 1. 43 1. 80 轻度污染
3 结论与讨论
土壤重金属污染是矿区普遍存在的环境问题之一。重
金属 Cd可对土壤构成持久性污染,而 Mo、Sn、Sb、U 等重金
属的污染程度随土壤风化的进行因淋失而趋于降低[11]。研
究表明,所采 230个土壤样品中 Cd 含量范围为 0. 05 ~ 1. 81
mg /kg,Cd含量在采矿区与尾矿坝较高。对华东某铀矿区重
金属镉污染评价表明,从单因子污染指数来看,整个矿区土
壤污染程度为轻度—重度污染,采矿区为轻度 ~极重度污
染,尾矿坝为中度 ~重度污染,含矿未采区则为无污染 ~中
度污染,对照区则为轻度污染。各采样区变异系数为
10. 53% ~68. 45%,说明矿区土壤污染受人为因素的影响较
大。从综合污染指数来看,整个矿区、采矿区、尾矿坝与含矿
未采区均为重度污染,远离矿区且不受采矿影响的对照区为
轻度污染。采样区农田中种植水稻,土壤中 Cd 含量偏高与
种植水稻中使用农药有关;矿石运输路线中土壤 Cd含量同
样偏高,与运输中矿石废渣、汽车尾气的排出可能有一定关
系。华东某铀矿区污染程度依次为采矿区 >整个矿区 >尾
矿坝 >含矿未采区。
参考文献
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89 -105.
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microphylla)。大籽蒿(Artemisia sieversiana)、猪毛蒿(Artemis-
ia scoparia)、羊草(Leymus chinensis)、二裂委陵菜(Potentilla
bifurca)、冰草(Agropyron cristatum)等最为常见,密度和盖度
较高。样方 3 寸草(Carex duriuscula)、样方 4 早熟禾(Poa
annua)、样方 5 远东芨芨草(Achnatherum extremiorientale)等
虽出现的频率不高,但在特定样方内发展成优势种。无心菜
(Arenaria serpyllifolia)、柳穿鱼(Linaria vulgaris subsp. sinen-
sis)、地蔷薇(Chamaerhodos erecta)则是样方内的偶见种。
2. 3 干扰因素的影响 干扰作为自然界普遍存在的现象,
是造成生态系统结构和功能长期波动的主要因素之一[4]。
放牧、围封活动是人类对草原的最主要的干扰活动[5 -6]。锥
叶柴胡是一种耐贫瘠和干旱的阳性植物,对环境的的适应性
较强,但各种干扰对其生长状况产生不同程度的影响。
在该研究的 3种干扰设置中,公路防护带附近 2个样方
的生长状况最好,盖度(均为 3%)和高度(分别为 30 和 20
cm)最大。这可能与该地段没有受到牛羊等牲畜的啃食和践
踏而自然生长有关。开发废弃地附近 2 个样方中的个体生
长较弱,盖度仅为 1%,植株高度低于上一个样地。牛羊放牧
地样方中的锥叶柴胡长势最弱,植株仅 5 ~6 cm,在样方 6的
12个个体中多数只在一个分枝上形成花序或仅保持在营养
生长阶段。造成这种状态的原因是锥叶柴胡产生对牛羊践
踏和啃食的保护性适应,通过减少形成花序来减少生殖生长
所需的营养消耗。锥叶柴胡是多年生植物。放牧的强度干
扰抑制了有性生殖产生实生苗的机率,影响种群扩增。
参考文献
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7143 卷 34 期 王一婷等 华东某铀矿区土壤中重金属镉含量特征及污染评价