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呼伦贝尔草原野生豆科牧草资源及植物生态地理区系分析



全 文 :第43卷第4期 东 北 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 ) Vol.43No.4
2011年12月 Journal of Northeast Normal University(Natural Science Edition) December 2011
[文章编号]1000-1832(2011)04-0105-06
[收稿日期] 2011-03-23
[基金项目] 内蒙古自治区重大科技项目(20091403);呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站开放课题(2010-08).
[作者简介] 黄学文(1966—),男,硕士,教授,主要从事植物学及植物多样性研究.
呼伦贝尔草原野生豆科牧草资源
及植物生态地理区系分析
黄学文1,2,王明莹2,李 杰2,辛晓平1,陈宝瑞1
(1.呼伦贝尔草原生态系统国家野外科学观测研究站,北京100081;
2.呼伦贝尔学院生命科学与化学学院,内蒙古 呼伦贝尔021008)
[摘 要] 对呼伦贝尔草地野生豆科牧草的属种组成、生长习性、饲用价值及植物区系进行了研
究.结果表明:呼伦贝尔草地现有豆科植物17属64种.这些豆科牧草的生长型中多年生草本植
物有52种,占总种数的81.25%;水分生态型中各类中生种类有53种,占总种数的82.81%;大多
数种类对典型草原和丘陵草甸草原生境的适应性良好;优等和良等牧草的种类超过60%,饲用价
值高.植物区系成分在属的水平上有11个类型,温带成分有14个属,占总属数的82.35%;在种
的水平上有13个类型、6个亚型,达乌里-蒙古成分有16种,温带亚洲成分有9种,中国-日本成
分有8种,分别占总种数的25.00%,14.06%和12.50%,三者占有较大比例.植物区系特征在属
的水平上表现为以温带成分为主,在种的水平上达乌里-蒙古成分等3种类型占较大比例,其他
多种分布类型并存,表现为丰富的物种多样性特征.豆科植物决定着草地植被的质量,对豆科牧
草植物生态地理区系进行分析,对维护呼伦贝尔草原植物多样性、保持草地生态系统生产力具有
重要意义.
[关键词] 豆科牧草;生长习性;生态类型;植物区系;饲用价值
[中图分类号] Q 948.5  [学科代码] 180·5165   [文献标志码] A
  呼伦贝尔草原是全国重点牧区之一,具有中国北方典型的温带草原景观,至今保留着大面积的接近原
始面貌的天然草场,草场总面积16.9万hm2.呼伦贝尔地处内蒙古东北部,位于欧亚大陆高纬度到中纬度
的过渡地带.大兴安岭山脉纵贯中部,岭东是低山丘陵和河谷平原,岭西是呼伦贝尔高平原[1].呼伦贝尔属
温带大陆性气候,年均气温-5℃~2℃,≥0℃年积温1 790℃~2 820℃,≥10℃年积温1 235℃~2 413℃,
年均降水量394mm,年蒸发量950mm~1 900mm,年日照时数2 700h,无霜期40~130d.由于地貌、
气候等因素的综合作用,形成了丰富的植被类型,从大兴安岭两麓森林草原,到岭东岭西的草甸草原,再
到典型草原,植被分布表现出垂向地带性规律[2];土壤也相应出现从黑土、暗棕壤、森林土、黑钙土到栗
钙土的地带性演替.复杂多样的生态环境造就了多样的天然草地类型.呼伦贝尔草地蕴藏着丰富的牧草
资源,饲用植物是牲畜的粮食,是发展畜牧业的基础.认识当地饲用植物种类,了解其生长习性、饲用价
值及区系特征,是充分发挥牧草资源优势,改良草场和引种牧草品种,发展草业与畜牧业的先决条件.豆
科牧草含有丰富的蛋白质,营养价值高,又能固定大气中的氮素,对提高土壤肥力、改善草地生态系统的
氮素营养平衡,促进草地动物蛋白质的形成具有重要的作用[3].我们在前人研究和实地调查的基础上,
通过对呼伦贝尔草地野生豆科牧草的属种组成、生长习性、饲用价值等级进行分析,阐述了豆科牧草的
植物区系特征,以期对呼伦贝尔草地饲用植物资源更广泛合理的利用,提供科学依据.豆科植物具有固
DOI:10.16163/j.cnki.22-1123/n.2011.04.029
东 北 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第43卷
氮特征,其在草地群落中的组成决定着草地植被的质量,对豆科牧草植物生态地理区系进行分析,对维
护呼伦贝尔草原植物多样性,保持草地生态系统生产力具有重要意义.
1 呼伦贝尔草地豆科牧草属种组成
据前人的统计和相关文献记载[1,4-5],呼伦贝尔草地共有野生牧草794种(包括变种),隶属于48科、
222属;豆科牧草有17属64种,仅次于菊科、禾本科,位居第3位[6].
在豆科的17属牧草中,10种以上的属有野豌豆属和黄芪属;5~9种的属只有棘豆属1个;2~4种
的区域性寡种属有岩黄芪属、胡枝子属等9个属;区域性单种属有甘草属、大豆属等5个(见表1).
表1  呼伦贝尔草地豆科牧草属种组成
属名 种数/种 属名 种数/种
黄芪属Astragalus  10 黄华属Thermopsis  1
大豆属Glycine  1 草木樨属Melibotus  2
岩黄芪属Hedysarum  4 扁蓿豆属Trigonella  1
棘豆属Oxytropis  8 苜蓿属Medicago 2
野豌豆属Vicia  16 锦鸡儿属Caragana  2
山黧豆属Lathyrus  3 米口袋属Gueldenstaedtia  2
车轴草属Trifolium  3 苦马豆属Swainsona  1
胡枝子属Lespedeza  4 甘草属Glycyrrhiza  1
鸡眼草属Kummerowia  2 共 计 64
2 豆科牧草的生长习性和饲用价值
2.1 生长型
按植物体态划分生长型的方法[7],对64种豆科牧草的生长型进行了统计(见表2),结果显示:灌木
类有3种,占总种数的6.25%;半灌木类有6种,占总种数的7.81%;多年生草本有52种,占总种数的
81.25%;一年生草本有3种,占总种数的4.69%.可见其生长型以多年生草本为主,叶量丰富,是典型
的放牧型牧草.
2.2 水分生态型
按丹麦生态学家Ruunkiaer生活型系统划分方法[7],对64种豆科牧草的生活型进行了统计(见表
2),结果表明:高位芽植物有4种,占总种数的6.25%;地上芽植物有5种,占总种数的7.81%;地面芽
有52种,占总种数的81.25%;一年生植物有3种,占总种数的4.69%.地面芽植物占81.25%,说明豆
科牧草多数种类良好地适应了呼伦贝尔草原温凉半湿润草原的气候环境,成为适应于冬寒和干旱胁迫
植物生活型.
2.3 饲用价值等级
根据豆科牧草植物体的利用率、营养价值和家畜的适口性等指标[1],可将64种豆科牧草的饲用价
值等级分成5级(见表2).其中:优等牧草25种,占总种数的39.06%;良等牧草14种,占总种数的
21.88%;中等牧草16种,占总种数的25.00%;低等牧草7种,占总种数的10.94%;劣等牧草2种,只
占总种数的3.13%.可以看出,优良牧草种数超过60%.
3 植物属种的区系特征
3.1 属的分布区类型
根据吴征镒等对种子植物属的分布类型划分方法[8],呼伦贝尔草地豆科牧草属的分布区类型可划
分为7个分布型、4个分布亚型(见表3).从表3可以看出,在属的水平上,呼伦贝尔草地豆科植物的分
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第4期 黄学文,等:呼伦贝尔草原野生豆科牧草资源及植物生态地理区系分析
布区类型较分散,没有多个属集中于某一类型的现象.但从热带分布类型和温带分布类型来划分,温带
成分有14个属,占总属数的82.35%.
表2 呼伦贝尔草地豆科牧草生长型、生活型及饲用价值等级
种名 生长型 生活型 饲用价值等级 种名 生长型  生活型 饲用价值等级
山野豌豆 多年生草本 地面芽 优 蒙古黄芪 多年生草本 地面芽 中
狭叶山野豌豆 多年生草本 地面芽 优 新巴黄芪 多年生草本 地面芽 中
绢毛山野豌豆 多年生草本 地面芽 优 达乌里胡枝子 半灌木 地上芽 良
黑龙江野豌豆 多年生草本 地面芽 优 绒毛胡枝子 半灌木 地上芽 良
贝加尔野豌豆 多年生草本 地面芽 优 尖叶胡枝子 半灌木 地上芽 良
广布野豌豆 多年生草本 地面芽 优 胡枝子 灌木 高位芽 中
灰叶广布野豌豆 多年生草本 地面芽 优 鸡眼草 一年生 一年生 良
灰野豌豆 多年生草本 地面芽 优 长萼鸡眼草 一年生 一年生 良
索伦野豌豆 多年生草本 地面芽 优 山竹岩黄芪 半灌木 高位芽 中
东方野豌豆 多年生草本 地面芽 优 山岩黄芪 多年生草本 地面芽 中
窄叶大龙骨野豌豆 多年生草本 地面芽 优 木岩黄芪 半灌木 高位芽 中
北野豌豆 多年生草本 地面芽 优 刺岩黄芪 多年生草本 地面芽 低
柳叶野豌豆 多年生草本 地面芽 优 山棘豆 多年生草本 地面芽 中
大叶野豌豆 多年生草本 地面芽 良 多叶棘豆 多年生草本 地面芽 中
多茎野豌豆 多年生草本 地面芽 良 砂珍棘豆 多年生草本 地面芽 中
歪头菜 多年生草本 地面芽 良 大花棘豆 多年生草本 地面芽 低
山黧豆 多年生草本 地面芽 优 二色棘豆 多年生草本 地面芽 低
五脉山黧豆 多年生草本 地面芽 优 薄叶棘豆 多年生草本 地面芽 低
矮山黧豆 多年生草本 地面芽 优 硬毛棘豆 多年生草本 地面芽 低
野大豆 一年生草本 一年生 优 线棘豆 多年生草本 地面芽 低
天兰苜蓿 多年生草本 地面芽 优 小叶锦鸡儿 灌木 高位芽 中
黄花苜蓿 多年生草本 地面芽 优 狭叶锦鸡儿 灌木 地上芽 中
扁蓿豆 多年生草本 地面芽 优 米口袋 多年生草本 地面芽 中
细茎黄芪 多年生草本 地面芽 优 狭叶米口袋 多年生草本 地面芽 中
斜茎黄芪 多年生草本 地面芽 良 甘草 多年生草本 地面芽 低
达乌里黄芪 多年生草本 地面芽 良 苦马豆 半灌木 地上芽 劣
白花黄芪 多年生草本 地面芽 良 披针叶黄华 多年生草本 地面芽 劣
草木樨状黄芪 多年生草本 地面芽 良 草木樨 多年生草本 地面芽 优
细叶黄芪 多年生草本 地面芽 良 细齿草木樨 多年生草本 地面芽 优
糙叶黄芪 多年生草本 地面芽 中 野火球 多年生草本 地面芽 良
湿地黄芪 多年生草本 地面芽 中 白车轴草 多年生草本 地面芽 优
膜荚黄芪 多年生草本 地面芽 中 红车轴草 多年生草本 地面芽 优
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东 北 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第43卷
表3 呼伦贝尔草地豆科牧草属的分布区类型
分布区类型 属数/属 属名
世界广布 1 黄芪属
热带亚洲至热带大洋洲 1 大豆属
北温带分布 2 岩黄芪属 棘豆属
北温带和南温带间断分布 3 野豌豆属 山黧豆属 车轴草属
东亚及北美间断分布 3 胡枝子属 鸡眼草属 黄华属
旧世界温带分布 1 草木樨属
地中海和喜马拉雅间断分布 1 扁蓿豆属
欧亚和南部非洲间断分布 1 苜蓿属
温带亚洲分布 2 锦鸡儿属 米口袋属
地中海区、西亚至中亚 1 苦马豆属
地中海至温带、热带亚洲、澳洲和南美洲间断分布 1 甘草属
3.2 种的地理成分
根据傅沛云对中国东北部种子植物种的分布区类型划分方法[9],可以将呼伦贝尔草地的豆科牧草
种划分为13个分布型6个分布亚型(见表4).
表4  呼伦贝尔草地的豆科牧草种的地理成分
分布区代码及类型 种数/种 占总数比例% 分布区代码及类型 种数/种 占总数比例%
1 世界分布 1  1.56  8 东亚 3  4.69
2 北温带-北极 3  4.69  10 中国-日本 8  12.50
2-1 旧世界温带-北极 2  3.13  11 中国东部 2  3.13
2-2 亚洲-北美-北极 1  1.56  14-2 东北-达乌里 1  1.56
2-3 亚洲温带-北极 1  1.56  15-2 华北-蒙古草原 2  3.13
3 西伯利亚 2  3.13  17 中亚 1  1.56
3-1 东西伯利亚 2  3.13  19 达乌里-蒙古 16  25.00
5 旧世界温带 4  6.25  20 蒙古草原 4  6.25
7 温带亚洲 9  14.06 共计 64  100
(1)世界分布型.只有苦马豆(Swainsona salsula)1种.
(2)北温带 -北极分布及变型.有5种2个变种.北温带 -北极成分有广布野豌豆(Vicia cracca)及其
变种灰叶广布野豌豆和灰野豌豆;旧世界温带 -北极分布变型有野火球(Trifolium lupinaster)和山岩
黄芪(Hedysarum alpinum)2种;亚洲 -北美-北极分布变型有山黧豆(Lathyrus quinquenervius);北极-
高山分布变型有多茎野豌豆(Vicia multicaulis).
(3)西伯利亚分布及其变型.有4种.西伯利亚分布型有矮山黧豆(Lathyrus humilis)和湿地黄芪
(Astragalus uliginosus)2种;东西伯利亚分布变型有柳叶野豌豆(Vicia venosa)和达乌里黄芪
(Astragalus dahuricus)2种.
北温带 -北极分布及变型和西伯利亚分布及其变型是寒温带种类,占全部豆科牧草的17.19%,说
明寒温带成分在呼伦贝尔草原豆科牧草中占有一定比例.
(4)旧世界温带分布及其变型.有4种,即天兰苜蓿(Medecago lupolina)、黄花苜蓿(Medecago
falcata)、披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)和细齿草木樨(Melilotus dentatus).
(5)温带亚洲分布型.有7种2个变种,主要有山野豌豆(Vicia amoena)、歪头菜(Vicia unijuga)、
斜茎黄芪(Astragalus adsurgens)和草木樨(Melilotus suaveolens)等.
(6)东亚分布型.有3种,即大叶野豌豆(Vicia pseudorobus)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)
和鸡眼草(Kummerowia stipolacea).
(7)中国 -日本分布型.有8种,主要有东方野豌豆(Vicia japonica)、五脉山黧豆(Lathyrus
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第4期 黄学文,等:呼伦贝尔草原野生豆科牧草资源及植物生态地理区系分析
quinquenervius)、野大豆(Glycine soja)和胡枝子(Lespedeza bicolor)等.
(8)中国东部分布型.有2种,即米口袋(Gueldenstaedtia verna)和狭叶米口袋(Gueldenstaedtia
stenophylla).
(9)东北 -达乌里分布变型.只有北野豌豆(Vicia ramliflora)1种.
(10)华北 -蒙古草原分布变型.有2种,即砂珍棘豆(Oxytropis psamocharis)和二色棘豆
(Oxytropis bicolor).
(11)中亚分布型.只有甘草(Glycyrrhiza uralensis)1种.
(12)达乌里 -蒙古分布型.有16种,包括野豌豆属的贝加尔野豌豆(Vicia becalensis)和索伦野豌豆
(Vicia geminiflora);黄 芪 属 的 细 茎 黄 芪 (Astragalus miniatus)、草 木 樨 状 黄 芪 (Astragalus
melilotoides)等;棘豆属的多叶棘豆(Oxytropis myriophylla)、大花棘豆(Oxytropis grandiflora)和硬
毛棘豆(Oxytropis hirta)等;锦鸡儿属的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)和狭叶锦鸡儿(Caragana
stenophylla)等.该类型占呼伦贝尔草地豆科牧草的25%,且多为旱生的水分生态型,说明它们适应草
原气候特征的能力最强.
(13)蒙古草原分布型.有4种,即新巴黄芪(Astragalus hsinbaticus)、山棘豆(Oxytropis hailarensis)、
山竹岩黄芪(Hedysarum fruticosum)和木岩黄芪(Hedysarum fruticosum var.lignosum).
由表4可以看出,各主要成分中,北温带-北极分布及变型成分共7种,占总种数的10.94%;中国-
日本分布成分8种,占总种数的12.50%;旧世界温带分布、温带亚洲分布成分共13种,占总种数的
20.31%;而达乌里-蒙古成分、蒙古草原成分、华北-蒙古草原这3种成分,却占总种数的40.62%,这与
呼伦贝尔位于寒温带,地处蒙古高原东部与大兴安岭山地,受大兴安岭和蒙古高原气候综合影响有密切
关系.
4 讨论与结论
豆科植物是呼伦贝尔植物区系组成中的大科之一,种类丰富,分布也很广泛.在各种不同的植被类
型中,豆科植物都成为重要成分,作用突出的属有黄芪属、锦鸡儿属、野豌豆属、苜蓿属、草木樨属、棘豆
属等.黄芪属是呼伦贝尔豆科牧草中第二大属,广布于典型草原与草甸草原植被中,许多中旱生、多年生
种类均为草原杂类草层片的优势种,在羊草草原、大针茅草原、贝加尔针茅及线叶菊草原中都很多见;锦
鸡儿属在草原和沙地灌丛等群落中都有很明显的作用,其中小叶锦鸡儿在典型草原植被中具有重要的
景观作用;野豌豆属种类最多,多数种类为中生性多年生草本植物,是组成草甸及草甸化草原的种类成
分,是森林区及森林草原带,该属种类最多;苜蓿属是多年生旱中生草本植物,其中黄花苜蓿耐寒,是草
甸化草原及草甸植被的伴生种或优势种,与羊草(Leymus chinensis)、无芒雀麦(Bromus inermis)组成
共优种群落,是经济价值很高的天然牧草群落组合;草木樨属均为一、二年生的草本中生植物,都是草甸
及盐化草甸的伴生植物;棘豆属在草原植被的组成中具有重要的作用,最常见的多叶棘豆是砾石质草甸
草原的中旱生植物,多出现在森林草原带的石质丘陵上,一般为草原伴生种,局部可形成优势,或组成较
发达的砾石生杂类草层片[10].
野生豆科牧草在草地群落中的比重不及禾本科草类,参与度一般为10%~20%,但其粗蛋白含量
都高于其他牧草类群.优等豆科牧草约占豆科牧草总种数的60%,这些牧草具有较高的营养价值和较
好的适口性,因此在呼伦贝尔草地中具有重要的饲用价值,均为适宜引种和育种的珍贵遗传资源.在64
种豆科牧草中,52种是多年生草本,81.25%的种类为地面芽植物,说明豆科牧草多为深根系,根系发
达,具有固氮功能,对草地生态系统中氮的循环、培肥草地土壤、促进其他牧草的生长有重要作用[11].豆
科牧草花期长,营养物质随生长降低缓慢,适口性变化小,利用率高,对放牧利用有重大意义.上述特征
表明豆科植物对呼伦贝尔草原温凉半湿润气候环境的适应性良好.豆科牧草在森林草原、草甸草原、典
型草原到河滩湖滨地带多以伴生种出现于群落中,使草原区植被组合复杂化,大大丰富了植物区系的组
成[11];而且这些种类适应能力强、分布范围广,表现出的植物多样性是维持草场生态平衡的基础,是天
然草场保持发展潜力的基础.在植物区系属的水平上,温带成分占有主要地位;在种的水平上,达乌里-
蒙古成分、温带亚洲成分和中国-日本成分占较大比例,形成与延伸分布到寒温带南缘的北极成分、西伯
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东 北 师 大 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第43卷
利亚成分、森林-草原交错带的中国-日本成分多样性并存的分布格局.这种格局无论在种质资源本土
化、改良草场等方面,还是在保护植物多样性、维护草地植被稳定、防风固沙等方面,都能发挥重要的作
用,生态利用前景广阔.
[参 考 文 献]
[1] 潘学清.中国呼伦贝尔草地[M].长春:吉林科技出版社,1992:4.
[2] 中国科学院内蒙古宁夏综合考察队.内蒙古植被[M].北京:科学出版社,1985:371-384.
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[5] 吕新龙,乌兰娜,王立柱,等.呼伦贝尔地区豆科牧草资源及其利用[J].内蒙古草业,2000(1):33-35.
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Study on species composition and ecologicaly geographical flora
of wild leguminous plants in Hulunber steppe
HUANG Xue-wen1,2,WANG Ming-ying2,LI Jie2,XIN Xiao-ping1,CHEN Bao-rui 1
(1.Hulunber Grassland Ecosystem Observation and Research Station,Beijing 100081,China;
2.School of Life Science &Chemistry,Hulunber Colege,Hulunber 021008,China)
Abstract:This papers carried out a research focusing on the species composition,growing habit,forage
value and the flora of wild leguminous forages in Hulunber steppe.The results showed that there
existed 64species of leguminous plants belonging to 17genera in Hulunber steppe.Among the growth
forms of these leguminous plants,there were 52perennial species occupying 81.25% of the total
number,and 53hydrophytic for 82.81%.Most leguminous species can wel adapt to the typical and
meadow steppe environment.The amount of excelent and good leguminous plant species surpassed
60%of the total number and they had high value for feeding animals.The statistics showed the flora
was classified into 11types of genera and 14genera belonged to temperate zone components which
occupied 82.35%.The leguminous plant species can be also classified into 13types and 6subtypes at
the species level.For the flora components,there are 16species of Dahuria-mongolia,9species of
temperate Asia and 8species of China-Japan,and their proportion are 25.00%,14.06%and 12.50%
respectively.These above three components took up a large proportion in Hulunber steppe.The flora
mainly presented as temperate components at genera level and as Dahuria-mongolia,temperate Asia,
China-Japan or coexistence of multiple distribution types with high biodiversity at species level.
Legumes played an important role in determining the quality of forages,and the analyzing the
ecologicaly geographical flora,as wel as maintaining biodiversity and high productivity in Hulunber
grassland ecosystem.
Keywords:leguminous forage;growing habit;ecological type;flora;forage value
(责任编辑:方 林)
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