全 文 ：26　 草　业　科　学 24卷 10期
10 /2007 PRAT ACULT URA L SCIENCE Vol. 24 , No. 10
伊犁绢蒿荒漠受损草地植物
群落春季演变趋势分析
靳瑰丽 ,朱进忠 ,陈乐宁 ,刘洪来 ,吴咏梅
(新疆农业大学草业工程学院 新疆草地资源与生态实验室 ,新疆 乌鲁木齐 830052)
摘要:对伊犁绢蒿 S eri phidium transillense 荒漠受损草地植物群落春季数量特征 、组分进行测定与分析。
结果表明 ,在放牧胁迫下 , 植物群落组分由未退化阶段的伊犁绢蒿 、叉毛蓬 Petrosimonia sibirica 、角果藜
Ceratocar pus arenarius , 转变为极度退化阶段的叉毛蓬 、弯果胡芦巴 Trigone lla arcuata 、串珠老鹳草 Gera-
nil lm transversale;随着草地受损程度的增加 , 群落的植物种数 、密度呈上升趋势;高度呈递减趋势;群落盖
度从未退化至中度退化阶段呈下降趋势 ,中度至极度阶段呈上升趋势;地上生物量具有一定的波动性 , 但与
未退化阶段相比较 ,其值明显下降;群落经历量变 、量变与质变交互 、质变的演替过程。
关键词:植物群落;数量特征;组分;演变趋势;春季
中图分类号:S812　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-0629(2007)10-0026-05
*　伊犁绢蒿 Seriphid ium transi l lense 荒漠草
地属于中亚气候型荒漠 ,是新疆具有代表性的蒿
属荒漠草地 ,主要集中分布于新疆北疆地区的平
原与低山 ,是当地主要的春秋放牧场[ 1] 。伊犁绢
蒿荒漠以蒿类半灌木为建群层片 ,春季短生及类
短生植物层片发育明显 ,极具特色 ,对于早春家畜
放牧及维护群落多样性有重要的生态 、经济和社
会价值。
伊犁绢蒿荒漠春秋放牧场草地分一年春 、秋
两季使用 ,处于利用牧草的 2个危机期 ,家畜此时
需要大量采食以供怀羔待育和储备越冬需要 ,载
畜压力大 ,并且生态环境很脆弱 ,极易受损。该草
地类型由于长期严重超载过牧 ,草地退化十分普
遍 ,局部地区已极度退化或完全被破坏[ 1] 。草地
群落春季特征对整个生长季内群落结构 、组成和
生产力的变化与发展具有重要的指示作用。因
此 ,以新疆昌吉市阿什里乡典型伊犁绢蒿荒漠草
地为研究对象 ,在春季对受损草地群落春季变化
趋势进行研究 ,为退化草地的恢复和合理利用提
供理论依据。
1　研究区概况
研究区域位于天山北坡中段昌吉市阿什里
乡 ,43°49′26″～ 43°56′51″N , 87°2′8″～ 87°5′24″E ,
为一山前较为平坦开阔的台地 ,海拔 754 ～ 942
m ,南北长 196. 86 km ,东西宽 23. 64 km ,呈条带
形轮廓。年降水量 180 ～ 190 mm ,年蒸发量1 760
mm ,年均温 6. 5 ℃,无霜期 160 ～ 190 d。土壤为
灰漠土 ,成土母质为黄土状物质 ,土层较厚。
2　研究方法
采用野外实地测定和室内统计分析相结合的
方法进行伊犁绢蒿荒漠受损草地植物群落春季变
化趋势研究。
2. 1 样地设置和样方选取　于 2006 年 4 - 5
月 ,在野外实地踏勘的基础上 ,初步了解放牧演替
规律 ,在牧压梯度线上布置样地。以客观取样为
主 ,主观取样为辅 ,平均每间隔 300 m 布置 1个样
地 ,共计 12个 ,即 1 ～ 12号样地 ,并在阿魏滩军用
飞机场内测定 2个对照样地 13 、14号。
试验共设置样地 14个 ,每个样地 10 m ×10
m ,用 GPS 对各样地的海拔高度和经纬度地理信
息进行测定。在每个样地内随机设置 5个样方 ,
每个样方 1 m×1 m 。
2. 2 野外实地测定　对14个样地进行植物群落
* 收稿日期:2006-09-26
基金项目:新疆草地资源与生态重点实验室开放课题“春
秋放牧场受损草地生态系统的评价与恢复理论
及模式的研究”(XJDX0209-2004-03)
作者简介:靳瑰丽(1979-)女 ,河南兰考人 ,讲师 ,在读博士
生。 E m ail:jinguli-xnd@s oh u. com
通讯作者:朱进忠　E m ail:xycy@xjau. edu . cn
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物种数量 ,群落盖度 、密度 、频度、高度(自然高度)、
地上生物量(鲜质量)野外实地测定[ 2 , 3] (表1)。
表 1　样地群落数量特征统计
样地
编号
物种数
(种)
高度
(cm)
盖度
(%)
密度
(株 /m2)
地上生物量
(g /m2)
样地 1 15 0. 92 35. 80 469. 60 29. 72
样地 2 14 1. 04 30. 00 609. 80 37. 01
样地 3 14 0. 83 23. 20 1 451. 40 32. 51
样地 4 14 0. 81 21. 40 228. 40 32. 50
样地 5 19 1. 04 25. 60 363. 60 42. 87
样地 6 19 1. 00 16. 80 663. 20 50. 70
样地 7 21 1. 30 37. 20 701. 00 30. 19
样地 8 13 1. 27 39. 40 429. 40 25. 66
样地 9 15 1. 11 37. 00 1 767. 30 41. 93
样地 10 20 0. 87 32. 80 1 251. 40 36. 92
样地 11 10 1. 06 21. 80 251. 00 27. 11
样地 12 10 0. 72 31. 00 390. 00 28. 16
样地 13 11 2. 65 45. 40 203. 80 147. 56
样地 14 15 2. 54 31. 00 241. 90 92. 72
3　结果与分析
3. 1 草地植物组成　按照草地植物生态经济
类群分类法[ 4] ,组成研究区草地的植物分属于半
灌木 、一年生长营养期草本和短生及类短生草本
三大经济类群。
半灌木类群:伊犁绢蒿 、驼绒藜 Ceratoides
latens 、木地肤 Kochia prostrata 。
一年生长营养期草本类群:叉毛蓬 Petrosi-
monia sibirica 、角果藜 Ceratocarp us arenarius 、
散枝猪毛菜 Salsola brachiata 、抱茎独行菜 Lepi-
dium per foliatum 、灰藜 Chenopod ium Alubum 、
萹蓄 Polygonum aviculare 、田旋花 Convolvulus
arvensis 等。
短生及类短生草本类群:腋球顶冰花 Gagea
bulbi f era 、弯果胡芦巴 Trigonel la arcuata 、串珠
老鹳草 Geranil lm transversale 、伊犁郁金香 Tu-
lipa i liensis 、四齿芥 Tetracma quadricornis 、角
果毛茛 Ceratocephalus orthoceras 、庭荠 Alyssum
desertorum 、蒲公英 A lta jcum Schischk 、鳞茎早
熟禾 Poa bulbosa 、黄芪 Astragalus pendul i f lo-
rus 、涩芥 Malcorm ia a f ricana 、条叶车前 Lessin-
gi i f isch 、蝎尾菊K oelpinia linearis 、阿魏 Ferula
f erulaeoides等 。
3. 2 退化演替序列划分　数量分类是研究群
落相互关系的一个重要途径 ,为分析复杂的群落
现象提供可靠的依据[ 5 , 6] 。建群种通常对草地植
物群落的结构 、外貌以及发展具有决定作用 ,建群
种的更替可成为群落演替阶段的标志 。因此 ,本
研究运用 SPSS 11. 5统计软件 ,采用 R型欧式距
离平方值聚类法 ,以伊犁绢蒿荒漠草地的建群种
伊犁绢蒿各种数量特征为指标作为参量 ,对研究
区 14个样地进行聚类 ,划分退化演替序列。选取
相对频度 、相对盖度进行聚类时 ,结果与研究区退
化现状较一致 ,聚类分析结果见图 1。
图 1　样地聚类分析树状图
若聚类水平为 4水平 ,可将研究区演替进程
划分成 4个阶段 ,根据各阶段样地的群落特征分
别定义为 ,未退化阶段(13 、14号样地)、中度退化
阶段(4 、5号样地)、重度退化阶段(1 、2 、3 、6 、8号
样地)、极度退化阶段(7 、9 、10 、11 、12号样地)。
3. 3 受损草地群落春季变化趋势分析
3. 3. 1群落组分春季变化趋势　持续超载放牧 ,
使草地受损逐渐累积 ,草地群落组成成分发生变
化。而草地群落的结构与外貌通常以主要物种的
组成为特征 ,因此主要物种的更替可以成为群落
演替阶段的标志[ 7] 。计算各退化阶段中每种植物
的重要值[ 8] (表 2),确定各退化阶段的主要植物 ,
明确其在群落中的地位。以各退化阶段中植物重
要值排在前 3位的物种作为主要分析对象 ,分析
受损草地群落组成成分变化趋势(表 3)。
重要值=(相对密度%+相对株高%+相对
生物量%) /3
3. 3. 1. 1 未退化阶段:伊犁绢蒿 、叉毛蓬 、角果藜 。
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表 2　不同退化阶段植物群落主要物种重要值变化
植物名称 重要值(%)未退化 中度退化 重度退化 极度退化
伊犁绢蒿 36. 59 25. 00 11. 04 1. 65
叉毛蓬 12. 60 7. 94 2. 64 23. 69
角果藜 6. 40 20. 10 2. 18 2. 51
弯果胡芦巴 1. 77 2. 32 4. 13 16. 84
腋球顶冰花 0 18. 80 33. 45 9. 83
串珠老鹳草 0 1. 08 8. 58 14. 36
由于未退化阶段无放牧胁迫 ,所受干扰主要是气
候 、环境等自然因素 。此阶段伊犁绢蒿 、叉毛蓬 、
角果藜为主要物种 ,表现出伊犁绢蒿荒漠草地典
型特征 。伊犁绢蒿的重要值是叉毛蓬的约 3倍 ,
角果藜的 6倍 ,伊犁绢蒿优势作用突出 ,是该阶段
群落的建群种。
3. 3. 1. 2 中度退化阶段:伊犁绢蒿 、角果藜 、腋球
顶冰花。在放牧胁迫的作用下 ,原生植被的生长
受到一定程度抑制 ,群落组成成分开始发生变化。
伊犁绢蒿在该阶段仍是最主要的优势种 ,角果藜
次之 。但在放牧胁迫下叉毛蓬开始衰退 。腋球顶
冰花 、串珠老鹳草等短生及类短生植物得以生长 ,
且腋球顶冰花取代叉毛蓬的地位成为该阶段的主
要物种之一。
3. 3. 1. 3 重度退化阶段:腋球顶冰花 、伊犁绢蒿 、
串珠老鹳草。在重度退化阶中随着放牧胁迫的不
断增大 ,一年生层片由于耐胁迫性较半灌木层片
差 ,角果藜 、叉毛蓬的重要值呈显著下降 ,已不再
成为该阶段的主要物种。由于原生植物群落中的
优势物种生长得到强烈抑制 ,削弱了对群落中其
他物种的抑制性 ,种间竞争力下降。因此短生及
类短生层片大量发生 ,其中腋球顶冰花 、串珠老鹳
草尤为突出 ,重要值显著提高。腋球顶冰花成为
该阶段的优势种 ,伊犁绢蒿地位下降成为次优势
种。群落的组成成分发生较大的变化。
3. 3. 1. 4 极度退化阶段:叉毛蓬 、弯果胡芦巴 、串
珠老鹳草 。在极牧条件下 ,草地受损极为严重 ,优
良牧草数量大量减少 ,一年生 、短生及类短生植物
的种类和数量增加 ,生长更加旺盛 。
由于短生及类短生层片耐牧性差 ,在持续放
牧胁迫条件下 ,对放牧胁迫适应机制较差的腋球
顶冰花重要值显著降低 ,不再成为群落的主要物
种。伊犁绢蒿为建群种的原生植被极度减少或消
失 ,原次优势种一年生叉毛蓬成为该阶段受损植
物群落的最主要的优势种 ,由重度退化阶段时的
2. 64%上升到 23. 69%。具有一定耐牧适应机制
的弯果葫芦巴和串珠老鹳草从未退化到极度退化
阶段 ,重要值呈递增趋势 ,在群落中获得了稳定的
优势地位 。极度退化阶段 ,受损植物群落的组成
成分发生显著变化。
3. 3. 2 群落春季数量特征变化趋势　在春季 ,短
生及类短生 、一年生长营养期草本等植物的生长
特性有明显差别 ,种群存在不稳定性 。随放牧胁
迫的增强 ,由于草地植物的生态适应机制不同 ,不
同退化阶段中受损草地群落的植物种数 、高度 、盖
度 、密度 、地上生物量均发生了较大的波动。结合
表 3分析受损草地群落数量特征春季变化趋势。
3. 3. 2. 1 植物种数和密度变化趋势:随退化程度
增加 ,植物种数逐渐增加 ,从未退化阶段的 16种
增加到极度退化阶段时的 27种 。原生植被主要
物种受到牧压胁迫 ,种间竞争力越来越小 ,为短生
及类短生 、一年生长营养期植物的侵入创造了良
好的条件 ,使其得到了较好的发展。在放牧胁迫
下 ,以增加个体数量来适应干扰 ,致使整个群落的
密度急剧上升由未退化时的 237. 75 株 /m2 增加
到 871. 96 株 /m 2 。
3. 3. 2. 2 群落高度变化趋势:未退化阶段群落的
高度为2. 32cm ,从中度至极度退化阶段植物群
表 3　不同退化草地中群落特征数量
草地
退化阶段
植物
种数
密度
(株 /m2)
高度
(cm)
盖度
(%)
地上生物量
(g /m2) 群落主要物种
未退化　 16 234. 75 2. 61 39. 00 122. 85 伊犁绢蒿 、叉毛蓬 、角果藜
中度退化 20 296. 88 0. 92 23. 50 37. 68 伊犁绢蒿 、角果藜 、腋球顶冰花
重度退化 24 724. 68 0. 68 29. 48 39. 12 腋球顶冰花 、伊犁绢蒿 、串珠老鹳草
极度退化 27 871. 96 0. 59 31. 76 32. 70 叉毛蓬 、弯果胡芦巴 、串珠老鹳草
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落的高度与未退化阶段的高度相差 2 ～ 3倍 ,高度
降至 0. 59 cm 。可见 ,受损植物群落的高度随退
化程度增加而逐渐降低 ,植株向矮化 、小型化方向
发展 。
3. 3. 2. 3 群落盖度变化趋势:4个退化阶段中未退
化阶段群落的盖度最大为 39. 00%。群落盖度从
未退化至中度退化阶段呈下降趋势 ,从中度至极
度退化阶段又呈上升趋势 ,但仍不及未退化阶段
时群落的盖度。这与从重度退化阶段开始短生及
类短生和一年生长营养期植物的大量生长有关。
3. 3. 2. 4 群落地上生物量变化趋势:随牧压不断
增强 ,大量短生及类短生植物滋生 ,导致整个群落
地上生物量在春季呈现较大的波动。未退化阶段
地上生物量值最大为 122. 85 g /m2 ,以此为对照 ,
受损植物群落的地上生物量明显下降 ,极度退化
时达到最小值为 32. 70 g /m2 。但重度退化阶段
相对于中度退化阶段又略有增加 ,是由于群落在
此阶段密度极度增加 ,而使植株个体地上生物量
没有受到本质上的抑制 ,加之伊犁绢蒿还处于次
优势地位所致。
3. 3. 3群落演变过程分析　草地退化应是一个由
量变到质变的过程 ,在这一过程中草地群落的物
种个体 、种群特征 、群落组成都在发生着不同程度
上的演变 ,并在某一阶段中占居主导地位。
进一步以群落物种数 、密度 、高度 、盖度及地上
生物量对用各退化阶段进行相异系数(dissimilarity
coefficient)计算(表 4)。各退化阶段呈现明显而有
规律的相异性 ,未退化阶段与其他各阶段相异系数
均较大 ,中度退化阶段与重度 、极度相异系数次之 ,
而重度退化与极度退化阶段相异性最小。
　　从未退化到极度退化阶段演替过程可分为量
变过程 、量变与质变交互过程 、质变过程 。
3. 3. 3. 1 量变过程:未退化到中度退化阶段 ,此过
程主要体现在群落物种个体形态及产量发生变
表 4　不同退化阶段相异系数矩阵
Case 未退化 中度退化 重度退化 极度退化
未退化　 0
中度退化 13. 630 0
重度退化 15. 302 3. 487 0
极度退化 19. 529 7. 283 0. 770 0
化 。具体表现为群落中各物种地位不发生本质改
变 ,仅仅是在退化驱动力的胁迫下所引起的产量
下降 、高度降低的过程 。伊犁绢蒿仍具有绝对优
势 ,群落产量由 122. 85 g /m2 下降到37. 68 g /m2 ,
高度由 2. 61 cm 下降到 0. 92 cm 。未退化阶段和
其他各退化阶段相比 ,与其相邻中度退化阶段具
有较小的相异系数 13. 630 ,说明植株个体的这种
变化是短暂的 ,非本质的 ,一旦胁迫减轻即可恢
复 。此过程也是治理受损群落最容易的时期 ,但
也是最不易察觉其发生退化的时期。
3. 3. 3. 2量变与质变交互过程:中度退化到重度
退化过程 ,此过程是在维持量变的基础上 ,又新增
种群特征发生变化 。具体表现在对胁迫敏感的物
种会发生数量及覆盖度上的变化 ,原有群落的建
群种伊犁绢蒿 2种指标会降低 ,而伴生种 、侵入种
腋球顶冰花 、串珠老鹳草有增加趋势。群落总体
数量特征变化趋势因物种组成变化差异性而呈现
短暂回升。中度退化与重度退化阶段相异系数有
所降低 ,为 3. 487 ,此过程群落极其不稳定 ,潜在
恢复能力较强。
3. 3. 3. 3质变过程:重度退化阶段到极度退化阶
段 ,此过程是在上述 2个过程变化的基础上 ,群落
发生改变。群落优势种基本由耐胁迫性较强物种
而取代 , 产量 、高度都降低 ,群落发生本质变化。
重度退化阶段与极度退化阶段相异性系数达到极
小值 0. 770 ,说明群落已向质变方向变化 ,群落极
易因自然或人为因素而受损 ,并引起系统的崩溃 ,
草地群落的恢复具有一定的难度 。
4　结论
通过上述结果与分析可以看出 ,随着放牧胁
迫的增加 ,伊犁绢蒿荒漠草地受损植物群落春季
变化趋势可归纳为以下几点 。
4. 1 群落组分发生演替　受损植物群落的组
成成分发生显著变化 ,未退化阶段为:伊犁绢蒿 、
叉毛蓬 、角果藜;中度退化阶段为:伊犁绢蒿 、角果
藜 、腋球顶冰花;重度退化阶段:腋球顶冰花 、伊犁
绢蒿 、串珠老鹳草;极度退化阶段变为:叉毛蓬 、弯
果葫芦巴 、串珠老鹳草。到了极度退化阶段伊犁绢
蒿荒漠草地的建群种已不再是群落的优势植物种。
4. 2 群落数量特征发生改变　从未退化→极
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度退化阶段 ,受损植物群落的植物种数 、密度呈递
增趋势 ,高度呈递减趋势;群落盖度从未退化→中
度退化呈下降趋势 ,中度→极度呈上升趋势;地上
生物量波动较大 ,无规律性变化 ,但与未退化阶段
相比较 ,其值明显下降。春季群落的数量特征表
现为 ,物种数 、密度与退化趋势成反比 ,高度与退
化趋势成正比。
4. 3 群落发生本质改变　群落在由未退化阶
段到极度退化阶段的演替过程中 ,经历量变到质
变的更替 ,直至群落发生本质改变 。量变阶段体
现为生产能力的变化 ,而质变阶段突出体现为群
落演替。
参考文献
[ 1] 　朱进忠, 吴咏梅.伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地经
济性状演变的分析[ J] .草业科学 , 2005 , 22(10):1-6.
[ 2] 　任继周.草业科学研究方法[ M] . 北京:中国农业出
版社 , 1998. 1-16.
[ 3] 　李博 ,杨持 , 林鹏. 生态学[ M ] . 北京:高等教育出版
社 , 2000. 112-172.
[ 4] 　许鹏.草地调查规划学[ M] . 北京:中国农业出版社 ,
1994. 32-47.
[ 5] 　杨利民 ,韩梅 , 李建东.松嫩平原主要草地群落放牧
退化演替阶段的划分[ J] . 草地学报 , 1996 , 4(4)281-
287.
[ 6] 　李永宏.锡林河流域羊草草原和大针茅草原在放牧
影响下的分异与趋同[ J] . 植物生态学与地植物学学
报 , 1988 , 12(2):189-197.
[ 7] 　王炜 ,刘钟龄 , 梁存柱 ,等. 内蒙古草原退化群落恢复
演替的研究[ J] . 植物学报 , 1996 , 20(5):460-471.
[ 8] 　邱丹.青南地区“黑土滩”退化草地植被演替规律的
研究[ J] . 中国农学通报 , 2005 , 21(9):284-293.
The Analysis of plant community evolvement tendency on degraded
Seriphidium transi l lense desert rangdeland in Yili
JIN Gui-li , ZH U Jin-zhong , CHEN Le-ning , LIU Hong-lai , WU Yong-mei
(Department of Grassland Science , Xinjiang Agricul tural Universi ty;Xinjiang Labo rato ry
of Grassland Resources and Ecology , Urumqi 830052 ,China)
Abstract:The quantity character and composition o f deg raded Seriphidium transi l lense desert range-
land w ere measured and analy zed. The result show ed that the composit ion of plant community
changed from S . transi l lense , Petrosimonia sibirica , Ceratocarpus arenarius at non-deg raded stage to
P. sibirica , Trigonel la arcuata ,Geranium transversale at severe deg raded stage unde r g razing st ress.
With the increasing of the damaged deg ree , the number of plant species and densi ty of the community
increased and plant height decreased acco rdingly. The cove rage decreased from non-deg raded stag e to
medium deg radat ion , but increased from medium deg radation to seve re deg radation. The aboveg round
biomass f luctuated , but i ts value decreased apparent ly compared wi th non-deg radation stag e. The
plant communi ty has suffered the succession pro cess o f quantitative change , quanti tative and qualita-
tive mutual change and quali tative change.
Key words:plant communi ty;quanti tat ive characteristics;composi tion;evolving tendency;spring
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