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基于外来入侵植物光梗蒺藜草的发生分布特点的潜在入侵生境分析



全 文 :贺俊英,王志新,哈斯巴根. 基于外来入侵植物光梗蒺藜草的发生分布特点的潜在入侵生境分析[J]. 杂草科学,2014,32(1):75 -77.
基于外来入侵植物光梗蒺藜草的发生分布特点
的潜在入侵生境分析
贺俊英,王志新,哈斯巴根
(内蒙古师范大学生命科学与技术学院,内蒙古呼和浩特 010022)
摘要:通过对光梗蒺藜草在固定沙地、流动沙地、半固定沙地、半流动沙地 4 种沙地类型中作用的分析,表明
光梗蒺藜草为半固定沙地上的优势种,其相对盖度和重要值均高于其他 3 种样地类型,占主导地位;通过 Shannon
多样性指数分析表明光梗蒺藜草有导致半固定沙地物种多样性减弱的趋势。进一步的研究应更注重光梗蒺藜草
在半固定沙地的入侵趋势。
关键词:光梗蒺藜草;外来入侵植物;沙质生境;入侵状况
中图分类号:S451 文献标志码:A 文章编号:1003 - 935X(2014)01 - 0075 - 03
Analysis of Invasive Potential of Cenchrus calyculatus Cav. in Sandy Habitats
HE Jun-ying,WANG Zhi-xin,Khasbagan
(College of Life Science and Technology,Inner Mongolia Normal University,Huhhot 010022,China)
Abstract:The invasive potential of Cenchrus calyculatus Cav. in the fixed sand,mobile sand,semi - fixed sand and
semi - shifting sand was studied. C. calyculatus was the dominant species in the semi - fixed sand,with a relative
coverage and importance value higher than the obtained in the other three types. Based on Shannon diversity indices C.
calyculatus led to a reduced species diversity in semi - fixed sand. Further research should pay more attention to the inva-
siveness of C. calyculatus in the semi - fixed sand.
Key words:Cenchrus calyculatus Cav.;invasive plants;sandy habitats;invasion status
收稿日期:2014 - 01 - 26
基金项目:内蒙古自然科学基金(编号:2010BS0505) ;内蒙古师范大
学科研基金(编号:ZRYB08015)。
作者简介:贺俊英(1976—) ,女,内蒙古乌兰察布人,博士,副教授,
主要从事外来入侵植物研究。E - mail:hjy@ imnu. edu. cn。
光梗蒺藜草(Cenchrus calyculatus Cav.)属禾本
科蒺藜草属,一年生草本植物[1 - 2],起源于南美洲,
在我国广州、海南和台湾等热带地区均有分布,近几
年在内蒙古、辽宁、湖南、河北、北京等地陆续有发现
记录[3 - 4]。光梗蒺藜草约于 20 世纪 70 年代传入内
蒙古通辽市科左后旗[5],由于人、畜、交通工具的传
播,已遍布全旗道路两侧、村屯周围、田间地头。在
大青沟国家级自然保护区也有大面积发生,分布于
保护区主要道路两侧,并且已在主要旅游景点形成
集中成片的单一群落,甚至在保护区的核心区也有
分布,严重威胁着保护区的生物多样性和旅游业的
发展。经调查,光梗蒺藜草目前已经在通辽市和赤
峰市 9 个旗县 109 个乡镇均有分布,面积超过
6. 67 万 hm2,并沿公路沿线迅速扩散,对入侵地的
农林牧业、人民生产、经济发展以及生态系统的平衡
造成严重威胁与破坏[3]。光梗蒺藜草既能在壤土
又能在沙土上生存,在沙质土的长势更好,鉴于此,
本研究选择光梗蒺藜草在内蒙古地区最早入侵的通
辽市科左后期作为研究地点、不同沙地类型作为研
究生境,以期揭示光梗蒺藜草在不同生境条件下的
入侵状况,旨在为深入研究其入侵机制提供基础
资料。
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1 试验方法
研究地点为内蒙古通辽市科尔沁左翼后旗哈日
乌苏,位于科尔沁沙地东南边陲,地处 43°08 N、
122°34E,海拔 216 m,地貌特点为固定沙丘、半固
定沙丘、流动沙丘相结合[6]。在研究区内选择有光
梗蒺藜草生长的地段,依据不同生长生境,各设置 1
块样地(表 1) ,每块样地设置 1 m × 1 m 样方,进行
编号与野外调查。
调查内容包括每个样方内的物种组成、植物盖
度、密度。利用调查数据计算植物的相对密度、相对
盖度、相对频度,然后计算植物的重要值[7],计算方
法如下:
相对密度 =样方内某种植物的密度 /群落所有
植物密度总和;
相对盖度 =样方内某种植物的盖度 /所有植物
种盖度总和;
相对频度 =样方内某种植物的频度 /所有植物
种频度总和;
重要值 =相对密度 +相对盖度 +相对频度。
不同样地类型中的植物多样性采用 Shannon 多
样性指数(H)和 Shannon均衡度指数(E)[8]计算:
H = -∑(Pi·lnPi) E = H / lnS
式中:Pi = ni /N,ni 为第 i 个种的个体数量,N 为总
个体数量,S为物种总数。
表 1 不同样地类型及植物群落特征
Table 1 The characteristics of different sands and plant communities
代号 样地类型 植物盖度(%) 优势植物
L 流动沙地 ≤10% 沙蓬 Agriophyllum pungens
P 固定沙地 > 50% 止血马唐 Digitaria ischaemum
S 半流动沙地 > 10% ~30% 沙蓬 Agriophyllum pungens
J 半固定沙地 > 30% ~50% 光梗蒺藜草 Cenchrus calyculatus
2 结果与分析
2. 1 样地中植物种类分析
全部样方共统计到 26 种植物(表 2) ,它们分属
于 10 科,23 属:双子叶植物为藜科、豆科、菊科等,
共 16 种,禾本科植物为 9 种,蕨类植物 1 种;其中一
年生植物有 18 种,多年生植物有 8 种。
2. 2 不同样地类型中光梗蒺藜草的地位
不同样地类型中,各物种的重要值见表 2。分
析可知,样地 L优势种为沙蓬,伴生有狗尾草、差巴
嘎蒿,光梗蒺藜草为偶见种之一;样地 P 优势种为
止血马唐,伴生有狗尾草、华虫实、大麻、金色狗尾
草,光梗蒺藜草为偶见种之一;样地 S 优势种为沙
蓬,伴生有狗尾草、华虫实、光梗蒺藜草;样地 J优势
种为光梗蒺藜草,伴生有狗尾草、华虫实、止血马唐。
光梗蒺藜草在半固定沙地上占主导地位。
表 2 不同样地类型中植物种的重要值
Table 2 The important values of plant species presented
in numbered quadrats
植物种
样地类型
L P S J
沙蓬 Agriophyllum pungens 2. 248 1. 988
差巴嘎蒿 Artemisia halodendron 0. 146
大麻 Cannabis sativa 0. 367
光梗蒺藜草 Cenchrus calyculatus 0. 035 0. 078 0. 317 1. 924
尖头叶藜 Chenopodium acuminatum 0. 078
虎尾草 Chloris virgata 0. 079
绒背蓟 Cirsium vlassovianum 0. 035
田旋花 Convolvulus arvensis 0. 014
烛台虫实 Corispermum candelabrum 0. 049
华虫实 Corispermum stauntonii 0. 117 0. 253 0. 267
升马唐 Digitaria ciliaris 0. 023 0. 090
止血马唐 Digitaria ischaemum 1. 536 0. 194
节节草 Equisetum ramosissimum 0. 067 0. 018
小画眉草 Eragrostis minor 0. 008
牻牛儿苗 Erodium stephanianum 0. 006
地锦 Euphorbia humifusa 0. 003
长萼鸡眼草 Kummerowia stipulacea 0. 059 0. 018
达乌里胡枝子 Lespedeza davurica 0. 024 0. 018
细叶扁蓿豆 Melilotoides ruthenica 0. 014 0. 015 0. 053
var. oblongifolia
砂珍棘豆 Oxytropis gracillima 0. 136
白草 Pennisetum centrasiaticum 0. 066 0. 089
芦苇 Phragmites australis 0. 035 0. 018 0. 015
萹蓄 Polygonum aviculare 0. 008
刺沙蓬 Salsola pestifer 0. 054 0. 096 0. 015 0. 099
金色狗尾草 Setaria glauca 0. 168
狗尾草 Setaria viridis 0. 411 0. 196 0. 307 0. 285
2. 3 不同样地类型中光梗蒺藜草的相对盖度及重
要值
由图 1 可见,在样地类型 L、S、P 中光梗蒺藜草
的相对盖度几乎为零,由重要值来看,作用都不大,
仅在样地类型 S 中地位稍高,但也不起主导作用。
而在类型 J 中其相对盖度很大,达到了 0. 9,且其重
要值达到了 1. 9,成为样地中的绝对优势植物。即
光梗蒺藜草在半固定沙地上的生长繁殖远高于其他
几种沙质环境。
2. 4 不同样地类型中的植物多样性分析
由表 3 可知,4 种植物样地类型中,类型 P(固
定沙地)上的多样性指数显著高于其他类型,不论
是多样性指数还是均衡度指数,类型 J(即半固定沙
地)均相对为小,可能光梗蒺藜草有导致半固定沙
地植物多样性减弱的趋势。
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表 3 不同样地类型的植物多样性及均衡度
Table 3 The plant diversity and evenness index of different
plant communities in different types of sands
群落类型 多样性指数 均衡度指数
L 0. 706 5 0. 339 8
P 1. 018 9 0. 340 1
S 0. 778 3 0. 374 3
J 0. 613 3 0. 255 8
2. 5 不同样地类型中共有种的分析
由表 2 可知,光梗蒺藜草、狗尾草、刺沙蓬 3 种
植物为 4 种样地类型中共同分布的种类。狗尾草在
4 种样地类型中重要值均在 0. 2 以上,在草本层中
其作用较为重要。刺沙蓬虽同时存在于研究所及的
不同样地类型中,但重要值均不高。光梗蒺藜草在
样地类型 J中其重要值极大,成为绝对优势植物,但
在其他群落类型中的重要值则不高,对群落的作用
和影响很小,说明光梗蒺藜草最适宜于半固定沙地
的环境。
3 结论
光梗蒺藜草具有极强的生命力,耐寒、耐旱、耐
贫瘠、抗病虫害,花期以后由于具有刺苞,牲畜不敢
取食,几乎没有天敌,适合在多种类型的土壤上生
存,尤其适于在沙质土壤上生长[9]。在本研究的 4
种沙地类型中,光梗蒺藜草最适宜生长于半固定沙
地上,不仅是半固定沙地的优势种,而且导致半固定
沙地植物多样性减弱。许多外来植物在其入侵生境
中可以通过形成大面积单优群落,降低物种多样
性[10 - 11],主要是入侵植物生活力强,在入侵地发生
了适应性变化,促使自身更好生长和繁殖[12 - 14]。本
研究中可见,4 种样地类型中,类型 J(半固定沙地)
的 Shannon 多样性指数最低,由于光梗蒺藜草具有
较强的生态适应性和繁殖能力,在适宜生境中,它可
通过竞争占据本地物种生态位,排斥本地物种使其
失去生存空间,导致生态系统的物种组成和结构发
生改变,破坏物种多样性,使分布物种趋向单一。今
后进一步研究中,我们更应该注意光梗蒺藜草在内
蒙古地区半固定沙地的入侵与防治。
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