全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 31(5)：620— 626 2O11年 9月
DOI：10．3969／j．issn．1000—3142．2011．05．011
鄱阳湖沙地沙漠化过程中单叶蔓荆
群落结构和功能特征
魏宗贤，周赛霞，彭焱松，桂忠明，牛艳丽，詹选怀
(江西省、中国科学院庐山植物园，江西 九江 332900)
摘 要：在鄱阳湖沙地不同沙化程度区开展单叶蔓荆群落组成及其物种多样性变化调查。结果表 明：随着沙
漠化程度的增加 ，多年生草本和灌木逐渐减少 ，物种多样性减少，至重度沙化时，沙地植被明显退化 ，群落结构
趋于简单和不均匀；在不同程度沙化区和植被恢复演替过程中，物种组成结构具有递进性和渐变性 ；在沙 山治
理过程 中，可进行单叶蔓荆和禾本科植物配植 ，以达到沙地植被恢复重建的目的。
关键词：沙漠化；单叶蔓荆 ；物种多样性
中图分类号：Q948 文献标识码：A 文章编号 ：1000—3142(2011)05—0620—07
Characterication of construction and functions of
Vitex rotundifolia var．simplicifolia community
dl Lg the of desertification 。 Poyang Lakeurin~ process ri in F
WEI Zong-Xian，ZHOU Sai-Xia，PENG Yan-Song，GUI Zhong-Ming，
NIU Yan-Li．ZHAN Xuan-Huai
(Lushan BotanicaZ Garden，the Ch esP Academy oJ Science，Jloupang 332900)
Abstract：Characterication of construction and funtions in the species，density，coverage of Vitex rotundifolia var．
simplicifolia community in Poyang Lake were analyzed．An investigation was implemented at 3 successional stages，
the slightly sandy land，the moderately sandy land，the highly sandy land．The species diversity indexes showed that
desertification was a process of biodiversity loss．Perennial herbaceous plants and shrub were dominant at every de—
serted stage．The community construction trended towards simple and uneven and its funtions gradually dropped at
the moderately sandy land．The community desertification changes were not only successive but also gradua1．V．r0一
tundifolia var．simplicifolia and Poaceae plant should be selected according to sandy environmental condition when
artificial vegetation was constructed．
Key words：Desertification；Vitex rotundifolia var．simplicifolia；Plant diversity
土地沙漠化是当前全球普遍存在的重大环境 问
题 ，也是我国最为严重的生态环境问题之一(左长清
等 ，2003；Yang等 ，2005)。近 1O多年来 ，随着我 国
人 口资源和环境 问题 的日益突出及党和政府对环境
建设 的重视 ，国内外学者就我 国南方湿润地区沙化
土地 治理 开 发进 行 了初 步 调查 研 究 (陈 光 宇等 ，
2002；杨洁等，2004；于吉涛等，2006；赵小敏 等，
2003)，特别是 2009年 国家将鄱 阳湖生态经济 区建
设上升到国家战略以来 ，鄱阳湖区沙 山治理 已经成
为研究的热点之一(张聃等 ，2010；丁明军等 ，2010)。
收稿日期：2010—12—31 修回日期：2011-05—27
基金项 目：国家科技支撑计划项目(2007BAC23B03)[Supported by National Science and Technology Supporting Program of China(2007BAC23B03)]
作者简介：魏宗贤(1972)，男 ，江西九江人 ，助理研究员，从事植被生态学研究。
通讯作者(Author for coresp0ndence，E—mail：zxh64@vip．sina．corn)
5期 魏宗贤等：鄱阳湖沙地沙漠化过程中单叶蔓荆群落结构和功能特征 621
单叶蔓荆(Yitex rotundifolia var．simplicifo—
lia)系马鞭草科多年生落叶灌木 ，茎匍匐蔓生地面 ，
落地 生根。根 系 比较发 达 ，深度可达 土层 3 m 以
上，有很强的固沙保土、蓄水保墒和改土肥地的功能
(杨洁等 ，2004)。蔓荆籽还是一种名贵的中药材，单
叶蔓荆早期的研究集中在蔓荆籽的药理和效用方面
(ONO等 ，2000；H0 s sain等 ，2001；Ko等，2000)。单
叶蔓荆对沙地具有 良好的适应性 ，在沙地上生长旺
盛，繁殖迅速，因此，单叶蔓荆群落在鄱阳湖地区沙
地分布非常广泛，从轻度沙化地区到重度沙化地区
成为沙生植被的主体，也是我国南方沙化地区防风
固沙、保持水土的先锋树种。鄱阳湖地区早在 8O年
代初开始大面积种植，是该地区人工沙生植被的主
要建群种，取得了十分显著的治沙效果。进入 21世
纪以来，针对单叶蔓荆的防风固沙(杨洁等，2004)、
生理特性(乔勇进等，2001)及栽培管理(乔勇进等，
2003)方面做了大量研究，但针对沙地退化植被恢复
过程中单叶蔓荆群落的群落结构、功能方面的研究
却很少报道。
1 研究区域概况
鄱阳湖是我国最大的淡水湖，容纳赣江、抚河、
信江、饶河和修河 5大河流的来水来沙，在其下游
淤积造成土地沙化。鄱阳湖地区具有典型的中亚热
带季风气候，高温、多雨，干湿季明显。年平均降水
量 1 341～1 917 mm，但年 内分配较为不均，9月至
翌年 2月的降水仅 占全年降水的 25 ，气候干燥，
即使是降水相对较多的 4～7月，由于沙地保水性能
差，天晴后地表仍较干旱；因此，在全年降水充沛的
背后隐藏着秋、冬 2个极为干旱的季节(左长清等，
2003)。此外 ，冬季干旱 和强劲 的偏北风相随而至 ，
加剧了风沙活动，在鄱阳湖湖滨区形成了大面积的
风沙化土地 ，面积达 282．47 km 。鄱阳湖地区的沙
地主要分布在鄱阳湖中段和北段，以星子县的蓼花
镇和都 昌县的多宝乡最 为集 中和典型 ，本研究的地
点即选于此。
鄱阳湖沙地的地带性植被不明显，主要分布有：
沙生植被、草甸植被、盐生植被和沼泽植被等隐域性
植被。单叶蔓荆群落在本区分布最广，是鄱阳湖沙
地最主要 的沙地群落之一 。单叶蔓荆是一种典型的
沙生植物，具有适应干旱环境生长的生态 、生物学特
性 ，如单叶蔓荆叶片较小 ，叶面密生短细毛 ，叶背面
灰白色 ，密生细绒毛 ，表皮较厚 ，有利于反射强光照
与减少蒸腾 ；根系发达 ，垂直 主根 向下可深达 3 ITI，
着地处生有大量不定根 ，易于从较大范围吸收水分。
这些特性使单叶蔓荆在沙地上生长旺盛 ，成为鄱 阳
湖沙地最主要的建群种之一。单叶蔓荆群落内伴生
着多种豆科、禾本科和菊科植物 ，其中许多是牲畜喜
食的牧草，成为当地重要的牧草来源，对畜牧业发展
具有重要作用。但是，长期以来过牧、滥樵等人为因
素和风蚀、干旱等自然因素造成土地荒漠化加剧，轻
度沙化地区沙化程度不断加剧，被重度沙化或变成
流动沙地 ，沙生植被普遍发生不 同程度的退化 ，单叶
蔓荆群落的外貌和结构发生了较大的改变。
2 研究方法
2．1样地设置和调查方法
依据地 面物质组成 、植被覆盖度和地貌形态组
合特征等进行土地沙漠化程度的分级 (郭红等，
2009；任安才等，2008)。不同生境类型的主要特征
是 ：轻度沙漠化 区植被覆盖度 为 5O ～70％，植物
生物量较高，基本无风沙流活动的沙化土地，已有少
量风蚀、风积，但无明显的风蚀、风积形态；中度沙漠
化区植被覆盖度为 3O ～5O ，植物生物量处于 中
等水平 ，风沙活动不太明显 ；重度沙漠化区植被覆盖
度为 10 ～30 ，植物生物量较低 ，风沙活动明显
或流沙纹理明显。
依据上述分级标准在多宝和蓼花单叶蔓荆分布
较集中的地段，选择地面和植被存在明显沙漠化演
变梯度的地段作为研究样地，分别在轻度、中度和重
度沙漠化区各选择 2块 40 rfl×40 m 样地进行单叶
蔓荆生态学调查。每块样地设置 1O个 2 In×2 m
小样方，6块调查样地共设置小样方 600个。采用
相邻网格式样方调查法进行调查。调查内容包括单
叶蔓荆的株高、冠幅和盖度，其它物种的数量、高度
和盖度等。对于成丛生长的单叶蔓荆，按地面发出
的枝干数量记 录株数 ，明显是蔓生根的植株，则不另
外记录株数。对于样地内数量较多成片分布的禾本
科植物 ，则调查代表性的 10 cm×10 cm面积中的株
数再按面积推算株数(赵娟娟等，2009)。对所得数
据先按对等样方进行平均，然后按沙漠化类型进行
群落结构、功能分析和多样性分析及排序分析。
2．1群落结构测定方法
2．1_1物种多样性 群落物种多样性是群落生态结
622 广 西 植 物 31卷
构水平独特而可测定的生物学特 征，对反 映群 落的
功能有重要意义 。物种多样性测度方法很多 ，本文
采用经典统计方法 ，物种丰富度 S、Simpson优势度
指数 、Shannon—Wiener多样性指数 H、种问相遇率
PIE和群落均匀度R等来测度和分析群落物种多
样性与群落特征的关系(张金屯等，2004；胡正华等，
2003；王春玲等，2005)，采用 G多元性二元属性数据
测定值 Sorense指数，分析单叶蔓荆群落之间的相
似度。
①物种丰富度 S，即群落中物种总数；
②Simpson优势度指数 D，D一1～∑P ；
③Shannon—Wiener多 样 性 指 数 H，H 一 一
∑P lnP
④种间相遇率 PIE，P工E一∑[(N ／N)(N—
N )／(N一1)]
⑤群落均匀度 R，R一一∑P lnP ／1ns
N是样地内物种个体总数；N 为第 i种的个体
数 ；P 一N ／N。
2．1．2植物种群重要值(IV) IV一[(相对密度+相
对盖度+相对频度)／3]×100
3 结果与分析
3．1沙地退化植被恢复过程中单叶蔓荆群落统计特征
在多宝和蓼花沙地从轻度、中度到重度沙化，随
着沙化程度增加 ，物种丰富度指数(S)逐渐增加 ；除
多宝轻度沙化区外，优势度指数(D)逐渐增加、种间
相遇率逐渐增加、物种多样性指数(H)逐渐降低；随
着沙化程度的增加，多宝群落均匀度增加，而蓼花则
有相反的趋势(表 1)。
3．2单叶蔓荆群落物种组成及其优势度变化
重要值是反映某种群在群落中相对重要性的一
个综合指标 ，是 由美 国的 Curtis 8L McIntosh(1951)
首先使用的 ，用来反映某 种群对所处群落 的生境条
件 的适应程度 。重要值受群落物种数的变化影响较
大。生境质量越差，群落中的物种数越少，群落优势
种 的重要值则越大(胡正华等，2003)。在多宝沙地 ，
随着沙化程度的增加，单叶蔓荆的优势度依次减弱，
重要值在轻度沙化 、中度沙化 、重度沙化区相加超过
50 的分 别 是 单 叶蔓 荆 、狗 牙 根 (Cynodon dac—
tylon)；单 叶 蔓荆 、玄 参 (Scrophularia ningpoen—
sis)、狗牙根 ；狗牙根 、单 叶蔓荆 。在 蓼花沙地 ，轻 度
沙化地上披针 叶苔草 (Carex lanceolata)和单 叶蔓
荆 占主要优势，中度、重度沙化地上 ，狗牙根 、单叶蔓
荆 占主要优势。总之，所选样方在没有乔木树种 的
前提下 ，灌木层以单叶蔓荆为主导 ，草本层分布最为
广泛 的为禾本科植物 。随着沙地的沙漠化和植被 的
退化，所调查样地中，各物种优势度有波动，但总体
上不同沙化程度的沙地上优势种 明显 ，少数物种在
群落生态功能的维持上起着重要作用 (表 2)。由于
这些种类对生境条件的适应能力 和竞争能力较强 ，
占据了较好 的生态位 ，从而在群落 中占有优势地位 ，
群落的优势现象明显。
表 1 单叶蔓荆群落物种多样性指数
Table 1 Diversity indices of Vitex rotundifolia
var．simplicifolia communities
Shannon- 种 问 群落
Wiener 相遇率 均匀度
指数 H PIE R
49 O．2154
39 0．1451
32 O．1845
31 0．2715
14 0．5896
8 O．6362
3．3群落物种的科属组成
从不同科属的植物组成看(表 3)，不同科 、属 的
植物种数及其在群落中的作用随着沙地沙化程度的
变化有所不同 。除单叶蔓荆所属 的马鞭草科外 ，禾
本科植物的物种数量较为稳定 ，而优 势度则 随着沙
地沙化程度降低而增加 ，随着植被恢复波动增加 ；豆
科 、禾本科 、菊科 ，种类数量相对稳定 ，优势度波动变
化。灌木层除马鞭草科植物占优势外，其次为菊科
植物 占优势，草本层 以禾本科和莎草科植物为主 ，其
种类数量和优势度均占有主要地位，是群落组成的
主体和群落功能的主导者。在沙化程度较低的沙
地 ，科属组成相对较多，表明群落结构更为复杂 。同
种沙化程度下 ，多宝沙地物种数量高于蓼花沙地 ，表
现出更高的物种丰富度 。总之，随着沙地的沙化程
度降低，群落组成来 自不同科、属的物种增加，群落
组成的科属结构趋于多样化和复杂化 。
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5期 魏宗贤等：鄱阳湖沙地沙漠化过程中单叶蔓荆群落结构和功能特征 623
表 2 鄱阳湖沙地单叶蔓荆群落优势种组成及其重要值
Table 2 The dominant species of the Vitex
rotundifolia var．simplicifolia communities
in the sandy area of Poyang lake
3．4单叶蔓荆群落物种的生活型结构
从生活型组成看(表 4)，在所有的样地 中，草本
植物的种类、数量和优势度均高于灌木，种类和数量
上 占有更高的优势；在草本层中，多年生植物的种类
和数量又较一 、二年生植 物多；随着沙化程度 的降
低，群落组成中一年生草本植物和灌木的优势度波
动变化 ，多年生植物的种类和优势度波动增加，生活
型趋于复杂化。在所有的样地 中，多年生植物 占有
更高的优势 ；随着沙化程度 的降低 ，沙地 的固定、生
境的改善 ，单叶蔓荆的优势度波动增加 ，多年生草本
植物 占据相对较高 的优势度 ，表明多年生植物具有
更强的抵抗环境扰动和保持种群稳定的能力 。群落
生活型组成上的这种变化反映出沙地沙化程度降低
和植被恢复过程 中群落生态 系统 与功能 的变化特
征，群落结构趋于复杂化和多样化 ，群落生态功能有
所提高。
3．5单叶蔓荆群落的相似性分析
0多样性用 以反映生境变化的程度或指示生境
被物种分隔的程度 ，可用来 比较不同地段上 的生境
多样性，可与 a多样性一起构成群落的总体多样性
或一定地段的生物异质性 。因此 ，8多样性 的测 定
可以与时空尺度相结合 ，有益于认识物种群落的时
空结构和功能过程。
群落的相似性系数的计算结果表明(表 5)，处
于不同沙化程度的每一群落类型总是与其下一阶段
最邻近 的群落具有最高的相似度，相似系数在
0．2456~0．7324之 间；多宝样地 的三个 群落样方相
似性高于蓼花。随着沙地沙化程度的降低和植被的
恢复 ，不同沙化程度群落之间的物种组成差异越大 ，
则相似性系数越低，表明植被恢复过程中恢复前期
群落物种组成与后期差异不断增加，群落之间的生
态距离变远。相似性系数的这些变化清楚地表明了
沙地沙化程度和植被恢复演替过程中物种组成结构
的递进性和渐变性。
4 讨论
4．1退化植被物种多样性变化与植被恢复演替的关系
沙地植被恢复过程中物种组成与群落演替的动
态变化格局反映了生态系统恢复过程中群落环境的
变化和生物多样性对这种变化的响应过程 (曹成有
等，2OO6)。鄱阳湖沙地在沙化程度降低的过程中，
物种多样性表现 出增加 的趋势 ，并且组成结构趋 于
复杂化。风沙化过程是物种多样性衰减的过程。这
一 结果与于吉涛等(2006)、胡胜华等 (2006)在该 区
的研究结果一致 。从植物 的生活型来 看，多年生植
物 占有较高的优势 ，一二年生草本物种数和株数相
对较少 ，这可能与样地调查 当年较干旱有关 。据野
外调查发现 ，一年生植物在水分条件较好年份大量
发生 ，但遇到干旱条件则数量较少 ，而多年生植物则
相对较为稳定 ，这与曹成有等(2004)研究结论一致 。
多宝沙山单叶蔓荆群落在相同沙化程度下多样性各
624 广 西 植 物 31卷
表 4 群落生活型结构的沙漠化演变
Table 4 The desertification changes in
the life—form construction
指标均好于蓼花 ，这可能因为多宝样地均在背风面 ，
且距鄱阳湖较远 ，蓼花样地均在迎风面 ，距鄱阳湖较
近的位置有关。
表 5 蔓荆恢复过程中的群落相似性分析
Table 5 Similarity among community in the
processes of vegetation restoration
4．2物种多样性变化与环境演变的关系
物种的生态特征决定其在群落中的优势度。群
落建立后在群落与环境 的相互作用下 ，群落环境 的
演变 、总体环境的改善为更多物种 的生存和繁衍提
供了可能 。同时 ，不 同的环境可能适合 于一些物种
而不适合于另外一些 物种 ，这与物种 的生物学特征
5期 魏宗贤等：鄱阳湖沙地沙漠化过程中单叶蔓荆群落结构和功能特征 625
密切相关 。如狗牙根是严重沙化区的先锋植物 ，它
以其特殊的适应机制能够在严重沙化区沙地上成功
定居 ，细密的根系使植物体牢牢固着于沙土 中，抵御
风蚀的侵害。此外，种间相互作用也影响群落的物
种多样性 ，如单叶蔓荆种群的生物过程 ，它们在轻度
沙化区过高的优势度所产生的竞争排斥作用有可能
导致群落物种多样 性的下 降。因此 ，物种 的生态特
性决定其在群落中的优势度 。
鄱阳湖沙地植被恢复过程中物种组成、生活型
和科属结构的变化 ，基本反映沙地生态系统恢复 、群
落结构复杂化和环境基质稳定性增加等一系列植被
与生境系统变化的趋 向，一方面这是与 区域 自然环
境 、气候变化相适应的结果 ，另一方面也是消除人为
过度干扰的结果 。在重度 沙化 区，由于缺乏植被保
护 ，风沙活动强烈 ，风蚀严重 ，基质条件极不稳定 ，不
利于植物繁殖体的传播和定居，群落多样性较低，群
落组成也较简单；随着沙化程度的降低，群落多样性
增加，组成结构趋于复杂，促进土壤在小尺度的改
善，草本和灌层增加并开始占据沙地，其种群不断繁
殖，根系不断扩张，其腐殖质促进土壤养分含量的增
加 ，进一 步提 高了沙地 生物 结皮 的可 能 (乌 云娜 ，
2O08)。探讨多样性的形成与维持机理有助于保证
植被恢复过程中多样性及稳定性的维持(王永健等，
2006)，建议以后在鄱阳湖沙地研究 中应增加这方面
的内容。
5 结论
(1)鄱阳湖地区植物群落结构会随着沙化程度
的增加而趋于简单并最终使其和功能消退，首先表
现为群落组成的物种数量和密度的减少，当沙漠化
程度十分严重时，群落物种多样性急剧下降，群落趋
向于简单和不均匀。(2)随着沙化程度的增加，群落
结构和功能演变的基本趋势是：整体而言植物科、属
组成减少 ，而豆科 、禾本科 、菊科物种数量相对稳定 ；
生活型组成中，一年生草本物种较少 ，多年生植物相
对较稳定 ；沙化程度和植被恢复演替过程 中物种组
成结构具有递进性和渐变性 。(3)在轻度和 中度沙
化区，单叶蔓荆群落物种多样性较高，对群落的稳定
性无太大影响，随着沙漠化程度的增加，其稳定性就
会受到严重破坏，群落可能继续退化。鉴于单叶蔓
荆在沙化 区具有 良好 的适应性 ，在沙地治理过程中
可广泛种植 ，并且应与禾本科植物进行配植，将起到
较好的沙化治理作用。
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