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疏勒河中游重盐碱地长穗柽柳群落格局研究



全 文 :疏勒河中游重盐碱地长穗柽柳群落格局研究
方敏彦 1,章 明 2
(1.江苏农林职业技术学院,江苏 句容 212400;2.江苏省句容市园林管理处,江苏 句容 212400)
摘要:对生长于疏勒河中游重盐碱地的长穗柽柳群落进行调查,并对其群落格局进行了研究。 结果发现,柽柳科植物相
对其他科植物更适应重盐碱地,长穗柽柳种群为优势种;重盐碱地长穗柽柳的分布符合泊松分布;重盐碱地群落优势种
重要值依次为:长穗柽柳 0.323、骆驼刺 0.215、芦苇 0.037、芨芨草 0.029、西北天门冬 0.018、大花罗布麻 0.014;重盐碱地
长穗柽柳与骆驼刺具有一定程度的生态负联结。
关键词:疏勒河中游;重盐碱地;长穗柽柳;群落格局
中图分类号:Q949.758.8 文献标识码:A 文章顺序编号:1672-5190(2010)09-0043-04
Population and Community Structure of Tamarix elongata Ledeb. in Heavy Saline Soils in
The Middle Reaches of Shule River
FANG Min-yan1, ZHANG Ming2
(1.Jiangsu Polytechnic College of Agricultural and Forestry, Jurong 212400, China; 2. Department of Garden Management of Jurong,
Jurong 212400, China)
Abstract:The population of Tamarix elongata Ledeb. in heavy saline soils in the middle reaches of Shule River was investigated and its
community structure was also studied. Plants belonging to Tamariaceae are more suitable for heavy saline soils than those belonging to
other species, and Tamarix elongata Ledeb. were dominant in heavy saline soil. The spacial pattern of Tamarix elongata Ledeb. was
Poisson distribution in the heavy saline soil. The important values of dominant species in the heavy saline soil are listed as follows:
Tamarix elongata Ledeb., 0.323; Alhagi sparsifolia Shap, 0.215; Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud., 0.037; Agriophyllum
splendens Nevski, 0.029; Asparagus persicus Baker, 0.018; and Poacynum hendersonii Hook. F., 0.014. Dominant negative inter -
specific ecological association was found between Tamarix elongata Ledeb. and Alhagi sparsifolia Shap in heavy saline soil.
Key words:middle reach of Shule River; heavy saline soil; Tamarix elongata Ledeb.; population and community structure
长 穗 柽 柳 (Tamarix elongata Ledeb.) 为 柽 柳 科
(Tamariaceae)柽柳属(Tamarix)植物[1-2]。 柽柳科柽柳属植物
为大灌木,在荒漠植物群落中主要占据灌木层,该属多数种
具有较大的种群。 柽柳属灌丛在中亚温带荒漠植被中占优
势地位, 在极干旱荒漠植物群落中柽柳属植物占较高成分[3]。
该属植物能够适应荒漠区多种不良的生态环境, 具有抗干
旱、耐盐碱、耐贫瘠、耐风蚀沙埋、耐水湿、寿命长、根系深、
用途广等特点,在防止干旱荒漠地区荒漠化、保护和维持荒
漠生态平衡中起着积极的作用 [4]。该属植物分布生境的多样
性为荒漠地区的微生物、寄生植物、昆虫、动物等提供了食
物、生长基质和附生、栖息地[5],是干旱沙荒盐碱地优良的防
风固沙植物和水土保持改良树种 [6]。
植物群落的基本特征是植物与植物之间、 植物与环境
之间的相互关系, 这些相互关系表现为群落中各种植物在
空间上和时间上的配置状况,即群落结构。 地球表面生态环
境的多样性和植物种类的丰富性, 是各种植物群落具有其
结构特点的原因。 在一个群落中,各种植物个体的配置状况
主要决定于各种植物的生态生物学特性和该地段具体的生
境特点。
1 材料与方法
1.1 研究区概况 研究区域为疏勒河中游流域冲击扇边缘
收稿日期:2010-08-25
基 金 项 目 : 高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 科 研 基 金
(20050269015)。
作者简介:方敏彦(1980—),女,讲师,博士,主要研究方向为草
坪与生态。
综合治理。 截至目前,全县累计草原围栏 37.6 万 hm2,草原
补播改良 8.67万 hm2,人工种草留床面积 2.91 万 hm2。 随着
各项综合治理措施的实施, 不仅为群众科学地利用和管理
草地创造了条件,也为尽快恢复退化草地植被、改善草地生
态环境、持续控制害鼠种群数量打下了基础。
5 草原鼠害防治成果
5.1 生态环境明显改善 据测算, 该县天然草原产草量由
“无鼠害示范区” 项目实施前的 675 kg/hm2提高到了 2 130
kg/hm2,草原植被覆盖度从 30%提高到了 65%。 沙尘天气明
显减少,初步实现了区域草原生态系统的良性循环,有效地
推进了草地畜牧业可持续发展。
5.2 草原保护和建设机制实现重大突破 通过 “无鼠害示
范区”项目的实施,群众自我管护、自我建设的意识明显增
强,使以往天然草原有人用、无人管、无人建的问题得到了
有效解决。广大农户积极支持并参与项目建设的同时,自觉
加大植被恢复、草原改良、草原围栏的投入力度,有效地提
高了项目的建设质量。
5.3 有效地促进了项目区经济发展 通过“无鼠害示范区”
项目的实施,项目区共挽回牧草损失约 3 364 万 kg(相当于
2.05万个羊单位的年饲养量),每千克鲜草按 0.2 元计算,经
济效益为 672.8 万元,项目区群众直接受益 251 元,有力地
促进了项目区的经济发展。 □
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
Animal Husbandry and Feed Science畜牧与饲料科学 2010,31(9) :43-46
DOI:10.16003/j.cnki.issn1672-5190.2010.09.015
甘肃省玉门市花海镇至北山、 青山农场,N 40°21′19″~N 40°
25′57″,E 97°43′58″~E 97°35′38″。 海拔介于 1 110~1 140 m,
地下水位 2~4 m,矿化度 3~10 g/L,土壤类型为盐化沙漠土
和典型盐土,地表有 2~10 cm 厚的盐结皮和盐结壳,积盐层
含盐量 5%~50%,有机质<0.05%,pH值<8.5。多形成小沙丘,
沙丘平均高度 2.88 m;迎风坡平均坡度 32.6°;背风坡平均
坡度 11.1°。 局部有风积沙土,形成小型沙地。 降水量小,蒸
发量大,日照时间长,昼夜温差显著,夏季炎热而冬季寒冷,
风大沙多。
1.2 调查研究方法
1.2.1 调查取样方法:2007 年 5 月下旬—10 月下旬进行野
外观测调查,在重盐碱地区域由南向北随机选取 6 处地段,
在每个抽样地段沿东西方向布设 400 m 样线; 每个样线间
隔 10 m,每个样线设置 20个样点,共 120 个样点;采用中点
四分法 [7]测定,分别记录 4 个象限与样点最近的 4 株植物
的种名,同时记录在样点附近出现的植物种类,并调查根茎
深度。
1.2.2 研究方法:进行种群空间分布格局研究。 以野外调
查为基础,在中点四分法调查资料的基础上,采用离散分
布模型的理论拟合和种间联结测定等方法 [8],统计群落
植物科属组成。
3 种离散分布型的理论拟合及 χ2检验 , 将数据进行泊
松 分 布 (poisson distribution)、 二 项 分 布 (binomial
distribution)、 负二项分布 (negative binomial distribution)拟
合,并对拟合结果进行 χ2检验[7]。
泊松分布(poisson distribution):
p(x)=e-m m
x
x!
(x=1,2,3,…)
式中,p(x)为含有 x 个个体的样方数的概率;m 为每个
样方中的平均个体数;! 为阶乘号。
二项分布(binomial distribution):
p(k)= n!k! (n-k)! p
n
q
n-k
式中,n 为单个样方中可能出现的最大个体数;k 为个
体间的聚集程度。
k= m
2
S
2
-m
式中,m为每个样方中的平均个体数;S2为方差。
负二项分布(negative binomial distribution):
p(x)=(1+mk
)-k (k+x-1)
x! (k-1)!
( m
m+k

x
式中,k 为个体间的聚集程度;m 为每个样方中的平均
个体数。
χ2检验: 通过检验不同个体样方频率的观测值和泊松
分布的预测值之间的差异性来实现。
χ2=Σ (Dx-Cx )
2
Cx
df=组数-2
式中,Dx 为不同个体数出现频率的实测值;Cx 为预测
值。
1.2.3 重要值计算:分别计算各种群相对密度﹑相对频度﹑
相 对 优 势 度 并 计 算 群 落 重 要 值 , 由 公 式 [8]IV =
RDe+RDo+RF
300
计算。 式中,IV为重要值;RDe为相对密度;
RDo为相对优势度;RF相对频度。
相对密度 (RDe)=(某个种的株数/全部种的株数 )×
100%;
相对频度 (RF)=(某个种的频度/全部种的频度 )×
100%;
相对优势度 (RDo)=(某个种的优势度/全部种的优势
度)×100%。
1.2.4 种间联结性分析:种间联结性测定,采用郭志华等所
用的方法。以中点四分法样点资料为基础,计算各种对统计
度量值的 χ2检验、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC),综
合分析种对联结性质和程度 [9]。 具体方法如下:
采用 AC和 PC指标,进行 χ2检验:
χ2= N( ad-bc -N/2)
2
(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)
20.83
16.67
4.17 4.17
12.50 12.50 12.50
4.17 4.17 4.17 4.17
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
0









( %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
各科植物
图 1 重盐碱地群落植物科组成
1:柽柳科(Tamariaceae);2:藜科(Chenopodiaceae);3:蒺藜科(Zygophyllaceae);4:茄科(Solanaceae);5:菊科(Compositae);6:豆科
(Leguminosae);7:禾本科(Gramineae);8:鸢尾科(Iridaceae);9:夹竹桃科(Apocynaceae);10:百合科(Liliaceae);11:蓝血科(Plumbaginoceae)
畜牧与饲料科学 第 31 卷44
式中,N 为总样点数;a、b、c、d 分别表示 2 个物种同时
出现、A物种出现 B 物种未出现、B 物种出现 A 物种未出现
及 2个物种均未出现的样方数。 根据 df=1时的 χ2(0.05)、 χ2(0.01)
临界值分别比较 χ2统计量:当 χ2<3.841 时,种间联结独立;
当 3.841< χ2<6.635 时, 种间仅有一定程度的生态联结;当
χ2>6.635 时,种间有显著的生态联结。 并且当 ad>bc 时为正
联结,反之为负联结。
联结系数(AC):
当 ad>bc时:AC= ad-bc
(a+b)(b+d)
当 bc>ad且 d>a时:AC= ad-bc
(a+b)(a+c)
当 bc>ad且 d(d+c)(b+d)
AC的阈值为(-1,1)。 AC值越趋近于 1,种对的正联结
性越强;AC 越趋近于-1,种对的负联结性越强;AC 值为 0,
种间完全独立。
共同出现百分率(PC):PC= a
(a+b+c)
PC的阈值为(0,1)。 PC值越趋近于 1表示种对的正联
结性越强。
2 结果与分析
2.1 高盐生境植物群落研究 试验结果表明, 研究区重盐
碱地群落植物组成较贫乏(见图 1),包含了藜科、柽柳科、
蒺藜科、禾本科、菊科、茄科、豆科、百合科、蓝血科、夹竹桃
科、鸢尾科等 11 科的 24 种植物。 其中,柽柳科占 20.83%
(柽柳属占 12.50%),藜科占 16.67%,菊科、豆科、禾本科各
占 12.50%;鸢尾科、夹竹桃科、百合科、蒺藜科、茄科、蓝血
科各占 4.17%。 柽柳科植物在该地区分布的物种数较其他
科物种为多,其中,柽柳属在整个分布种中占有较大比例,
且在该地区为惟一多种属,有 4种。出现在该地区的其他科
植物均只有一属一种。
2.2 空间分布格局
2.2.1 重盐碱地长穗柽柳种群空间分布格局: 由表 1 可以
看出,重盐碱地长穗柽柳符合泊松分布,拟合程度较高;骆
驼刺极显著偏离泊松分布,但是没有显著偏离二项分布,骆
驼刺符合负二项分布,拟合精度较差;芦苇极显著偏离泊松
分布,芦苇符合负二项分布,拟合精度稍差。
2.2.2 重要值:该群落主要由长穗柽柳、骆驼刺、芦苇、大花
罗布麻(Poacynum hendersonii Hook. F.)、芨芨草 (Agriophyl-
lum splendens Nevski)、西北天门冬(Asparagus persicus Bak-
er)组成。 其中,长穗柽柳为优势种,骆驼刺为次优势种,即
长穗柽柳受其他种的影响最小, 骆驼刺受其他种的影响较
小, 优势种长穗柽柳与次优势种骆驼刺重要值相差 0.108;
种 名
长穗柽柳(Tamarix elongata Ledeb.)
骆 驼 刺(Alhagi sparsifolia Shap)
芦苇[Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.]
样点株数
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
实测点数
14
51
39
13
3
9
13
18
27
53
11
14
28
40
27
预期理论频数
26.78
40.16
30.12
15.06
5.65
6.94
19.78
28.19
26.78
19.08
10.02
24.87
30.88
25.56
15.87
χ2检验
3.148
12.946*
4.288**
符合分布
PD
NBD
PD
NBD
注:PD 表示为泊松分布、NBD 表示为负二项分布,*表示超过 0.05 显著水平、**表示超过 0.01显著水平。
表 1 重盐碱地群落优势种个体的空间分布型拟合结果
种 名
长穗柽柳(T. elongata Ledeb.)
骆 驼 刺(A. sparsifolia Shap)
芦苇[P. australis (Cav.) Trin. ex Steud.]
芨芨草(A. splendens Nevski)
西北天门冬(A. persicus Baker)
大花罗布麻(P. hendersonii Hook. F.)
相对密度
0.1673
0.1025
0.0092
0.0083
0.0075
0.0071
相对频度
0.1973
0.1921
0.1892
0.1837
0.1654
0.1532
相对优势度
0.1351
0.0987
0.0898
0.0874
0.0852
0.0839
重要值
0.323
0.215
0.037
0.029
0.018
0.014
重要值序
1
2
3
4
5
6
表 2 重盐碱地群落重要值
指 标
χ2检验
联结系数(AC)
共同出现百分率(PC)
表 3 种间联结性测定结果
种类
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
-3.8657
-0.6982
0.5133
3
0.0200
-6.9169
-0.0402
-0.3581
0.4158
0.2885
注: 表中 1 为长穗柽柳种群,2 为骆驼刺种群,3 为黑果枸
杞种群。
方敏彦等:疏勒河中游重盐碱地长穗柽柳群落格局研究第 9 期 45
(上接第 32页)与国际标准轨。
3.4 产品系列化 根据生产和市场需要,在吸取中、西药之
长的基础上充分利用各药物间的协同作用和新的生产工
艺,研制不同系列的产品。
综上所述,具有中国特色的天然中草药饲料添加剂,由
于它本身具有科学的内涵和优势而独树一帜, 不仅可以解
决抗生素及其替代品不能解决的药物残留问题, 而且能显
著提高我国畜牧业生产水平及产品质量, 使我国畜禽产品
顺利进入国际市场,参与国际竞争。 所以,开发应用中草药
饲料添加剂具有广阔的发展前景。
参考文献:
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芨芨草平均高度(1.42 m)明显高于骆驼刺(0.34 m)和芦苇
(0.16 m),见表 2。
2.2.3 种间联结性测定:重盐碱地种间联结性测定结果见表 3。
由表 3 可以看出, 重盐碱地长穗柽柳与骆驼刺具有一
定程度的生态联结,其间具有最强的负联结性。长穗柽柳与
黑果枸杞种群之间有相对的独立性,AC值和 PC 值都很小,
仅有微弱的正联结性或负联结性。芦苇与长穗柽柳、骆驼刺
生态联结不明显。
3 讨论
3.1 分布格局 重盐碱地长穗柽柳种群符合随机分布,骆
驼刺、芦苇符合集群分布,这是由于盐碱地植被稀疏,风媒传
播的禾本科、菊科、茄科、豆科、百合科、蓝血科、夹竹桃科、鸢
尾科种子只能借助已经成活植株的庇护,才能定殖。另外,由
于高盐生境中可溶性钠盐的富集, 造成植株幼苗难以成活,
阻碍了正常的生长, 使得以有性繁殖为主的物种难以定殖,
但是因该地区地下水位较高(2~4 m),适合深根性的长穗柽
柳以地下走茎克隆生长,故长穗柽柳呈现随机分布。 而骆驼
刺、芦苇扎根不深,形成了骆驼刺、芦苇的集群分布。
3.2 微生境 在以往的研究中发现, 植物群落变异随着流
域河床的变化而改变 [10],但是无论在海岸、沙丘、河谷地带,
相似的气候环境在不同栖息地上均会产生相似的植物群
落 [11]。在种群栖息地气候变化不大的情况下,植物群落的组
成和物种的丰富度会受到土壤养分的影响 [12],水分、季风作
用下的沙丘移动、大蒸发量都是影响种群组成的重要因素,
在疏勒河流域作为优势种的长穗柽柳种群分布区域的扩大
和种群数量的增加, 主要依赖于营养生殖中产生的生殖枝
数量增加了该种群在群落中的分盖度, 从而造成了栖息地
微生境的改变,进而为外来的物种定殖提供了条件。
长穗柽柳作为优势种的植物群落在疏勒河流域中起着
重要作用。 在重盐碱地上,长穗柽柳扎根地下 2~4 m,根茎
呈立体网状在地表下分布, 对盐碱地结块土壤有着切割作
用 [13],同时高大的地上部分通过植物导管作用使盐分富集
于叶片等部位,通过落叶的方式,降低了土壤的盐分含量,
在微生物的作用下, 使得长穗柽柳根系周围微生境得到改
善,从而为群落的其他物种,如骆驼刺、芦苇、大花罗布麻、
芨芨草、西北天门冬的定殖提供适当的生态位,从而改变了
群落组成。 但是, 群落中长穗柽柳与骆驼刺呈现生态负联
接,表明优势种长穗柽柳与骆驼刺的非共生关系,二者只是
对盐碱生境的适应,但是否存在颉颃作用,还有待于进一步
研究。
参考文献:
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畜牧与饲料科学 第 31 卷46