全 文 ：第 23卷 第 6期 干 旱 区 资 源 与 环 境 Vol.23 No.6
2009年 6月 JournalofAridLandResourcesandEnvironment June.2009
文章编号:1003-7578(2009)06-136-07
准噶尔盆地 4种沙拐枣属植物群落的
α多样性及土壤环境解释＊
谭勇 1, 2 , 潘伯荣 1, 3 , 段士民 3 , 徐刚1, 2
(1.中国科学院新疆生态与地理研究所 ,乌鲁木齐 830011;2.中国科学院研究生院 ,北京 100039;
3.中国科学院吐鲁番沙漠植物园,吐鲁番 838008)
提 要:根据野外调查资料分析了准噶尔盆地泡果沙拐枣 、红果沙拐枣 、奇台沙拐枣和艾比湖沙拐枣 4种
群落的生态学基本特征 , 确定 α多样性的 11个指数。结果表明:4种沙拐枣群落组成成分简单 , 科属组成较为
分散;群落组成中 ,适合的优势种优先占有生态位 , 使伴生种和稀有种的发展受到约束;研究发现本地区 4个群
落多样性按大小排序大致分两类:一类是均匀度 Heip指数 ,结果排序为泡果沙拐枣 >红果沙拐枣 >艾比湖沙
拐枣 >奇台沙拐枣;另一类是生态多样性指数 , 结果为红果沙拐枣 >艾比湖沙拐枣 >奇台沙拐枣 >泡果沙拐
枣;不同群落类型土壤因子的方差分析表明 ,全盐含量和 pH值的差异在 4种群落中差异显著 , 能够很好的解
释群落多样性之间的差异;生态修复实践中 ,艾比湖沙拐枣与奇台沙拐枣更具改良推广的潜在优势 , 同时应根
据各物种的特性合理搭配 , 从而组成结构稳定的人工群落 ,减小维护强度。
关键词:沙拐枣属;α多样性;土壤因子;生态修复
中图分类号:Q948.1 文献标识码:A
准噶尔盆地边缘荒漠地带干旱多风 ,水文条件不良 ,土壤贫瘠且多盐渍化等相对恶劣的自然条件 ,使
得植物难以形成结构复杂 、郁闭和富有多样性的群落 ,导致以其为重要环节的生态系统非常脆弱 [ 1] 。近
年来 ,准噶尔盆地植被以增长为主 ,主要表现为以绿洲为核心的绿洲植被的增长 ,植被类型由荒漠植被或
荒漠草地转变为绿洲与草甸[ 2] 。然而绿洲农业大量用水加剧了干旱区水土资源的矛盾 [ 3] ,破坏了本地原
有生态系统的稳定 ,造成了脆弱的生态环境进一步恶化 ,生物多样性减少 ,直接威胁地区经济的发展 ,如何
恢复与保护该地区荒漠植被成为亟待解决的问题。其中乡土物种的研究对治理与重建区域的持续 、稳定
和协调发展十分重要 。
干旱区天然植被作为生态系统中的重要组分 ,在抑制荒漠化过程和保护生物多样性等方面有着重要
的生态意义 [ 4] 。蓼科沙拐枣属(CaligonumL.)灌木是干旱区沙漠和戈壁上广泛分布的旱生或超旱生植
物 ,是干旱荒漠植物区系中的一个古老的属 ,所形成的群落是亚 、非干旱地区典型的荒漠植被 [ 5, 6] 。该属
植物大部分为固沙先锋植物 ,在干旱区生态恢复与重建中得到广泛的应用。研究准噶尔盆地边缘荒漠地
带 4种乡土沙拐枣属植物群落特征及其 α多样性 ,以便为准噶尔盆地边缘荒漠地带植被恢复及建设中生
态系统稳定与最佳土地结构等问题的深入研究提供一定的理论基础。
1 自然环境概况及研究方法
1.1 自然环境概况
选取准噶尔盆地边缘荒漠地带广泛分布的 4种旱生灌木作为研究对象 ,它们分别属于沙拐枣属的 4
个组 ,并且均有一定的特有性 ,泡果沙拐枣(C.caliphysa)是泡果组唯一的物种 ,广泛分布于准噶尔盆地边
＊ 收稿日期:2008-4-27。
基金项目:国家自然科学基金(20057018)和中国科学院院长基金特别支持项目资助。
作者简介:谭勇(1982-),男 ,四川绵阳人 ,硕士研究生 ,主要从事生态学 ,地理学研究。
通讯作者:AuthorforcorrespondenceE-mail:brpan@ms.xjb.ac.cn
DOI :10.13448/j.cnki.jal re.2009.06.001
缘荒漠 ,是砾质荒漠条件下的超旱生植物 。基翅组的奇台沙拐枣(C.klementzi)和刺果组的艾比湖沙拐
枣(C.ebi-nuricum)是中国的特有种 ,其中奇台沙拐枣仅分布于古尔班通古特沙漠东南缘阜康 、吉木萨
尔 、奇台一线的流动与半流动沙地中 。艾比湖沙拐枣仅分布于古尔班通古特沙漠的西南部的精河 、奎屯 、
沙湾 、莫索湾等地 。翅果组的红果沙拐枣(C.rubicundum)在我国仅分布于新疆北部古尔班通古特沙漠北
缘及额尔齐斯河 、乌伦古河和布尔津河沿岸的沙地 。
每种群落选择 5-6块样地 ,位于准噶尔盆地边缘荒漠地带(表 1),研究区为温带干旱区 ,其中阿尔泰
山南麓至准噶尔盆地北部具中温及寒温带大陆性气候特征。夏季温和 ,冬季严寒 ,降水量少 ,蒸发量大 ,光
照充足 ,气温年较差和日较差大 ,气候资源丰富 ,年降水存在地区差异 ,阿勒泰年降水最多 ,达 177mm,其
次是和布克赛尔为 142mm,其它地域都在 100mm左右。研究区域的植物区系属于古地中海植物区系 ,主
要以中亚地区的温带荒漠植物种为建群种 。植被的主要特点是低矮稀疏 、种类贫乏 、结构简单。这里的植
物具有多种生态 —生活型 ,主要是超旱生的半乔木 、灌木 、半灌木 、小半灌木以及一些春雨型的短命 、类短
命植物和夏雨型的一年生草本 。总体自然环境比较恶劣 ,年降水少 ,蒸发量大 ,干旱多大风 。土壤肥力一
般较低下 ,只有 K含量稍高 ,有机质 、N、P含量均较贫乏。
表 1 4种沙拐枣属植物群落样地的选择
Tab.1ThelocationofplotsforCaligonumL.community
群落类型 采集地点 群落类型 采集地点
克拉玛依乌尔禾区 富蕴县杜热乡
奇台县将军戈壁 福海县以北
泡果沙拐枣 奇台县北山煤矿以北 红果沙拐枣 北屯以西
(C.caliphysa) 乌鲁木齐达坂城区以西 (C.rubicundum) 布尔津以西
乌鲁木齐达坂城区以东 哈巴河县 185团一连
乌鲁木齐达坂城区以东 哈巴河县 185团以东
奇台沙拐枣 奇台县芨芨湖南 艾比湖沙拐枣 克拉玛依 136团三连
(C.klementzi) 奇台县芨芨湖北将军戈壁 (C.ebi-nuricum) 精河县托里乡
奇台县北山煤矿 县托托托乡
奇台县以北古漠东缘 精河县沙泉子
奇台县将军戈壁以北 石河子莫索湾 150团
1.2 研究方法
1.2.1 野外考察区域和标本查阅
查阅了中国科学院植物研究所 、西北植物研究所 、寒区旱区环境与工程研究所 、新疆生态与地理研究
所 、昆明植物所 、南京植物所 、西北高原生物研究所 、兰州大学 、内蒙古大学 、内蒙古农业大学 ,新疆大学 ,新
疆农业大学等单位的标本 ,进而确定他们的分布范围以及物候特征 ,并根据各个种的分布范围确定 22个
样地。
1.2.2 野外调查方法
采用 Braun-Blanquet学派典型样地记录法 [ 7] ,每个样地设置 2-3个 10m×10m的样方 ,于 2007年 7
月完成 ,样方调查记录植物种类组成 、种群的物候期 、高度和盖度以及经度 、纬度 、海拔等环境因子 。植物
凭证标本存放于中国科学院新疆生态与地理研究所标本馆(XJBI)。野外样地进行植被调查结束后 ,在样
地中心挖土壤坑 ,于土样浅层(0-30m)、深层(30-100cm)进行土壤取样 ,共获得 22个样地土壤样本 。
1.2.3 数据处理
在实验室内 ,对取得的土壤样本进行分析处理 。采用 PHS-2型酸度计测定 22个样地不同深度的土
壤 pH值 ,采用水土比烘干残渣法测定其全盐量(即土壤水溶性盐浸出液中包含的 CO2 -3 , HCO-3 , Cl- ,
SO2-4 , Ca2+, Mg2 +, Na+, K+等 8种离子的质量百分率);采用重铬酸钾法测定土壤有机质含量。计算土
样浅层(0-30cm)、深层(30-100cm)平均 pH值 、全盐量 、有机质含量等指标 ,应用方差分析的方法 ,分析
植物群落的多样性特征与土壤因子的相关关系 。
将测度群落 α多样性的 11种指数分成 4类进行度量 [ 8] ,在计算中以重要值为指标 ,其中 Pi为物种 i
的相对重要值 , Ni为 i物种的重要值 , N为所有物种的重要值之和 。采用以下公式对重要值进行计算:
重要值 =相对盖度 +相对高度 +相对频度
(1)物种丰富度指数(speciesrichnessindex), S样方内物种数目 , Margalef指数:dMa=(S-1)/lnN,
Menhiniek指数:dMC=S/ N。
·137·第 6期 谭勇等 准噶尔盆地 4种沙拐枣属植物群落的 α多样性及土壤环境解释
(2)物种多样性指数或生态多样性指数 ,即物种丰富度与相对多度综合形成的指数(Speciesdiversity
indexorecologicaldiversityindex)。 1)多样性的几何度量:McIntosh指数 d=1-(Pi2)1 /2。 2)多样性的
概率度量:Simpson指数 λ=l-(Ni(Ni-1)/N(N-1)), GiNi指数 D=1-Pi2 , 种间相通机率 (PIE)
PIE=(Ni/N)(N-Ni)/(N-1)。 3)多样性的信息度量:Shannon-Wiener指数 H= -ni=1PilnPi。
(3)物种均匀度指数 (evennessindex)。 1)与物种丰富度有关的均匀度指数:PieLou指数 J=(-
ni=1PilnPi)/lnS, Heip指数 Eh=(exp(-PilnPi)-1)/(S一 1)。2)与物种丰富度无关的均匀度指数:
Alatalo指数 Ea=((Pi2)-1 -1)/(exp(-PilnPi)-1)。
图 1 4种沙拐枣属群落的物种组成
Fig.1 Speciescompositionsof4 CaligonumL.communities
2 结果与分析
2.1 群落的组成及生长型
据样方调查 ,准噶尔盆地 4种沙拐枣属植物群落
的物种组成如图 1,其中红果沙拐枣群落物种组成在
科属种水平都表现出最多 ,泡果沙拐枣群落物种组成
则表现较少 。分析表明 ,准噶尔盆地边缘荒漠地带 4
种沙拐枣属植物群落组成中种数最多的是藜科(Che-
nopodiaceae),其次为菊科 (Compositae),裸子植物 (1
科 1属 1种)仅出现于泡果沙拐枣群落与艾比湖沙拐
枣群落中。种类组成中仅含 1 ～ 2种的科占总科数的
1.乔木 Arbor2.灌木 Shrub3.半灌木Semi-shrub4.多年生
草本 Perennialherbage5.一年生草本 Annualherbage
图 2 4种沙拐枣属群落的生长型组成
Fig.2 Growthformchartof4 CaligonumL.communities
比例表现为 6 /9科;9 /13科;4/7科;5/9科 ,说明 4种
沙拐枣属群落的科属组成较为分散 。图 2为群落的
生长型特征 ,其中泡果沙拐枣群落中灌木与半灌木的
组成表现为最高 ,草本生长型则表现最少 。乔木层物
种在 4种沙拐枣群落均表现为由藜科梭梭属植物组
成 。
2.2 群落的生活型
植物的生活型是指有机体对环境及其节律变化
长期适应而形成的一种形态表现 ,是依据生态适应划
分的。这是植物适应不同环境以及对相同环境而适
应方式不同的结合。植物生活型变化格局 ,在一定程
度上也反映了植物适应环境的生活史对策取向 ,有其
深刻的生理适应基础和生境的灵敏指示性 [ 9] 。据
P.高位芽植物 C.地上芽植物 H.地面芽植物 T.一年生植物
图 3 4种沙拐枣属群落的生活型组成
Fig.3Lifeformchartof4CaligonumL.communities
Raunkier的生活型分类系统 ,按一级生活型统计样方
中出现的物种 ,分析片层结构。结果表明:艾比湖沙
拐枣与奇台沙拐枣群落中一年生植物种类多 , 数量
大 ,是该群落中处于优势地位的生活型 ,主要为藜科 、
十字花科的一些种类 ,表现出其对干燥气候的生活史
适应对策;红果沙拐枣群落的地上芽组成较高 ,表现
出其对恶劣环境特殊的适应方式;高位芽植物在 4种
沙拐枣属植物群落中表现出一定的相似性 ,所占比例
较少 ,反应了荒漠地区的气候条件并不是常年有利于
植物生长的特征(图 3)。
2.3 群落的物种多样性
表 2是准噶尔盆地 4种沙拐枣属植物群落的主
要建群种和优势种的组成及其重要值 ,其物种组成单一 ,结构简单 ,群落差异主要表现在物种组成以及物
种多样性水平。分析表明准噶尔盆地边缘荒漠地带生境较为恶劣 ,适合的优势种优先占有生态位 ,使伴生
·138· 干 旱 区 资 源 与 环 境 第 23卷
种和稀有种的发展受到约束 ,从而其频度 、盖度 、高度等生态学指标较低 ,重要值显著减小 ,使得优势种的
地位较为显著。
生态多样性指数中 Simpson指数与 PIE指数完全重合 ,虽然它们表征的生物学意义不同 , PIE指数表
示不同物种的个体在随机活动情况下相遇的概率[ 10] ,而优势度 Simpson指数是对集中性的度量 ,但它们
的计算方法经推导相同造成结果一致 [ 11] 。因此 ,在相关性较强的模型之间选择一个 ,文中最终确定以
PIE指数进行结果分析。
表 2 4种沙拐枣属植物群落的主要物种组成及数量特征
Tab.2 Speciescompositionsandquantitativecharacteristicsin4CalligonumL.communities
群落类型 植 物 名 频度(%)
高度
(%)
盖度
(%)
重要值
(%)
泡果沙拐枣群落
Communityof
C.caliphysa
梭梭 Haloxylonammodendron 11.43 40.17 26.31 77.91
泡果沙拐枣 C.caliphysa 20 12.92 22.43 55.35
膜果麻黄 Ephedraprzewalski 7.14 7.29 17.59 32.01
霸王 zygophylumxanthoxylon 7.14 6.08 7.8 21.03
蒿属 Artemisiasp. 4.29 5.89 1.77 11.94
盐生草 Halogetonglomeratus 7.14 3.46 0.91 11.52
奇台沙拐枣 C.klementzi 2.86 2.17 6 11.04
针茅 stipasp. 2.86 5.63 1.62 10.11
琵琶柴 Reaumuriasoogorica 4.29 2.1 3.47 9.87
木本猪毛菜 Salsolaarbuscula 4.29 2.66 2.59 9.54
红果沙拐枣群落
Communityof
C.rubicundum
红果沙拐枣 C.rubicundum 12.62 6.51 41.2 60.33
大赖草 Leymusracemosus 6.8 34.31 13.12 54.21
虫实属 Corispermumsp. 9.71 12.57 3.99 26.25
准噶尔苔草 Carexsongorica 0.97 17.93 1.08 19.98
羽毛三芒草 Aristidapennata 6.8 4 8.41 19.2
油蒿 Artemisiaordosica 8.74 4.06 4.94 17.73
沙地粉苞苣 Chondrilaambigua 7.77 4.22 4.37 16.35
梭梭 Haloxylonammodendron 5.83 2.97 6.68 15.48
猪毛菜 salsolacolina 8.74 0.48 0.2 9.42
铃铛刺 Halimodendronhalodendron 0.97 0.99 5.82 7.77
奇台沙拐枣群落
Communityof
C.klementzi
奇台沙拐枣 C.klementzi 14.86 24.53 45.7 85.08
羽毛三芒草 Aristidapennata 5.41 19 16.21 40.62
梭梭 Haloxylonammodendoron 8.11 15.46 13.12 36.69
准噶尔无叶豆 Eremospartonsongoricum 2.7 9.79 3.24 15.72
沙蓬 Agriophylumsquarosum 4.05 6.9 3.14 14.1
泡果沙拐枣 C.caliphysa 6.76 2.28 4.98 14.01
盐生草 Halogetonglomeratus 6.76 3.37 2.11 12.24
对节刺 Horaninoviaulicina 5.41 2.86 1.5 9.75
蒿属 Artemisiasp. 4.05 3.95 1.28 9.27
艾比湖沙拐枣群落
Communityof
C.ebi-nuricum
艾比湖沙拐枣 C.ebi-nuricum 11.25 21.24 37.8 70.29
白梭梭 Haloxylonpersicum 8.75 22.31 28.83 59.88
梭梭 Haloxylonammodendron 3.75 4.52 11.61 20.76
猪毛菜 Salsolasp. 7.5 12.29 0.8 19.98
白茎盐生草 Halogetonarachnoideus 5 9.06 2.24 16.29
蒿属 Artemisiasp. 2.5 4.84 7.81 15.15
对节刺 Horaninoviaulicina 5 7.56 0.33 12.9
白皮沙拐枣 calligonumleucodadum 6.25 1.54 3.53 11.34
沙蓬 Agriophylumsquarosum 7.5 3.07 0.34 10.92
羽毛三芒草 Aristidapennata 5 1.85 3.91 10.74
物种的丰富度是物种多样性的一个重要因子 ,是生物多样性研究的基础 ,没有它们 ,其它的部分将不
复存在 , 4种沙拐枣属植物群落物种数排序为红果沙拐枣 >奇台沙拐枣 >艾比湖沙拐枣 >泡果沙拐枣
(表 2)。而 Menhiniek指数代表物种数目增加的速率 ,为了说明群落中物种数目与个体数目之间的关系 ,
文中仍然采用个体数目进行计算。所得结果排序为奇台沙拐枣 >泡果沙拐枣 >红果沙拐枣 >艾比湖沙拐
枣 ,分析表明虽然泡果沙拐枣群落物种组成最低 ,但是由于其在准噶尔盆地主要共生或伴生于其他群落
·139·第 6期 谭勇等 准噶尔盆地 4种沙拐枣属植物群落的 α多样性及土壤环境解释
中 ,因此表现出群落物种数目变化速率较大的特征 。
PIE指种间机遇率 ,反映群落中物种同时出现的一种可能性或不同物种的个体在随机活动情况下相
遇的概率。泡果沙拐枣群落由于物种数比其它 3个群落绝对数值小 ,差值显著 ,故泡果沙拐枣的此项值最
小 。奇台沙拐枣与艾比湖沙拐枣群落的物种数为 30、28,而 PIE指数为 1.3091、1.3235,这是由于奇台沙
拐群落虽然物种数较艾比湖沙拐枣群落物种数多 ,但 4种沙拐枣属植物群落中奇台沙拐枣的重要值最高 ,
使得奇台沙拐对局部资源侵占能力优异进而限制了相邻物种的正常生长(表 2)。
Heip指数与 Pielou指数定量描述群落观察多样性与群落种类数及个体数相同时的可能最高多样性
之间的比例 。 4种沙拐枣属群落中泡果沙拐枣群落的均匀指数相对较高 ,奇台沙拐枣群落则相对较低(表
3),泡果沙拐枣群落中的建群种为梭梭 ,泡果沙拐枣的重要值相对较低 ,群落中各物种分布较为均匀 ,而
奇台沙拐枣群落中奇台沙拐枣的重要值表现最高 ,造成两群落在数值上差异较大 。
表 3 4种植物群落多样性指数
Tab.3 Diversityindicesofthe4 plantcommunitiesintheJungerBasin
多样性指数
Diversityindex
泡果沙拐枣
C.caliphysa
红果沙拐枣
C.rubicundum
奇台沙拐枣
C.klementzi
艾比湖沙拐枣
C.ebi-nuricum
(1)物种总数 SpeciesNo. 21 31 30 28
(2)Margalefindex 3.2995 3.9092 4.3815 3.1761
(3)Menhiniindex 1.0139 0.6683 1.0962 0.3992
(4)McIntosindex 0.6412 0.6801 0.6432 0.6569
(5)Simpsonindex 1.3069 1.3465 1.3091 1.3235
(6)CiNiindex 0.8713 0.8976 0.8727 0.8823
(7)PIEindex 1.3069 1.3465 1.3091 1.3235
(8)Shannonindex-Wienerindex 2.4655 2.6896 2.6061 2.6069
(9)Pielouindex 0.8098 0.7832 0.7662 0.7823
(10)Heipindex 0.5385 0.4575 0.4326 0.4651
(11)Alataloindex 0.6286 0.6388 0.5465 0.597
以上侧重点不同的指数均反映 ,组成物种的生物学特性是造成群落多样性差异的基础这一规律 。分
析表明由物种丰富度与相对多度综合形成的生态多样性指数表现出一致的规律 , 即 4种沙拐枣属植物群
落的排序结果为红果沙拐枣 >艾比湖沙拐枣 >奇台沙拐枣 >泡果沙拐枣。
2.4 群落的土壤因子分析
表 4是 4种沙拐枣属群落的土壤因子特征 ,方差分析说明 4种沙拐枣群落的土壤有机质差异不显著 ,
表现为土壤有机质含量在 0.90 ～ 2.53 g/kg之间 ,含量较低 ,分析表明该 4种植物群落植被稀疏 ,生物种
类和数量少 ,生物富集作用十分微弱 ,致使有机质在土壤中积累较少 ,处于较低水平。全盐含量和 pH值
在 4种沙拐枣群落中表现出一定的差异性 ,因此 4种沙拐枣属植物群落土壤因子特征得到很好的解释 。
表 4 4种沙拐枣植物群落土壤因子特征
Tab.4Characteristicofsoilvariablesin4 plantcommunitiesintheJungerBasin
泡果沙拐枣
C.caliphysa
红果沙拐枣
C.rubicundum
奇台沙拐枣
C.klementzi
艾比湖沙拐枣
C.ebi-nuricum
pH均值 Mean 8.64±0.20a 7.64±0.13b 8.80±0.26a 8.81±0.24a
pH浅层 Superficiallayer 8.56±0.10a 7.83±0.12b 8.59±0.13a 8.81±0.15a
pH深层 Deeplayer 8.64±0.29- 7.92±0.24- 8.90±0.38- 8.76±0.41-
全盐均值 Mean(g/kg) 4.17±1.15a 0.23±0.03b 0.80±0.19c 1.62±0.51c
全盐浅层 Superficiallayer(g/kg) 2.35±0.40- 0.27±0.02- 1.32±0.34- 1.25±0.53-
全盐深层 Deeplayer(g/kg) 5.34±1.71a 0.29±0.06b 0.96±0.40ab 2.60±1.01b
有机质均值 Mean(g/kg) 1.73±0.15- 1.24±0.57- 1.16±0.12- 0.99±0.10-
有机质浅层 Superficiallayer(g/kg) 2.53±0.30- 0.90±0.12- 1.13±0.09- 1.02±0.04 -
有机质深层 Deeplayer(g/kg) 1.70±0.21- 1.82±0.88- 1.21±0.18- 1.04±0.37-
表中的字母标记为多重比较的结果 ,每行中两两之间若有一个字母相同 ,表示两者差异不显著 ,反之差异显著;小写字母 ,显著性水平
为 0.05;一表示 4个种间的差异均不显著。 Thealphabetsrepresenttheresultsfrommultiplecomparingbetweendiferentspecies;Ifthereisthe
samealphabetbetweentwospecies, theyarentdiferentsignificantly;onthecontrary, theyarediferentsignificantly;一representthediferencesa-
mong4speciesarentsignificant.
(1)泡果沙拐枣群落:该群落的土壤盐渍化现象最为明显 ,群落的土壤 pH值偏碱性 ,土壤的平均全盐
量 、土壤的深层全盐量分别达到 4.17g/kg和 5.34g/kg,显著高于其他群落;土壤 pH值为 8.64 ,明显高于
·140· 干 旱 区 资 源 与 环 境 第 23卷
红果沙拐枣群落 ,但低于其他两种群落;有机质含量为 1.73g/kg。前面分析表明泡果沙拐枣群落在生态
多样性指数中多样性均表现最低 ,可见土壤环境决定了其群落组成及其物种多样性水平。
(2)红果沙拐枣群落:该群落的盐渍化现象最小 , pH值也是最低的。土壤的平均全盐量 、土壤的深层
全盐量仅为 0.23g/kg和 0.29g/kg,显著低于其他群落;土壤 pH值为 7.64,明显低于其他群落;有机质含
量为 1.24g/kg。土壤因子特征则是该群落的生态多样性指数表现较高的环境解释 。
(3)奇台沙拐枣群落:该群落的土壤盐渍化现象处于中间地位 ,土壤 pH值偏碱性 ,土壤的平均全盐量
为 0.80g/kg,显著低于泡果沙拐枣群落 ,并且显著高于红果沙拐枣群落 ,土壤的深层全盐量则与其他群落
无显著差异;土壤 pH值为 8.80,显著高于红果沙拐枣群落;有机质含量为 1.16g/kg。
(4)艾比湖沙拐枣群落:该群落的土壤盐渍化现象与土壤 pH值和奇台沙拐枣群落相似 ,土壤 pH值
偏碱性 ,土壤的平均全盐量为 1.62g/kg,土壤 pH值为 8.81,显著高于红果沙拐枣群落;有机质含量为 0.
99g/kg。
3 讨论
生态修复实践中 ,采用工程与生物措施相结合的方法 , 利用灌木种在干旱区的特殊生态功能 , 即有
利于形成较高的土壤资源分布的异质性的原理 , 选择旱生灌木种来建立固沙先锋植物群落 [ 12] 。准噶尔
盆地边缘荒漠地带生境恶劣 ,建群或优势种在群落中的生态位由其竞争能力决定 。研究结果表明群落以
奇台沙拐枣或艾比湖沙拐枣为建群或优势种的重要值地位最高 ,作为固沙先锋植物能形成稳定的灌木群
落 ,使有限资源利用充分。因此 ,红果沙拐枣与泡果沙拐枣虽然在 α多样性指数上分别表现为最高与最
低 ,但做为准噶尔盆地边缘荒漠地带的乡土固沙物种 ,艾比湖沙拐枣与奇台沙拐枣更具改良推广的潜在优
势 。
不同的植物群落在结构和功能上都存在很大差异 ,这种差异主要是由于组成物种不同的生物学特性 。
换言之 ,具有不同功能的不同物种及其个体相对多度的差异是形成不同群落的基础 ,在生态修复过程中应
注意各物种的特性 ,合理搭配 ,从而组成结构稳定的人工群落 ,减小维护强度。例如艾比湖沙拐枣为我国
的特有种 ,该群落盖度与物种多样性水平较高 ,由梭梭和白梭梭所构成的小乔木层片以及由一年生草本和
多年生草本所形成的草本层片决定了该群落的稳定性 ,同时大量的实生苗的存在 ,说明群落能进行自然更
新 ,因此在生态修复中应大力推广该植物 。
在众多的群落 α多样性指数中 ,根据描述群落性质的侧重点不同分为 4类 ,每一类具有 1个或以上的
指数符合准噶尔盆地边缘荒漠地带群落 ,同时文中采用重要值作为统计指标 ,结果表明重要值对于荒漠地
带群落测度是较为可行的 ,这与陈仲新等对毛乌素沙地的研究结果相似 [ 13, 14] 。无论怎样定义多样性指
数 ,它都是把物种丰富度这一经典方法与均匀度结合起来的一个单一的统计量。多样性信息度量 、概率度
量还是几何度量都是以不同的方式表达物种丰富度与均匀度的结合 , Heip指数可以较全面地反映这种关
系 。
不同植物群落类型土壤因子的方差分析结果表明土壤酸碱度 、全盐量的异质性往往是决定植物群落
组成 、结构和分布格局形成的主要因素[ 14] 。土壤 、植被二者互相作用 ,土壤因子影响着植被的结构特点 ,
反过来群落植被特征也影响着土壤的理化性质 [ 15] 。水是准噶尔盆地边缘荒漠地带影响植被分布与变化
最积极 、最活跃的生态因素 ,它的微小变化都会在植被上表现出来 ,但受研究条件的限制 ,野外取样没有获
得完整的土壤水分数据 ,因此 ,在分析中没有加入土壤水分变量 ,有待于在今后的相关研究中进一步完善 。
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αdiverstiyoffourCaligonumL.communitiesandsoilinterpretationinthe
JunggarBasin
TANYong1, 2 , PANBorong1, 3 , DUANShiming3 , XUGang1, 2
(1.XinjiangInstituteofEcologyandGeography, ChineseAcademyofSciences, Urumqi830011, P.R.China;2.TheGraduateSchoolofChineseA-
cademyofSciences, Beijing100039, P.R.China;3.TurpanEremophytesBotanicGarden, XinjiangInstituteofEcologyandGeography, ChineseA-
cademyofSciences, Turpan838008, P.R.China)
Abstract:TheecologicalcharacteristicsofC.caliphysa, C.rubicundum, C.klementziandC.ebi-nuricum
communitieswereinvestigatedbysamplingintheJunggarBasin, andtheindicesofαdiversitywerecompared
withthoseofothercommunities.Theresultsshowedthatthespecificcompositionofcommunityissimplenessand
poor.Theextentofplantnicheisdeterminedbycompetitivepower.Theresultsof11 indicesareclassifiedinto
2 kinds:oneisevennessindices, andtheorderisC.caliphysa>C.rubicundum>C.ebi-nuricum>C.kle-
mentzi;anotherisecologicaldiversityindices, andtheorderisC.rubicundum>C.ebi-nuricum>C.kle-
mentzi>C.caliphysa.Theresultsofvarianceanalysisshowedthatthereisspecificrelationshipbetweensoil
variablesandplantcommunitytype.Accordingtothecommunitycharacteristics, theC.rubicundumandC.ebi
-nuricumcommunitiescanbeselectedaspioneerplantsinecologicalrestoration.
Keywords:CaligonumL.;αdiversity;soilfactor;ecologicalrestoration.
·142· 干 旱 区 资 源 与 环 境 第 23卷