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新疆14种野生蔷薇属植物生境调查



全 文 :第 50 卷 第 11 期
2 0 1 4 年 11 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50,No. 11
Nov.,2 0 1 4
doi:10.11707 / j.1001-7488.20141106
收稿日期:2013 - 10 - 23;修回日期:2014 - 09 - 08。
基金项目:国家环境保护部中国重要观赏植物种质资源调查项目[二 -(一)- 3 - 2]。
* 高俊平为通讯作者。
新疆 14 种野生蔷薇属植物生境调查*
冯久莹1 蔡 蕾2 贺海洋3 沈树祥4 张树玲4 孟永禄1
戴凡炜1 许 正5 高俊平1
(1. 中国农业大学观赏园艺与园林系 北京 100193;2. 国家环境保护部生物多样性处 北京 100035;
3. 新疆乌鲁木齐市头屯河区政府 乌鲁木齐 830002;4. 北京市昌平区园林绿化局 北京 102200;5. 新疆伊犁州林业科学院 伊宁 835000)
摘 要: 以仅分布或主要分布于新疆的 14 种野生蔷薇属植物为对象,在资料查询的基础上,采用野外调查方法、
生境分析法,对这些植物分布地的地形、地势、伴生植物以及气象因子等进行实地调查和分析。结果表明:腺果蔷薇
和刺蔷薇生长于阴坡,其余均生长于阳坡;单叶蔷薇、小檗叶蔷薇、疏花蔷薇海拔分布低于 1 000 m,其余均分布在
海拔 1 000 ~ 2 000 m内。基于分布区的气候特点推断,这些植物能适应较大幅度的年温度变化和干旱环境,其中
腺齿蔷薇的耐寒性最强,单叶蔷薇、小檗叶蔷薇的耐热性最强。基于伴生植物相似性分析,将这些植物分为 5 组,
其中第 5 组(单叶蔷薇和小檗叶蔷薇)与其他各组差异最大。基于海拔分布相关性分析明确单叶蔷薇和小檗叶蔷
薇、腺果蔷薇和刺蔷薇、伊犁蔷薇和疏刺蔷薇的海拔分布范围都分别表现为极显著相关;以其中应用价值较高但数
量正在急剧减少的单叶蔷薇为对象,进行 6 个主要分布区共 18 个样地的典范对应分析(CCA),发现海拔、年降水
量和 7 月平均温度是影响单叶蔷薇分布的主要因子。
关键词: 野生植物资源;新疆;蔷薇属;单叶蔷薇;生境特征;CCA分析
中图分类号:S718. 45 文献标识码:A 文章编号:1001 - 7488(2014)11 - 0044 - 08
Investigation of Habitat Characteristics of 14 Wild Rosa Species in Xinjiang
Feng Jiuying1 Cai Lei2 He Haiyang3 Shen Shuxiang4 Zhang Shuling4 Meng Yonglu1
Dai Fanwei1 Xu Zheng5 Gao Junping1
(1. Department of Ornamental Horticulture and Landscape,China Agricultural University Beijing 100193;
2. Office of Biodiversity Conservation,Ministry of Environmental Protection Beijing 100035;3. Toutunhe District People’s
Government of Urumqi City Urumqi 830023;4. Beijing Changping District Bureau of Parks and Forestry Beijing 102200;
5. Yili Kazak Autonomous Prefecture Academy of Forestry Yining 835000)
Abstract: This work is aimed at understanding important habitat characteristics of the genus Rosa in Xinjiang to provide
information for assessment,protection and utilization of wild rose resources. Based on a field investigation and previous
published literature,we investigated the geographical and meteorological characteristics of 14 wild Rosa species only or
majorly distributed in Xinjiang. Results showed that all investigated Rosa species grew in south slope except R.
fedtschenkoana and R. acicularis. Elevation distribution was between 1 000 - 2 000 m for most of these Rosa species,with
R. persica,R. berberifolia and R. laxa distributed at lower than 1 000 m. Based on the data of temperature and rainfall,
it was inferred that these Rosa species could tolerate the great fluctuate of annual temperature and drought. Among 14 wild
Rosa species,R. albertii had the strongest tolerance to freeze,while R. persica and R. berberifolia had the strongest
tolerance to heat. We divided the 14 wild Rosa species into 5 groups according to hierarchical cluster analysis of their
associated plants. The group V,including R. persica and R. berberifolia,exhibited great difference from other groups,
indicating that its habitat characteristics were different from other Rosa species. Correlation analysis of elevation
distribution of these Rosa species revealed that elevation distributions of R. persica and R. berberifolia,R. fedtschenkoana
and R. acicularis,as well as R. iliensis and R. schrenkiana were significantly correlated,respectively. We also conducted
CCA (Canonical Correspondence Analysis)for R. persica which is valuable in breeding however the distribution area is
reduced rapidly. Based on data from 18 sampling fields of 6 major distribution areas,we found that elevation,rainfall and
第 11 期 冯久莹等:新疆 14 种野生蔷薇属植物生境调查
average temperature in July were the major factors determining the distribution of R. persica. In summary,our results
provided valuable references to evaluation,protection and application of wild Rosa species which are located in Xinjiang.
Key words: wild plant resources;Xinjiang;Rosa;Rosa persica;habitat characteristics;CCA
新疆维吾尔自治区地形复杂,气候独特,属于温
带荒漠性气候,且境内的自然地理条件在历史上又
几经变迁,给各个植物区系成分的接触、混合和特化
提供有利条件(潘晓玲,1995) ,因此具有许多遗传
性状独特的植物资源。目前对于新疆植物资源自然
分布区生境特征的调查研究多集中于极端耐性植
物,如耐盐和耐旱植物柽柳属(Tamarix)、沙冬青属
(Ammopiptanthus)等(杨维康等,2002;张强等,
2007)。对观赏植物资源的生境实地调查研究仅涉
及到少数几种植物,如菊科粉苞苣属(Chondrilla) (张
瑞麟等,2006)和弯刺蔷薇(Rosa beggeriana var.
beggeriana) (刘海星,2009)。
蔷薇属(Rosa)植物观赏价值高,是世界第一大
观赏花卉月季的遗传亲本,所蕴含的丰富遗传信息
是进行月季杂交选育和开展相关机理研究必不可少
的珍贵材料。世界范围内蔷薇属植物约有 200 种,广
泛分布于亚、欧、北非、北美各州寒温带及亚热带地
区,我国的蔷薇属植物有 82 种,占世界总数的 41%
(刘永刚等,2004)。新疆是我国蔷薇属植物资源较
集中的地区之一,共有野生种 16 个,变种 12 个,变型
3 个,引进栽培种 11 个(贺海洋,2005;丛者福,
1996)。新疆分布的蔷薇属植物对干旱大陆性气候
有着特殊的生态适应特性与形态特征:大多数种类
腺毛发达,皮刺宽大坚硬,叶片角质层发达,对低温、
高温、干旱等逆境的耐性较强,这些植物的发掘利用
对于选育抗逆性强的月季品种具有重要的现实意
义。近年来,通过植物生态学数量分析方法对植物
生境特征进行数学分析成为植物资源评价、保护和
利用的重要手段。迄今为止,新疆分布的蔷薇属植
物生境特征的相关资料未见报道;现有的植物志资
料受到人类活动和气候变化等因素的影响,已经不
能完全真实地反映目前新疆蔷薇属植物的生境状
况。第一手资料的缺乏,极大地限制对新疆产蔷薇
属植物种质特性的评价、保护和利用。为此,亟需对
新疆分布的蔷薇属植物的生境特征进行系统性的数
学分析和比较研究。
本研究以 14 种在我国仅分布或主要分布于新疆
的野生蔷薇属植物为对象,开展其生境特征的实地调
查,对所获数据进行数学分析;通过生境特征的典范
对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)确定
其中较重要的单叶蔷薇分布的主要影响因子。为新疆
野生蔷薇属植物的资源评价、保护和利用提供基础性
资料。
1 材料与方法
1. 1 调查对象
2005—2009 年,对 14 种新疆野生蔷薇属植物
进行实地调查。其中,小檗叶蔷薇(R. berberifolia)、
单叶蔷薇(R. persica)、腺叶蔷薇(R. kokanica)、宽
刺 蔷 薇 (R. platyacantha)、密 刺 蔷 薇 (R.
spinosissima)、疏花蔷薇(R. laxa)、腺果蔷薇(R.
fedtschenkoana)、伊犁蔷薇(R. iliensis)、疏刺蔷薇
(R. schrenkiana)在我国境内仅分布于新疆,是新疆
的特有种。其余 5 种,包括腺齿蔷薇(R. albertii)、
刺蔷薇(R. acicularis)、弯刺蔷薇(R. beggeriana)、
藏边蔷薇(R. webbiana)和野蔷薇(R. multiflora)也
在新疆有重要分布区。
1. 2 野外调查方法
1. 2. 1 重要野生蔷薇属植物分布区样地调查 在
实地调查的基础上,结合已有资料,对调查的 14 种
新疆野生蔷薇属植物各选取 1 个集中分布的典型样
地。由于单叶蔷薇和小檗叶蔷薇经常分布在一起,
因此共有 13 个样地。样地集中在天山山脉西部的
尼勒克县、中部的沙湾县以及东部的乌鲁木齐市周
边。实地记录每个样地的地点、经纬度、海拔、坡向、
坡度、地貌类型、伴生植物种类等信息。
1. 2. 2 单叶蔷薇分布区样地调查 通过实地考察
和已有资料查阅,单叶蔷薇在新疆地区分布十分有
限,主要分布在准噶尔盆地西南部周缘,在天山以南
地区没有分布。选取单叶蔷薇的 6 个集中分布地
区:呼图壁、乌鲁木齐、玛纳斯、沙湾、额敏、塔城,每
个地区选取 3 个样地进行调查,每个样地取 3 个
20 m ×20 m的样方。1)记录各样地经度、纬度、海
拔(单叶蔷薇生长在路边荒地或河边旱地等较平坦
地区,因此不需记录坡度和坡向);2)查询当地气
象因子,包括年降雨量、年均温、1 月均温、7 月均温、
极端最高温、极端最低温;3)测量样方土壤因子数
值,包括 pH,EC,NO -3 ,NH
+
4 ,PO
3 -
4 ,K,Ca,Mn 的
含量。
1. 3 生境分析
1. 3. 1 生境气象因子 查阅各种野生蔷薇调查区
所在县、市的主要气象数据,包括各月平均气温、全
年平均气温、1 月平均最低气温、7 月平均最高气温、
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林 业 科 学 50 卷
全年降水量及光照时间。
计算每种蔷薇属植物分布区的气候条件的方法
为:如某种蔷薇属植物的实际海拔分布范围为(a,
b) ,其分布地区所在县、市的海拔高度为 c,该县、市
1 月平均气温为 Q,按照海拔每升高 100 m温度降低
0. 6 ℃进行计算,则该种蔷薇属植物分布区的 1 月
平均气温在(Q1,Q2)范围内,
Q1 = Q -(b - c)× 0. 6 /100,
Q2 = Q -(a - c)× 0. 6 /100。
其他气温值计算方法相同。
1. 3. 2 伴生植物相似性分析 对任意 2 个不同的
蔷薇属植物伴生植物,采用植物物种组成相似性
测定的方法来计算相似性系数。利用伴生植物物
种组成构成 2 × 2 列联表(表 1)。a为(1,1)匹配,
即 m和 n同时出现的种有 a 个;b 为(1,0)匹配,
即与 m伴生但不与 n伴生的种有 b个;c 为(0,1)
匹配,即不与 m伴生但与 n 伴生的种有 b 个;d 为
(0,0)匹配,即与 m和 n都不伴生的种有 d个。以
植物数量生态分类中使用较多的 Jaccard(1900)
系数作为 m 和 n 的相似性系数,其计算公式为:
Smn = a /(a + b + c) ,该公式没有考虑 d 的作用,属
于非对称的相似系数。统计计算过程使用 SPSS统
计软件完成。
依据相似性系数,采用最邻近法 (nearest
neighbour)对不同蔷薇属植物的伴生植物进行聚类
分析,寻找各不同生境类型的关联性。
表 1 m和 n 2 种植物伴生物种组成的 2 ×2 列联表
Tab. 1 Composition of associated plant species of m and n
2 × 2 列联表
n的伴生植物
Associated plant
species of n
n不具有的伴生植物
Associated
plant species
out of n
m的伴生植物
Associated plant
species of m
a b
m不具有的伴生植物
Associated plant
species out of m
c d
1. 3. 3 海拔分布相似性分析 统计 14 种野生蔷
薇属植物各个海拔高度区间的样点分布频度,用
SPSS统计软件对不同蔷薇属植物在海拔梯度上分
布的相关性进行统计分析。
1. 3. 4 单叶蔷薇分布地区的 CCA排序 单叶蔷薇
分布区的 CCA(典范对应分析)分析利用 CANOCO
Version4. 5 分析软件完成。排序图中箭头所处象
限,代表着环境因子与排序轴间的正负相关性;箭
头连线的长度代表着各环境因子对排序轴的贡献,
即环境因子与排序轴相关性的大小;彼此间的关系
则反映为箭头的方向和夹角;各样地在坐标平面内
的位置反映了不同样地(群落)的生态学特性(沈泽
昊等,2000)。排序轴间的相关性小,则说明排序图
能够较好反映物种多样性随着环境因子变化的趋
势,表明此二轴具有显著且重要的生态学意义(张
文辉等,2004)。
2 结果与分析
2. 1 野生蔷薇属植物的生境特征分析
2. 1. 1 地形特征 在植物分布的地形特征方面,所
调查的 14种蔷薇属植物除腺果蔷薇和刺蔷薇生长于
阴坡之外,其余均生长于阳坡,坡度从平坦到 60°不
等。除单叶蔷薇、小檗叶蔷薇、疏花蔷薇海拔分布较
低 以 外,其 余 大 多 分 布 在 海 拔 1 000 ~
2 000 m(表 2)。
2. 1. 2 气象因子 由表 3 可见,所调查的 14 种野
生蔷薇属植物对低温的耐受能力都比较强,分布区
域内最低月均温均在 - 10 ℃以下,最低气温均在
- 20 ℃以下。其中,腺齿蔷薇分布区 1 月均温达
- 24. 7 ℃,远远低于其他蔷薇种类。在高温方面,
单叶蔷薇、小檗叶蔷薇的耐热性最强,分布区域的 7
月均温达 25 ~ 26. 5 ℃,极端高温达 37. 8 ~ 39. 3 ℃。
从最冷月均温和最热月均温的差值来看,乌鲁木齐
周边分布的单叶蔷薇、小檗叶蔷薇、腺叶蔷薇、野蔷
薇、宽刺蔷薇、疏刺蔷薇、腺果蔷薇、弯刺蔷薇和刺蔷
薇都能忍受较大的温度变化。
在降水方面,乌鲁木齐、沙湾和尼勒克年均降水
均不足 400 mm,均属于半干旱地区,其中沙湾仅
213. 5 mm,接近于干旱地区。因此,推断分布于沙
湾的疏花蔷薇和腺齿蔷薇可能耐旱性更强。
2. 1. 3 伴生植物 14 种野生蔷薇属植物的伴生植
物见表 4。将每种植物在各生境中出现的情况记为
1,没有在该生境中出现记为 0,生成伴生物种组成
的二元数据表,使用最邻近法得到各种蔷薇伴生植
物物种相似性聚类树形图。
由图 1 可知,聚类图中相似距离小于 10 的有 4
组,按照伴生植物相似性由高到低依次为:第 1 组
是野蔷薇、腺叶蔷薇和伊犁蔷薇;第 2 组是藏边蔷
薇和密刺蔷薇;第 3 组是疏花蔷薇、弯刺蔷薇和腺
齿蔷薇;第 4 组是宽刺蔷薇、疏刺蔷薇、腺果蔷薇和
刺蔷薇。4 个组之间的关系表现为第 3 组和第 4 组
的相似性最高,其次是第 1 组与第 3、4 组,第 2 组与
其他 3 组的相似性低;单叶蔷薇和小檗叶蔷薇伴生
植物与其他蔷薇伴生植物差异最大,表示为第 5 组。
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第 11 期 冯久莹等:新疆 14 种野生蔷薇属植物生境调查
表 2 新疆 14 种野生蔷薇属植物分布的地形特征调查结果
Tab. 2 Investigation of distribution features of 14 wild species of Rosa in Xinjiang
植物名称
Rosa species
所在地区
Locality
地形特征 Geographical characteristics
地貌
Landform
坡向
Aspect
坡度
Slope /(°)
海拔
Elevation /m
藏边蔷薇 R. webbiana 尼勒克县Nilka
林缘
Forest edge
阳坡
Southern slope 35 1 006 ~ 1 315
密刺蔷薇 R. spinosissima 尼勒克县Nilka
林缘
Forest edge
阳坡
Southern slope 35 1 125 ~ 1 297
单叶蔷薇 R. persica 乌鲁木齐Urumqi
河边
River side
阳坡
Southern slope 0 609 ~ 853
小檗叶蔷薇 R. berberifolia 乌鲁木齐Urumqi
河边
River side
阳坡
Southern slope 0 609 ~ 853
野蔷薇 R. multiflora 乌鲁木齐Urumqi
河边
River side
阳坡
Southern slope 10 895 ~ 1 143
腺叶蔷薇 R. kokanica 乌鲁木齐Urumqi
荒漠
Desert
阳坡
Southern slope 10 817 ~ 1 044
伊犁蔷薇 R. iliensis
尼勒克县
Nilka〗荒漠
Desert
阳坡
Southern slope 10 904 ~ 1 247
宽刺蔷薇 R. platyacantha 乌鲁木齐Urumqi
沟谷灌丛
River valley
阳坡
Southern slope 40 1 540 ~ 1 704
疏刺蔷薇 R. schrenkiana 乌鲁木齐Urumqi
山地
Mountain
阳坡
Southern slope 30 1 068 ~ 1 113
疏花蔷薇 R. laxa 沙湾县Shawan
山地林缘
Forest edge on mountain
阳坡
Southern slope 65 469 ~ 509
腺果蔷薇 R. fedtschenkoana 乌鲁木齐Urumqi
山地
Mountain
阴坡
Northern slope 40 1 405 ~ 1 679
弯刺蔷薇 R. beggeriana 乌鲁木齐Urumqi
山地林缘
Forest edge on mountain
阳坡
Southern slope 25 1 234 ~ 1 541
腺齿蔷薇 R. albertii 沙湾县Shawan
山地林缘
Forest edge on mountain
阳坡
Southern slope 35 1 601 ~ 1 638
刺蔷薇 R. acicularis 乌鲁木齐Urumqi
山地
Mountain
阴坡
Northern slope 60 1 405 ~ 1 691
2. 1. 4 海拔 14 种蔷薇属植物中,单叶蔷薇、小檗
叶蔷薇和疏花蔷薇分布于海拔 900 m 以下,其中疏
花蔷薇海拔分布最低,为 400 ~ 600 m;其余 11 种均
分布于海拔 1 000 m 以上,其中宽刺蔷薇海拔分布
最高,为 1 500 ~ 1 800 m。
如表 5 所示,14 种新疆野生蔷薇属植物在海拔
分布上的相关性表现为 3 种类型:第 1 种是不同种
蔷薇属植物之间的海拔分布表现为显著的正相关
性;第 2 种是表现为正相关,但相关性不显著;最后
1 种表现为负相关性,但负相关均不显著。单叶蔷
薇和小檗叶蔷薇互为伴生植物,腺果蔷薇和刺蔷薇、
伊犁蔷薇和疏刺蔷薇的海拔分布范围分别表现为极
显著相关;另外藏边蔷薇与密刺蔷薇、藏边蔷薇与
疏刺蔷薇的海拔分布分别表现为显著相关,野蔷薇
与腺叶蔷薇、伊犁蔷薇的海拔分布表现为彼此显著
相关,宽刺蔷薇与腺果蔷薇、刺蔷薇也表现为显著相
关。疏花蔷薇与其他所有种均表现为负相关;单叶
蔷薇 /小檗叶蔷薇和其他 12 种蔷薇属植物均呈负相
关,可知这 3 种蔷薇的海拔分布范围相对较特殊。
2. 2 单叶蔷薇自然分布的 CCA分析
2. 2. 1 单叶蔷薇自然分布环境特征 对单叶蔷薇
自然分布的环境特征进行实地调查,结果(表 6)表明,
单叶蔷薇的地理分布范围在 43°5394″—46°4315″ N,
83°0753″—87°3337″ E 之间。垂直分布范围在海
拔 400 ~ 900 m之间,分布范围较其他野生蔷薇植物
狭窄。
单叶蔷薇生长的土壤多为干旱的盐碱地、戈壁荒
漠以及洪积扇缘等地。分布区内土壤 pH值在 7以上,
平均为 7. 62,为偏碱性土壤。土壤营养成分分析表明:
N,P,K含量很低,其中硝态氮含量高于氨态氮。Ca含
量在不同地区差异较大,Mn含量普遍偏低。
所调查的单叶蔷薇分布区年均温在 6 ~ 9. 4 ℃
之间,7 月平均温度在 22. 2 ~ 25. 1 ℃,1 月平均温度
在 - 7. 7 ~ - 15. 6 ℃,极端最低温 - 30. 3 ℃,极端最
高温为 39. 8 ℃,年温度差 70 ℃。年均降雨量在
139. 8 ~ 261. 8 mm之间,从降雨量上看,属于干旱 -
半干旱区域。
74
林 业 科 学 50 卷
表 3 新疆 14 种野生蔷薇属植物分布样地气温、降水和日照情况①
Tab. 3 Temperature,rainfall and sunlight of investigated distribution area of fourteen wild species of Rosa in Xinjiang
调查区域
Investigation
area
植物种类
Species
最低温度(最高海拔分布)
The lowest air temperature(the highest elevation)/℃
最高温度(最低海拔分布)
The highest air temperature(the lowest elevation)/℃
年均温
AMT
1月
均温
MT in
Jan
1月最
低气温
Min. T
in Jan
7月最
高气温
Max. T
in Jul
7月
均温
MT in
Jul
年均温
AMT
1月
均温
MT in
Jan
1月最
低气温
Min. T
in Jan
7月最
高气温
Max. T
in Jul
7月
均温
MT in
Jul
降雨量
Rainfall /
mm
日照
时间
Sunlight /
h
乌鲁木齐
Urumqi
单叶蔷薇
R. persica 8. 5 - 13. 2 - 23. 4 37. 8 25. 0 10. 0 - 11. 8 - 21. 9 39. 3 26. 5
小檗叶蔷薇
R. berberifolia 8. 5 - 13. 2 - 23. 4 37. 8 25. 0 10. 0 - 11. 8 - 21. 9 39. 3 26. 5
野蔷薇
R. multiflora 6. 8 - 15. 0 - 25. 1 36. 1 23. 3 8. 3 - 13. 5 - 23. 7 37. 6 24. 8
腺叶蔷薇
R. kokanica 7. 4 - 14. 4 - 24. 5 36. 7 23. 9 8. 8 - 13. 0 - 23. 2 38. 1 25. 2
宽刺蔷薇
R. platyacantha 3. 4 - 18. 3 - 28. 5 32. 7 19. 9 4. 4 - 17. 3 - 27. 5 33. 7 20. 9
疏刺蔷薇
R. schrenkiana 7. 0 - 14. 8 - 25. 0 36. 3 23. 4 7. 3 - 14. 5 - 24. 7 36. 6 23. 7
腺果蔷薇
R. fedtschenkoana 3. 6 - 18. 2 - 28. 4 32. 9 20. 0 5. 2 - 16. 5 - 26. 7 34. 5 21. 7
弯刺蔷薇
R. beggeriana 4. 4 - 17. 3 - 27. 5 33. 7 20. 9 6. 3 - 15. 5 - 25. 7 35. 6 22. 7
刺蔷薇
R. acicularis 3. 5 - 18. 2 - 28. 4 32. 8 20. 0 5. 2 - 16. 5 - 26. 7 34. 5 21. 7
283. 5 2 762. 6
沙湾县
Shawan
疏花蔷薇
R. laxa 8. 3 - 17. 9 - 20. 3 31. 8 25. 2 8. 5 - 17. 7 - 20. 1 32. 0 25. 4
腺齿蔷薇
R. albertii 1. 5 - 24. 7 - 27. 1 25. 0 18. 4 1. 8 - 24. 5 - 26. 9 25. 2 18. 6
213. 5 2 827. 5
尼勒克县
Nileke
藏边蔷薇
R. webbiana 4. 2 - 12. 7 - 20. 6 25. 3 20. 2 6. 0 - 10. 9 - 18. 8 27. 1 22. 0
密刺蔷薇
R. spinosissima 4. 2 - 12. 7 - 20. 6 25. 3 20. 2 5. 3 - 11. 6 - 19. 5 26. 4 21. 3
伊犁蔷薇
R. iliensis 4. 6 - 12. 3 - 20. 2 25. 7 20. 6 6. 6 - 10. 3 - 18. 2 27. 7 22. 6
401. 6 2 648. 4
①AMT:年平均温度 Annual mean temperature;MT:平均温度 Mean temperature. T:气温 Temperature. 下同。The same below.
表 4 新疆 14 种野生蔷薇属植物的伴生植物调查结果①
Tab. 4 Investigation of associated plants of fourteen wild species of Rosa in Xinjiang
蔷薇属植物种类
Rosa species
主要伴生植物
Associated plants
藏边蔷薇 R. webbiana 忍冬 Lonicera japonica、绣线菊 Spiraea salicifolia、山楂 Crataegus pinnatifida、花楸 Sorbus pohuashanensis、稠李 Prunus padus
密刺蔷薇 R. spinosissima 忍冬 Lonicera japonica、绣线菊 Spiraea salicifolia、山楂 Crataegus pinnatifida、花楸 Sorbus pohuashanensis、稠李 Prunus padus
单叶蔷薇 R. persica 小檗叶蔷薇 R. berberifolia、龙牙草 Agrimonia pilosa、狗牙根 Cynodon dactylon、铁线莲 Clematis florida
野蔷薇 R. multiflora 忍冬
Lonicera japonica、小檗Berberis thunbergii、绣线菊 Spiraea salicifolia、白三叶草 Trifolium repens、香叶蒿 Artemisia rutifolia、
独尾草 Eremurus chinensis
腺叶蔷薇 R. kokanica 忍冬
Lonicera japonica、小檗Berberis thunbergii、绣线菊 Spiraea salicifolia、白三叶草 Trifolium repens、香叶蒿 Artemisia rutifolia、
独尾草 Eremurus chinensis
伊犁蔷薇 R. iliensis 忍冬
Lonicera japonica、小檗Berberis thunbergii、绣线菊 Spiraea salicifolia、白三叶草 Trifolium repens、香叶蒿 Artemisia rutifolia、
独尾草 Eremurus chinensis
宽刺蔷薇 R. platyacantha 忍冬 Lonicera japonica、小檗 Berberis thunbergii、栒子 Cotoneaster horizontalis、绣线菊 Spiraea salicifolia
疏刺蔷薇 R. schrenkiana 忍冬 Lonicera japonica、小檗 Berberis thunbergii、绣线菊 Spiraea salicifolia
疏花蔷薇 R. laxa 忍冬
Lonicera japonica、小檗 Berberis thunbergii、栒子 Cotoneaster horizontalis、绣线菊 Spiraea salicifolia、天山桦 Betula
tianschanica、伊犁柳 Salix iliensis、水杨梅 Adina rubella、野草莓 Fragaria ananassa
腺果蔷薇 R. fedtschenkoana 忍冬
Lonicera japonica、小檗 Berberis thunbergii、栒子 Cotoneaster horizontalis、绣线菊 Spiraea salicifolia、水栒子 Cotoneaster
multiflora、金露梅 Potentilla fruticosa
弯刺蔷薇 R. beggeriana 忍冬
Lonicera japonica、小檗 Berberis thunbergii、栒子 Cotoneaster horizontalis、绣线菊 Spiraea salicifolia、刺叶柳 Salix
berberifolia、天山桦 Betula tianschanica、黄果山楂 Crataegus flava
腺齿蔷薇 R. albertii 忍冬
Lonicera japonica、小檗 Berberis thunbergii、栒子 Cotoneaster horizontalis、绣线菊 Spiraea salicifolia、刺叶柳 Salix
berberifolia、天山桦 Betula tianschanica、黄果山楂 Crataegus flava
刺蔷薇 R. acicularis 忍冬
Lonicera japonica、小檗 Berberis thunbergii、栒子 Cotoneaster horizontalis、绣线菊 Spiraea salicifolia、大戟 Euphorbia
pekinensis、龙牙草 Agrimonia pilosa、地榆 Sanguisorba officinalis
①单叶蔷薇和小檗叶蔷薇互为伴生植物。R. persica and R. berberifolia are associated plant for each other.
84
第 11 期 冯久莹等:新疆 14 种野生蔷薇属植物生境调查
图 1 14 种蔷薇属植物主要伴生植物的相似性聚类分析
Fig. 1 Hierarchical cluster analysis of 14 wild
species of Rosa based on the associated plant species
2. 2. 2 单叶蔷薇自然分布群落的 CCA分析 在进
行 CCA分析时,选择海拔、降水量、7 月均温、1 月
均温 4 个变量作为环境因子,选择土壤 pH 值、EC
值和 NO3 -,PO3 -4 ,Ca 的含量 5 个变量作为群落因
子,从每个分布区选取 3 个样方,共组成 18 个
样方。
计算 CCA各排序轴的特征值发现,第 1 轴的特
征值占所有排序轴总特征值的 92%,第 2 轴的特征
值占所有排序轴总特征值的 8%,第 1、2 轴基本可
以解释物种及其分布。另外,第 1、第 2 排序轴的相
关系数为 0. 013,相关性极小。
由环境因子与排序轴之间的相关系数(表 7)可
以看出,降水量与第 1 轴呈极显著相关,7 月均温和
第 1 轴呈极显著负相关,但同时降水量与第 2 轴呈
负相关,7 月均温与第 1 轴呈正相关,相关性也较
高;海拔与第 2 轴呈极显著的负相关;另外 pH 值
与第 2 轴的相关性也比较高。也就是说,海拔、降水
量、7 月平均气温和 pH值对单叶蔷薇的生存分布有
着重要影响。单叶蔷薇自然分布区样地主要集中在
海拔较低、降水量较少、pH 值和 7 月平均气温较高
的地区(图 2)。
表 5 基于实地调查结果的 14 种野生蔷薇属植物海拔分布相关性分析①
Tab. 5 Correlation analysis of elevation distribution of 14 wild species of Rosa in Xinjiang based on investigation
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2 0. 65*
3 - 0. 33 - 0. 21
4 0. 06 0. 28 0. 15
5 0. 06 - 0. 21 0. 15 0. 58*
6 0. 44 0. 28 - 0. 27 0. 58* 0. 58*
7 - 0. 33 - 0. 21 - 0. 27 - 0. 27 - 0. 27 - 0. 27
8 0. 65* 0. 42 - 0. 21 0. 28 0. 28 0. 78** - 0. 21
9 - 0. 26 - 0. 17 - 0. 21 - 0. 21 - 0. 21 - 0. 21 - 0. 21 - 0. 17
10 - 0. 33 - 0. 21 - 0. 27 - 0. 27 - 0. 27 - 0. 27 0. 58* - 0. 21 - 0. 21
11 0. 30 0. 19 - 0. 33 - 0. 33 - 0. 33 - 0. 33 0. 06 - 0. 26 - 0. 26 0. 44
12 - 0. 18 - 0. 11 - 0. 15 - 0. 15 - 0. 15 - 0. 15 0. 53 - 0. 11 - 0. 11 0. 53 - 0. 18
13 - 0. 33 - 0. 21 - 0. 27 - 0. 27 - 0. 27 - 0. 27 0. 58 - 0. 21 - 0. 21 1. 00** 0. 44 0. 53
① 1.藏边蔷薇 R. webbiana;2.密刺蔷薇 R. spinosissima;3.单叶蔷薇 R. persica /小檗叶蔷薇 R. berberifolia;4.野蔷薇 R. multiflora;5.腺叶
蔷薇 R. kokanica;6. 伊犁蔷薇 R. iliensis;7. 宽刺蔷薇 R. platyacantha;8. 疏刺蔷薇 R. schrenkiana;9. 疏花蔷薇 R. laxa;10. 腺果蔷薇 R.
fedtschenkoana;11.弯刺蔷薇 R. beggeriana;12.腺齿蔷薇 R. albertii;13.刺蔷薇 R. acicularis. * P < 0. 05,**P < 0. 01.
3 结论与讨论
我国是蔷薇属植物的主要原产地之一,蔷薇属
植物资源十分丰富。野生蔷薇属植物在月季等观赏
植物育种中具有重要的价值。对滇西北地区野生蔷
薇属植物垂直分布和水平分布进行的调查表明,该
区域内野生蔷薇属植物分布于海拔 1 600 ~ 4 300 m
的垂直空间,水平分布上以丽江、中甸和德钦为主要
分布地(白锦荣等,2008)。
本研究以新疆乌鲁木齐市、沙湾县和尼勒克县
为调查区域,对 14 种新疆野生蔷薇属植物进行了生
境调查。结果表明,单叶蔷薇、小檗叶蔷薇和疏花蔷
薇海拔分布低于 1 000 m,其余 11 个种均分布在海
拔 1 000 ~ 2 000 m 范围内。基于分布区的气候特
点,推断所调查的大多数蔷薇都能承受较大的年温
度变化,其中腺齿蔷薇的耐寒性最强,单叶蔷薇、小
檗叶蔷薇的耐热性最强。另外,根据气象资料,所调
查地域年均降水量在 200 ~ 400 mm 区间,属于干旱
-半干旱地区,远远低于滇西北地区年降水量 600
~ 1 100 mm 的水平,因此推断所调查区域内的 14
种野生蔷薇属植物应当具有较强的耐旱性。但由于
本文并未对地下水分布进行研究,所以无法对 14 种
蔷薇属植物的耐旱性进行准确判断。
94
林 业 科 学 50 卷
表 6 单叶蔷薇自然分布地点的地理、土壤与气象要素①
Tab. 6 Meteorological and agrologic factors of distribution area of Rosa persica
呼图壁
Hutubi
乌鲁木齐
Urumqi
马纳斯
Manasi
沙湾
Shawan
额敏
Emin
塔城
Tacheng
纬度 Latitude(N) 44°1129″ 43°5394″ 44°1258″ 44°1984″ 46°1874″ 46°4315″
经度 Longitude(E) 86°4827″ 87°3337″ 86°2536″ 85°3376″ 83°3462″ 83°0773″
海拔 Eleration /m 584 ± 29 745 ± 22 560 ± 23 574 ± 24 451 ± 19 683 ± 31
土壤
Soil
pH 7. 66 ± 0. 07 7. 72 ± 0. 03 7. 71 ± 0. 08 7. 52 ± 0. 06 7. 49 ± 0. 04 7. 65 ± 0. 08
EC 0. 12 ± 0. 01 0. 11 ± 0. 00 0. 09 ± 0. 01 0. 12 ± 0. 01 0. 10 ± 0. 01 0. 08 ± 0. 00
NO3 - /(mg·L -1) 25 ± 9 44 ± 7 31 ± 11 44 ± 8 23 ± 8 23 ± 13
NH4 + /(mg·L -1) < 20 < 20 < 20 < 20 < 20 < 20
PO4 3 - /(mg·L -1) 8 ± 1 10 ± 1 11 ± 1 8 ± 4 5 ± 1 5 ± 2
K /(mg·L -1) < 250 < 250 < 250 < 250 < 250 < 250
Ca /(mg·L -1) 552 ± 203 317 ± 144 241 ± 12 181 ± 20 398 ± 213 401 ± 279
Mn /(mg·L -1) < 0. 5 0. 9 ± 0. 2 1. 9 ± 0. 7 < 0. 5 < 0. 5 < 0. 5
气候
Meteor-
ological
factors
年均温
AMT /℃ 8. 2 ± 1. 7 8. 5 ± 1. 9 8. 6 ± 2. 5 9. 4 ± 1. 9 6. 0 ± 2. 8 8. 9 ± 1. 7
7 月均温
MT in July /℃ 24. 7 ± 1. 3 23. 0 ± 1. 7 24. 4 ± 1. 1 25. 1 ± 1. 0 22. 7 ± 1. 7 22. 2 ± 1. 7
1 月均温
MT in January /℃ - 15. 6 ± 1. 3 - 10. 7 ± 1. 8 - 15. 6 ± 1. 5 - 13. 2 ± 1. 5 - 9. 7 ± 2. 7 - 7. 7 ± 2. 2
极端最低温
Min. T /℃ - 30. 3 ± 1. 2 - 21. 9 ± 1. 1 - 30. 3 ± 0. 8 - 24. 9 ± 1. 0 - 28. 4 ± 2. 2 - 27. 2 ± 2. 3
极端最高温
Max. T /℃ 38. 4 ± 1. 3 37. 4 ± 3. 2 38. 1 ± 1. 7 37. 5 ± 1. 1 39. 8 ± 2. 0 38. 9 ± 2. 6
年均降雨量
MAR /mm 139. 8 ± 74. 0 261. 8 ± 165. 0 150. 9 ± 94. 2 158. 8 ± 92. 2 222. 0 ± 170. 2 242. 1 ± 136. 1
生境 Habitat 荒地 Wasteland 路边 Road side 山坡 Slope 荒漠戈壁 Desert 荒地 Wasteland 山麓 Mantain foot
样地号 No. of plot 1,2,3 4,5,6 7,8,9 10,11,12 13,14,15 16,17,18
① 气象资料来源于新疆气象局。The meteorological data are obtained from Xinjiang Weather Station. AMT:年平均温度 Annual mean temperature;
MT:平均温度 Mean temperature. MAR:年均降雨量 Mean annual rainfall.
表 7 环境因子与排序轴之间的相关性分析①
Tab. 7 Correlation coefficient between environmental factors and the first two axes of CCA ordination
第 1 轴
AX 1
海拔
Elevation
7 月均温
MT in July
降水量
Rainfall pH EC
NO -3 PO3 -4 Ca
第 1 轴 AX 1 1. 000 - 0. 156 - 0. 789** 0. 730** - 0. 323 - 0. 401 - 0. 200 - 0. 503 0. 024
第 2 轴 AX 2 0. 001 - 0. 977** 0. 507 - 0. 675 - 0. 545 0. 141 - 0. 273 - 0. 071 - 0. 053
① * P < 0. 05,**P < 0. 01.
群落内的物种组成反映了物种之间的相互依赖
关系和趋同适应性,通过对物种相似性的划分,可以
揭示物种对环境适应的内在关联性。对新疆柽柳属
植物群落进行的聚类分析,较好地揭示各群落间的
内在关联性(杨维康等,2002)。本研究对 14 种新
疆野生蔷薇属植物的伴生植物相似性进行分析,结
果显示这 14 种蔷薇属植物可划分为 5 个组:第 1 组
是野蔷薇、腺叶蔷薇和伊犁蔷薇;第 2 组是藏边蔷
薇和密刺蔷薇;第 3 组是疏花蔷薇、弯刺蔷薇和腺
齿蔷薇;第 4 组是宽刺蔷薇、疏刺蔷薇、腺果蔷薇和
刺蔷薇;第 5 组是单叶蔷薇和小檗叶蔷薇。其中,
第 3 组和第 4 组的伴生植物相似性最高,其次是第
1 组与第 3、4 组,第 2 组与其他 3 组的相似性较低。
第 5 组伴生植物与其他各组伴生植物差异最大,表
明单叶蔷薇和小檗叶蔷薇与其他 12 种蔷薇属植物
的生境差别较大。
植被在海拔梯度上的相关性分析也是群落研究
中经常使用的方法,用该方法对北京山地不同植被
类型在海拔梯度的分布进行研究,结果表明植被类
型间的相关关系表现为负相关、正相关但不显著、显
著的正相关 3 种类型(崔国发等,2008)。基于实际
分布进行的海拔分布相关性分析表明,单叶蔷薇和
小檗叶蔷薇、腺果蔷薇和刺蔷薇、伊犁蔷薇和疏刺蔷
薇的海拔分布范围都分别表现为极显著相关。这些
结果揭示了其在伴生植物、海拔、气象几方面的分布
规律,对于今后这些植物的资源保护、引种繁殖和栽
培利用具有一定的价值。
CCA分析可用于确定影响植物分布的主导环
境因子(庾晓红等,2005;邱扬等,2000;陶冶等,
2009;吴东丽等,2009)。各样地在坐标平面内的
05
第 11 期 冯久莹等:新疆 14 种野生蔷薇属植物生境调查
图 2 单叶蔷薇自然分布区样地与
各环境因子的 CCA排序
Fig. 2 CCA ordination of environmental variables and
distribution area of Rosa persica
位置反映了不同样地(群落)的生态学特性(沈泽昊
等,2000;Eldridge et al.,,1997; Zhang et al.,
2003)。排序轴间的相关性小,则说明排序图能够
较好反映物种多样性随着环境因子变化的趋势,表
明此二轴具有显著且重要的生态学意义(张文辉
等,2004;Teixeira et al.,2008)。
对新疆塔里木河下游植物群落分布格局的
CCA分析表明,影响该地区植物群落分布格局的环
境因子主要是地下水位、上壤含水量、土壤 pH 值
(张元明等,2004)。海拔、降水量、7 月均温、1 月均
温 4 个变量作为环境因子,选择土壤 pH 值、EC 值
和 NO -3 ,PO
3 -
4 ,Ca 的含量 5 个变量作为群落因子,
对采集自呼图壁、乌鲁木齐、玛纳斯、沙湾、额敏和塔
城 6 个主要分布区的 18 个样方的数据进行 CCA分
析,表明海拔、降水量和 7 月平均气温是影响单叶蔷
薇分布的主要因子。
参 考 文 献
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( 责任编辑 王艳娜)
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