全 文 :第 17 卷 第 2 期
Vol. 17 No . 2
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2009 年 3 月
Mar . 2009
野生大豆群落主要种群生态位特征研究
吴东丽1, 2 , 张金屯3* , 王春乙1, 薛红喜4
( 1. 中国气象科学研究院, 北京 100081; 2. 国家气候中心, 北京 100081; 3. 北京师范大学
生命科学学院, 北京 100875; 4.中国气象局大气探测技术中心, 北京 100081)
摘要:野生大豆 ( Gly cine soj a Sieb. et Zucc. )属豆科( L eguminosae) ,为我国二级濒危保护植物。为给野生大豆种
群保护提供科学依据,对北京地区野生大豆群落环境进行系统调查,通过对区域、生境和群丛组 3 种不同尺度下 28
个优势种生态位宽度和生态位重叠分析, 结果表明: 在 3 种尺度下, 优势种的生态位宽度同频度有相同的变化趋
势,频度越大, 生态位宽度越大;在石质河床、土质河床和水库撂荒地 3 种不同基质生境下分布的野生大豆群落具
有一定相似性,但在优势种组成上仍有差异; 每个群丛组生态位宽度较大的物种在一定程度上可以代表其群丛组
生境特点,生境条件影响物种分布; 生态位重叠值较高的各种对, 因为具有相似的生物学特征,对生境要求比较相
近;生态位宽度较大的种群之间, 生态位重叠值并不一定高。
关键词:野生大豆; 生态位宽度;频度; 生态位重叠
中图分类号: Q948 文献标识码: A 文章编号: 10070435( 2009) 02016608
Niche Characteristic of Dominant Species in the National Protected Plant,
Glycine soj a Sieb. et Zucc. Community
WU Dongli1, 2 , ZHANG Jintun3* , WANG Chunyi1 , XU E Hongx i4
( 1. Chin ese Academy of Meteorological S cien ces, Beijing 100081, Chin a; 2. Nat ional Cl imate C enter, Bei jing 100081, China;
3. College of Life Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; 4. Atmospheric Observat ion Techn ology
Center, Ch ina Meteorological Administ rat ion, Beijing 100081, Ch ina)
Abstract: Cult ivated soybeans are derived f rom G ly cine soj a Sieb. et Zucc. , w hich dist ributes only in the
eastern Asia. China is located in the majo r part o f eastern A sia and the germplasm of G. soj a is abundant.
Because o f the human impacts on natural eco systems, the species is under the threat of ex t inct ion and has
been ranked as an endangered species. Thus, it is impo rtant to study the relat ionships betw een G. soj a and
its habitats for scient if ic pr otection. Based on sy stematic invest igat ion o f the G. soj a communit ies in Bei
jing , niche width and niche overlap of 28 dom inant species w ere analyzed at thr ee dif ferent scales of reg ion,
habitat , and asso ciat ion g roup. T he r esults demonst rate that the dominant species w ith high f requency had
a broad niche, w hile others w ith low fr equency had relatively narrow niches at three scales; ther e w ere cer
tain sim ilarit ies among G. soj a communit ies in three dif ferent habitats ( e. g. stonebased r iv erbed, soil
based riverbed, and idle land around reserv oir) , but the composit ion pat terns o f the dom inant species w ere
st ill different ; the species w ith high niche w idth in their association groups could represent the habitat
character ist ics because the habitats inf luenced the dist ribut ion of species; species pairs w ith high niche o
ver laps w ere more likely to liv e in the similar habitats; the species with higher niche w idth w ere not likely
to have higher niche overlap because dif ferent eco logical character ist ics and resour ce requirements could re
sult in low er niche over lap.
Key words: Gly cine soj a Sieb. et Zucc. ; Niche w idth; Frequency; Niche overlap
收稿日期 : 20080521;修回日期: 20080805
基金项目:国家自然科学基金资助项目( 30771248, 30070140)和国家 十一五科技支撑计划重点项目( 2006BAD04B09)
作者简介:吴东丽( 1977 ) ,女,博士,山西曲沃人,研究方向为植物生态学和农业气象, Email : w udongli666@ 126. com; * 通讯作者 Au
thor for correspondence, Email: Zh angjin tu n@ yah oo. com. cn
第 2期 吴东丽等:野生大豆群落主要种群生态位特征研究
生态位研究是近代生态学理论的重要内容, 种
的生态位宽度和种间生态位重叠被认为是物种多样
性及群落结构的决定因素, 反映了种群对资源的利
用能力[ 1, 2]及其在群落的稳定性。生态位宽度和生
态位重叠的计算分析对不同植物环境适应性的比较
具有重要作用[ 3] ,在特定群落中,一个种特有的形态
适应、生理反应和行为决定了该种在群落中的地位
和状况,而复杂的生态关系使各种群的生态位总倾
向于表现为分享其他种群的基础生态位部分 [ 4] , 并
且对某些资源的共同需求, 使不同种群生态位常处
于不同程度的重叠状态。
野生大豆( Gly cine soj a Sieb. et Zucc. )是栽培
大豆( G. max ( L . ) M err. )的野生近缘种, 具有多
种优良性状,营养丰富,其地理分布仅限于东亚中北
部地区。中国野生大豆资源最为丰富, 约占全世界
总量的 90%以上[ 5] , 但是由于人类的干扰和破坏,
原本大面积分布的野生大豆群落缩减甚至消失, 因
此该物种列为我国二级濒危保护植物。近年来研究
珍稀濒危植物的种群生态位特征,探讨濒危植物对
空间资源的利用及其群落结构等方面的研究报道逐
渐增多[ 6, 7] ,对濒危种群保护措施的制定和实施非
常重要。本文通过对北京地区野生大豆群落 28 个
优势种,进行区域、生境和群丛组 3种不同尺度下生
态位变化分析, 揭示野生大豆在不同群落中的功能
地位、生态适应性及生态相似性,探讨种群对资源的
利用状况,发展趋势,从而为野生大豆种群的保护提
供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 研究区域自然概况
北京位于华北平原最北端, 北纬 3938~ 41
05, 东经 11524~ 11730, 西北高, 东南低, 西部
和北部为山区,分属太行山脉和燕山山脉,东南部属
华北平原,海拔差异较大。该区域内东灵山最高,海
拔 2303 m, 平原地区平均海拔为 15~ 50 m[ 8]。北
京地区属温带大陆性季风气候, 冬季寒冷干燥, 夏季
炎热多雨,水热时空分配不平衡。年均温 11. 8 ,
平均年较差达 31. 0 。年平均降雨 565 mm, 大部
分集中在 7月和 8月, 由于地形影响,山区和平原地
区降水也有很大差异[ 9] 。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 取样及数据处理 2005年 7 8 月, 对北京
地区野生大豆分布环境特点进行全面考察,发现野
生大豆主要分布在石质河床、土质河床和水库撂荒
地 3种土壤较湿的不同基质。采取典型取样法(表
1) ,设置 106个样方,大小为 1 m 1 m,记录物种组
成(类型)、高度、盖度、环境因子特征,如土壤厚度、
石头盖度、坡度、坡向、坡位、小地形、经纬度、与水的
距离、与人类居住地的距离、野生大豆缠绕的植物、
人为干扰、放牧情况等。综合各物种在样方中的盖
度与出现频率,共选取 28个优势种, 进行生态位及
重叠分析。
表 1 采样地理位置
T able 1 Sampling lo cat ion
区域
Region
样方数
Quadrat num ber
经度
Lon gitu de
纬度
Latitud e
海拔( m )
Alt itude
生境特征
H abitat characteris tic
门头沟区永定河流域
Yongdin g River Val ley in
M entougou Dis t rict , Beijing
1~ 30 11551~ 11554E 4001~ 4002N 207~ 290 以石头为基质的河床
Stonebased riverbed
昌平区北沙河流域
Beisha River Valley in
C han gping Dist rict , Beijin g
31~ 65 11551E 4008N 20~ 36 以土壤为基质的河床
Soilbased riverbed
延庆县官厅水库
Guant ing Reservoi r in
Yanqing County, Beijing
66~ 106 11547~ 11547E 4025~ 4026N 470 水库周边撂荒地
Idle land arou nd r eservoir
采用重要值作为反映植物与环境关系的重要指
标,计算公式如下[ 10] : 植物重要值= (相对盖度+ 相
对高度) / 200
1. 2. 2 生态尺度确定 本研究分别在区域、生境和
群丛组 3个尺度上进行分析。将所有 106个样方内
的 28个优势种进行生态位分析定义为区域尺度;分
别对永定河流域石质河床、北沙河流域土质河床和
官厅水库撂荒地 3种不同基质生境下优势种生态位
分析定义为生境尺度; 根据 TWIN SPAN 分类将
106个样方划分为 4个组,代表 4个群丛组[ 11] ,把每
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草 地 学 报 第 17卷
个群丛组中优势种的生态位分析定义为群丛组尺度。
1. 2. 3 计算方法 ShannonWiener 生态位宽度指
数计算公式[ 10] :
B i = - r
j = 1
( p ij lnp ij )
B i 为种 i 的生态位宽度, p ij = nij / N ij , nij 为种
群 i 利用资源状态 j 的数量(以种群 i在第 j 样方的
重要值表示) , N ij为种群 i 的总数量, r 为样方数。
Petr ait is生态位重叠指数( SO)计算公式[ 10] :
SOik= eEik
E ik = r
j = 1
( p ij lnp kj ) - r
j= 1
( p ij lnp ij )
显著性检验用 U ik = - 2r ln( SOik )
SOik为物种 i 重叠物种 k 的生态位重叠指数,
E ik为种 i 和种 k 的生态位重叠值, k 为不同于 i 的
另一物种。U 服从于 df 为 r1的 x 2分布。若其显
著,便拒绝种群 i 在 k 上生态位完全重叠的零假设。
2 结果与分析
2. 1不同尺度生态位宽度分析
2. 1. 1 区域尺度生态位宽度 生态位宽度是一个
生物所利用的各种资源总和, 是度量植物种群对环
境资源利用状况的尺度, 其大小主要反映种群对环
境的适应状况和对资源的利用程度 [ 12] , 种群生态位
宽度越大, 则对环境的适应能力越强。本研究结果
表明,优势种的生态位宽度同频度具有相同的变化
趋势,即优势种频度越大, 其生态位宽度越大 (图
1)。并且, 野生大豆、野艾蒿( A r temisia lavandu
laef olia DC. )、大车前( P lantago maj or L. )、狗尾
草( S etar ia vi ridi s ( L. ) Beauv. )、旋覆花 ( I nula
j aponica T hunb. )生态位宽度最大(表 2) , 说明在
北京地区野生大豆群落中,这些物种分布最广,数量
最多,利用资源最为充分, 具有较大的生态适应范
围,趋于泛化种的可能性大;而鼠掌老鹳草( Ger ani
um sibir i cum L. )、鹅绒委陵菜( Potenti lla anser ine
L. )、泽兰( Eup ator ium l indleyanum DC. )、天蓝苜
蓿(M edicago lup ulina L. )、长萼鸡眼草( K ummer
ow ia stipulacea ( M axim. ) Makino )生态位宽度最
小,表明这些物种在北京野生大豆群落中分布范围
最小,数量最少,特化程度强, 趋于特化种,如鹅绒委
陵菜、长萼鸡眼草和天蓝苜蓿就出现在特定生境中,
鹅绒委陵菜在干扰较严重的地方出现几率较大, 长
萼鸡眼草则多出现在较干燥的生境中, 而天蓝苜蓿
只出现在官厅水库的撂荒地上。
图 1 优势种生态位宽度与频度的变化趋势
F ig. 1 T he variation of niche breadth and f requency
o f dominant species
如表 2所示, 大车前和旋覆花不仅生态位宽度
最大,与野生大豆重叠值也最大,说明二者与野生大
豆具有相同或相似的资源要求, 但生态位宽度最大
的种群,与野生大豆的重叠值不高, 如野艾蒿、狗尾
草,说明种群间的生态位重叠除表征生态相似性外,
还反映竞争关系, 虽然二者对生境的要求同野生大
豆相似,但竞争能力较后者弱。
2. 1. 2 生境尺度生态位宽度 从表 3可见,优势种
在不同生境中出现频率越大,其生态位宽度值越大。
野生大豆和野艾蒿同时成为 3种不同生境野生大豆
群落中,生态位宽度最大的物种,反映了野生大豆作
为优势种在每个生境内生态位宽度均最大,同时野
艾蒿是最常见的优势共生种。荩草 ( A rthr axon
hisp id us ( Thunb. ) M akino)在永定河流域和北沙
河流域的生态位宽度值分别位于第 3 和第 4, 而在
官厅水库其生态位宽度值相对较小, 说明荩草更易
在永定河和北沙河的野生大豆群落中占优。而葎草
( H umulus scandens ( Lour. ) M err. )和狼把草( Bi
dens t r ip art i ta L. )、狗尾草和早开堇菜( v iola p rio
nantha Bunge)、旋覆花和苣荬菜( Sonchus br achyo
tus DC. )分别成为永定河、北沙河、官厅水库不同生
境中野生大豆群落的绝对优势种。3个生境的优势
种既相似并存在差异, 原因可能是生境中水分、土
壤、微地形各因素存在异质性。
2. 1. 3 群丛组尺度生态位宽度 从表 3可见, 优势
种在不同群丛组中,出现频率越大,生态位宽度也越
大。每个群丛组中生态位宽度最大的物种具有一定
差异,与群丛组的生境相关,同时说明 4个群丛组的
环境之间存在差异。群丛组 1生境为水库撂荒地,
优势种为旋覆花、大车前、牛鞭草( H emarthr ia al ti
ssima ( Poir. ) Stapf et C. E. H ubb. )。群丛组 2
生境为湿河床, 土壤含水量较高, 而荩草、水芹 ( Oe
nanthedecumbensK.Po l. )作为生长在含水量较高
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第 2期 吴东丽等:野生大豆群落主要种群生态位特征研究
表 2 区域尺度上优势种的生态位宽度
Table 2 Niche breadth of dominant species at r eg ion scale
种号
No.
种名
Species
总频数
Frequency
总宽度
Niche breadth
与野生大豆的重叠值
Niche overlap w ith G. soj a
1 野生大豆 G ly cine soj a Sieb. et Zucc. 99 4. 453 1. 000
2 草木犀 Me li lotus suav eolens Ledeb 27 3. 103 0. 185
3 天蓝苜蓿 Medicag o lup ul ina L. 9 2. 127 0. 052
4 长萼鸡眼草 K ummer ow ia stipu lac ea ( Maxim. ) Makino 12 2. 173 0
5 野艾蒿 A r temisia lavandulaef ol ia DC. 79 4. 222 0. 138
6 刺儿菜 Cirsium setosum ( Willd. ) M B. 13 2. 424 0. 057
7 泽兰 E up atorium l ind leyanum DC. 8 1. 999 0. 052
8 狼把草 B id ens t ripar ti ta L. 18 2. 652 0. 081
9 苍耳 X anthium sibi ri cum Pat rin. 20 2. 871 0. 050
10 苣荬菜 S onchus brachy otus DC. 26 3. 207 0. 081
11 旋覆花 I nula j ap onica Thunb. 42 3. 617 0. 266
12 豚草 A mbrosia ar temi sii f ol ia 12 2. 373 0. 073
13 欧地笋 L y copu s europ aeus L. 11 2. 232 0. 112
14 水棘针 A methy st ea caer ulea L. 10 2. 256 0. 130
15 薄荷 Mentha hap localy x Briq. 25 2. 978 0. 142
16 益母草 L eonur us j ap onicu s H out t . 11 2. 370 0. 001
17 荩草 A r thr axon hi spid us ( T hunb. ) Makino 47 3. 426 0. 325
18 牛鞭草 H emarthria a lt issima ( Poir. ) Stapf et C. E. H ubb . 19 2. 887 0. 183
19 狗尾草 S etaria v ir idi s ( L. ) Beau v. 47 3. 676 0. 069
20 芦苇 P hr agmi te s communi s T rin. 11 2. 332 0. 055
21 藨草 S ci rp us t riqu ete r L. 17 2. 690 0. 179
22 针蔺 E leochari s v all ecu losa Ohw i 13 2. 454 0. 141
23 水芹 Oenanth e de cumbens K.Pol. 20 2. 864 0. 153
24 鼠掌老鹳草 G eranium sibi ri cum L. 6 1. 529 0. 024
25 葎草 H umulus scandens ( Lour. ) Merr. 25 3. 031 0. 144
26 大车前 P lantag o maj or L. 48 3. 744 0. 389
27 鹅绒委陵菜 P otent i lla anserine L. 12 1. 964 0. 035
28 早开堇菜 Viola pr ionantha Bunge 25 2. 874 0
生境的代表植物说明该生境土壤含水量较高。群丛
组 3生境为较湿石质河床,豚草( A mbrosia ar temis
i if ol ia)、葎草可以代表该群丛组石质河床生境特
点。群丛组 4的生境为较干土质河床, 长萼鸡眼草
成为该群丛组的主要优势种, 一定程度说明了该群
丛组土壤含水量较低。综上所述,每个群丛组生态
位宽度较大的物种可部分代表其群丛组的生境特
点,因为生境特点影响物种分布[ 13]。
2. 2 生态位重叠
2. 2. 1 区域尺度生态位重叠 当两个物种利用同
一资源或共同占有某一资源要素(食物、营养成分、
空间等)时,会出现生态位重叠现象。生态位重叠较
大的物种,或具有相近的生态特性,或对环境因子具
有互补性要求, 即生态位重叠是两个物种在二者与
生态因子联系上的相似性 [ 14]。
区域尺度上(表 4) , 28个优势种构成 756个种
对,但仅有 116个种对有生态位重叠值( SO) , 占整
个种对的 15. 34% , SO> 0. 2, 有 5对, 0. 1< SO<
0. 2,有 15对, 0. 01< SO< 0. 1,有 34对, 0. 01< SO
< 0,有 62对,说明 28 个种群间并未表现出显著的
生态位完全重叠, 各种群间利用资源的差异性显著,
表明种群对资源的共享趋势并不明显。
种群与生态位宽度最大的 5种生态位重叠情况
为: 26种与野生大豆、23 种与野艾蒿、13 种与大车
前、5种与狗尾草、10种与旋覆花有生态位重叠值;
而种群与生态位宽度最小的 5 种生态位重叠情况
为: 0种与鼠掌老鹳草、1种与鹅绒委陵菜、0 种与泽
兰、1种与天蓝苜蓿、1 种与长萼鸡眼草有生态位重
叠值,表明生态位宽度越大的物种,对资源利用能力
越强,分布越广, 其他种群与其重叠机会越大;生态
位宽度越小的物种, 与之相反(表4)。但生态位宽
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草 地 学 报 第 17卷
表 3 3 个生境和 4 个群丛组的优势种生态位宽度
Table 3 Niche breadth of dominant species in three habitats and four associat ion gr oups
种号
No.
3个生境
T hree habitat s
永定河
Yongding
River
北沙河
Beisha
River
官厅水库
Guant ing
reservoir
4个群丛组
Four as sociat ion grou ps
群丛组 1
Associat ion
group 1
群丛组 2
Association
g rou p 2
群丛组 3
Association
gr ou p 3
群丛组 4
Associat ion
group 4
1 3. 326 3. 104 3. 596 3. 494 3. 475 2. 715 1. 969
2 1. 680 2. 851 2. 800 1. 251 1. 062
3 2. 127 2. 127
4 0. 000 2. 113 0. 000 2. 113
5 2. 900 2. 987 3. 422 3. 360 2. 893 2. 280 2. 496
6 1. 040 0. 934 1. 798 1. 798 0. 000 1. 051 0. 689
7 1. 999 1. 345 1. 357
8 2. 486 1. 002 1. 600 2. 092 1. 002
9 1. 288 2. 132 1. 758 1. 362 1. 983 0. 000 1. 911
10 1. 573 3. 013 2. 914 0. 691 1. 573
11 1. 816 1. 591 3. 272 3. 239 1. 995 0. 690 1. 080
12 2. 373 1. 163 2. 020
13 1. 712 1. 445 1. 445 1. 527 0. 000
14 2. 256 2. 256
15 2. 171 1. 733 1. 831 1. 120 2. 621 1. 378
16 0. 000 1. 932 1. 038 1. 038 0. 000 1. 932
17 2. 787 2. 809 1. 997 1. 735 3. 183 1. 822 0. 000
18 2. 887 2. 887
19 2. 105 3. 094 2. 271 1. 947 2. 599 1. 937 2. 532
20 1. 729 1. 082 0. 676 0. 676 1. 887 0. 000 0. 000
21 0. 564 0. 000 2. 497 2. 497 1. 014
22 0. 000 2. 369 2. 369 0. 000
23 1. 508 2. 538 0. 000 2. 817 0. 000
24 0. 672 0. 000 0. 660 0. 660 0. 000 0. 676
25 2. 614 1. 559 1. 406 1. 151 2. 162 2. 008 1. 096
26 2. 122 1. 707 3. 378 3. 213 2. 414 1. 741 0. 000
27 0. 000 1. 883 1. 883 0. 000
28 1. 476 2. 576 0. 000 1. 728 2. 542
度大的种群之间,生态位重叠值未必高,如狗尾草和
野艾蒿为 0. 003, 野艾蒿和旋覆花,狗尾草和旋覆花
均为 0, 由于具有较宽生态位的物种本身生态学特
性不同,对资源段位要求不完全一致。
生态位重叠值( SO)大于 0. 2的有 5对,即大车
前和野生大豆、荩草和野生大豆、长萼鸡眼草和早开
堇菜、旋覆花和野生大豆、牛鞭草和野艾蒿。其中,
大车前、荩草、旋覆花和野生大豆都适宜生长在比较
潮湿的环境中, 而长萼鸡眼草、早开堇菜、牛鞭草和
野艾蒿适宜生长在较干燥的环境中。上述各种对的
生态位重叠值较高,是因为相似的生物学特征使它
们对生境的要求比较相近。
2. 2. 2 生境尺度生态位重叠 在永定河流域的野
生大豆群落中, 野生大豆与野艾蒿、荩草、葎草的生
态位重叠值最大,与长萼鸡眼草、鹅绒委陵菜的生态
位重叠值较小; 在北沙河流域野生大豆群落中,野生
大豆与荩草、水芹、薄荷( Mentha hap localy x Briq. )
的生态位重叠值最大, 与长萼鸡眼草、益母草( L e
onur us j ap onicus Hout t. )、早开堇菜的生态位重叠
值为 0;在官厅水库撂荒地的野生大豆群落中,野生
大豆与旋覆花、野艾蒿、大车前的生态位重叠值最
大,与水芹、早开堇菜的生态位重叠值较小(表 5)。
在 3个不同生境中生态位宽度较大的物种与野生大
豆生态位重叠值也较大(表 2, 5)。
2. 2. 3 群丛组尺度生态位重叠 在群丛组 1中,野
生大豆与旋覆花、野艾蒿、大车前的生态位重叠值较
大,与益母草、鹅绒委陵菜的生态位重叠值较小; 在
群丛组 2中,野生大豆与荩草、野艾蒿、水芹、狗尾草
的生态位重叠值较大, 与刺儿菜( Cirsium setosum
( W il ld. ) MB. )、鹅绒委陵菜的生态位重叠值较小;
在群丛组 3中,野生大豆与野艾蒿、葎草、狗尾草、狼
把草、豚草的生态位重叠值较大;在群丛组 4中, 野
生大豆与其他优势种的生态位重叠值都不大,尽管
早开堇菜、长萼鸡眼草在该群丛组中生态位宽度较
170
第 2期 吴东丽等:野生大豆群落主要种群生态位特征研究 171
草 地 学 报 第 17卷
表 5 野生大豆与其他优势种在 3 种生境和 4 个群丛组中的生态位重叠
T able 5 Niche overlaps betw een G. soj a and other dominant species in thr ee habitats and four asso ciation g roups
种号
No.
三个生境
T hree habitat s
永定河
Yongding
River
北沙河
Beisha
River
官厅水库
Guant ing
Reser voir
四个群丛组
Four as sociat ion group s
群丛组 1
Associat ion
group 1
群丛组 2
Associat ion
group 2
群丛组 3
Association
g rou p 3
群丛组 4
Association
g rou p 4
2 0. 170 0. 315 0. 328 0. 068 0. 175
3 0. 114 0. 121
4 0. 032 0. 000 0. 064 0. 000
5 0. 527 0. 008 0. 664 0. 691 0. 435 0. 607 0. 003
6 0. 058 0. 003 0. 180 0. 191 0. 010 0. 154 0. 000
7 0. 196 0. 061 0. 254
8 0. 372 0. 001 0. 111 0. 447 0. 008
9 0. 125 0. 034 0. 100 0. 125 0. 134 0. 054 0. 018
10 0. 000 0. 380 0. 392 0. 018 0. 000
11 0. 146 0. 004 0. 697 0. 715 0. 142 0. 153 0. 001
12 0. 279 0. 045 0. 429
13 0. 208 0. 128 0. 136 0. 124 0. 044
14 0. 286 0. 304
15 0. 203 0. 334 0. 081 0. 041 0. 268 0. 185
16 0. 024 0. 000 0. 022 0. 024 0. 048 0. 002
17 0. 495 0. 673 0. 159 0. 142 0. 689 0. 392 0. 000
18 0. 401 0. 427
19 0. 328 0. 034 0. 152 0. 155 0. 302 0. 477 0. 012
20 0. 220 0. 004 0. 071 0. 075 0. 181 0. 110 0. 000
21 0. 038 0. 015 0. 367 0. 390 0. 036
22 0. 015 0. 305 0. 324 0. 010
23 0. 208 0. 420 0. 006 0. 372 0. 062
24 0. 063 0. 032 0. 014 0. 015 0. 026 0. 116
25 0. 469 0. 140 0. 039 0. 037 0. 184 0. 480 0. 173
26 0. 207 0. 233 0. 658 0. 685 0. 194 0. 316 0. 177
27 0. 024 0. 069 0. 074 0. 016
28 0. 094 0. 000 0. 008 0. 240 0. 00
大,但野生大豆与它们的生态位重叠值均为 0, 说明
在该群丛组的生境中, 野生大豆只能作为伴生种出
现(表 5)。
3 讨论与结论
自Whit taker 首次将生态位理论应用于植物群
落生态学研究以来, 已成为活跃的研究领域, 其主要
是对生态位宽度和生态位重叠的定量计测, 应用于
分析和比较不同植物的环境适应性[ 15] 。本文在区
域、生境、群丛组 3种尺度下, 对优势种生态位宽度
分析表明:生态位宽度同频度具有相同的变化趋势,
即优势种频度越大, 其生态位宽度越大;在不同尺度
下生态位宽度最大的物种之间具有差异, 因为不同
生境和不同群丛组内部环境存在差异; 在 3种不同
尺度上,泛化种和特化种部分相同,说明不同尺度的
野生大豆群落具有一定相似性, 但仍存在差异, 主要
是由于生境内水分、土壤、微地形等环境要素的异质
性造成的, 如区域尺度的野生大豆群落内, 野生大
豆、野艾蒿、大车前、狗尾草、旋覆花等物种趋于泛化
种,并由于对生境资源要求范围较广成为群落中的
广布种, 而鼠掌老鹳草、鹅绒委陵菜、泽兰、天蓝苜
蓿、长萼鸡眼草等趋于成为特化种。
种群间的生态位重叠除表征生态相似性外, 还
反映竞争关系,这与环境条件变化相关 [ 16]。一般情
况下,种群的生态位宽度越宽,其他种群与其生态位
重叠机会越大, 反之则越小。通过对北京地区野生
大豆群落优势种的研究发现,具有较大生态位宽度
种群之间的生态位重叠值未必高, 可能是物种本身
生态学特性不同, 对资源段位要求不完全一致, 从而
导致生态位重叠不高; 生态位宽度较小的种群之间
出现较大重叠值, 例如长萼鸡眼草和早开堇菜的重
叠值达 0. 291, 可能是在野生大豆群落中, 少数种群
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第 2期 吴东丽等:野生大豆群落主要种群生态位特征研究
分布呈不连续斑块状, 而生境斑块常有较高的物种
聚集度[ 17]。在适宜生境斑块以外的空间,物种分布
较少,导致种群在总体环境空间的生态位宽度较小,
于是出现了较小生态位宽度伴随着较高生态位重叠
的现象。
参考文献
[ 1] H utch inson G E . H omage to Santa Sos alia, or w hy ar e there
s o many kinds of animals [ J] Am. Nat . , 1959, 93: 145159
[ 2] Sch oener T W. Resource part it ioning in ecological comm uni
t ies [ J ] . S cien ce, 1974, 185: 2739
[ 3] 陈子萱,田福平,牛俊义,等.玛曲高寒沙化草地植物生态位特
征研究[ J] .草地学报, 2007, 15( 6) : 525530
[ 4] Wil liam son M H . An elem entary theory of interspecif ic com
peti tion [ J] . Natu re, 1957, 180: 422425
[ 5] 李福山. 中国野生大豆资源的地理分布及生态分化研究[ J] .
中国农业科学, 1993, 26( 2) : 4755
[ 6] Brook B W , Grady J J, Chapman A P. Predict ive accuracy of
populat ion viabilit y analysis in conservation biology [ J ] . Na
ture, 2000, 404: 385387
[ 7] S tew art G B, Coles C F, Pullin A S . Applyin g evid encebased
pract ice in conservat ion management : lessons from th e f irst
s ystemat ic review and dis seminat ion project s [ J ] . Biological
conservation, 2005, 126( 2) : 270278
[ 8] 赵欣如,房继明,宋杰,等. 北京的公园鸟类群落结构研究[ J ] .
动物学杂志, 1996, 31( 3) : 1721
[ 9] 刘阳,高新宇,袁锋,等. 北京地区蜻蜓区系及分布[ J ] . 北京师
范大学学报(自然科学版) , 2004, 40( 3) : 375379
[ 10] 张金屯. 数量生态学[ M ] . 北京:科学出版社, 2004. 113
[ 11] 吴东丽. 北京地区国家保护植物野生大豆的生态学研究[ D] :
[学位论文] . 北京:北京师范大学, 2007
[ 12] 吴东丽,上官铁梁,张金屯,等. 滹沱河流域湿地植被优势种群
生态位研究[ J] . 应用与环境生物学报, 2006, 12( 6) : 772776
[ 13] 林大影,刑韶华,赵勃,等. 北京山区森林植被中珍稀濒危草本
植物生态为[ J] .生态学杂志, 2007, 26( 6) : 781786
[ 14] 张桂莲,张金屯. 关帝山神尾沟优势种生态位分析[ J ] . 武汉植
物学研究, 2002, 20( 3) : 203208
[ 15] 王琳,张金屯. 濒危植物矮牡丹的生态位研究 [ J ] .生态学杂
志, 2001, 20( 4) : 6569
[ 16] 于建梅,胡玉昆,李凯辉,等. 巴音布鲁克高寒草地主要植物种
群生态特征分析[ J] .干旱区资源与环境, 2007, 21( 7) : 155159
[ 17] 张德魁,王继和,马全林,等. 古浪县北部荒漠植被主要植物种
的生态位特征[ J] .生态学杂志, 2007, 26( 4) : 471475
(责任编辑 李 扬)
2008年草地学报两篇论文
荣获第六届中国科协期刊优秀学术论文奖
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