呼倫貝爾草原野生豆科牧草資源及植物生態(tài)地理區(qū)系分析

黃學文，王明瑩，李 杰，辛曉平，陳寶瑞

（1.呼倫貝爾草原生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站，北京 100081；2.呼倫貝爾學院生命科學與化學學院，內蒙古呼倫貝爾 021008）

呼倫貝爾草原野生豆科牧草資源及植物生態(tài)地理區(qū)系分析

黃學文1，2，王明瑩2，李 杰2，辛曉平1，陳寶瑞1

（1.呼倫貝爾草原生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站，北京 100081；2.呼倫貝爾學院生命科學與化學學院，內蒙古呼倫貝爾 021008）

對呼倫貝爾草地野生豆科牧草的屬種組成、生長習性、飼用價值及植物區(qū)系進行了研究.結果表明：呼倫貝爾草地現(xiàn)有豆科植物17屬64種.這些豆科牧草的生長型中多年生草本植物有52種，占總種數(shù)的81.25%；水分生態(tài)型中各類中生種類有53種，占總種數(shù)的82.81%；大多數(shù)種類對典型草原和丘陵草甸草原生境的適應性良好；優(yōu)等和良等牧草的種類超過60%，飼用價值高.植物區(qū)系成分在屬的水平上有11個類型，溫帶成分有14個屬，占總屬數(shù)的82.35%；在種的水平上有13個類型、6個亞型，達烏里－蒙古成分有16種，溫帶亞洲成分有9種，中國－日本成分有8種，分別占總種數(shù)的25.00%，14.06%和12.50%，三者占有較大比例.植物區(qū)系特征在屬的水平上表現(xiàn)為以溫帶成分為主，在種的水平上達烏里－蒙古成分等3種類型占較大比例，其他多種分布類型并存，表現(xiàn)為豐富的物種多樣性特征.豆科植物決定著草地植被的質量，對豆科牧草植物生態(tài)地理區(qū)系進行分析，對維護呼倫貝爾草原植物多樣性、保持草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力具有重要意義.

豆科牧草；生長習性；生態(tài)類型；植物區(qū)系；飼用價值

呼倫貝爾草原是全國重點牧區(qū)之一，具有中國北方典型的溫帶草原景觀，至今保留著大面積的接近原始面貌的天然草場，草場總面積16.9萬hm2.呼倫貝爾地處內蒙古東北部，位于歐亞大陸高緯度到中緯度的過渡地帶.大興安嶺山脈縱貫中部，嶺東是低山丘陵和河谷平原，嶺西是呼倫貝爾高平原［1］.呼倫貝爾屬溫帶大陸性氣候，年均氣溫－5℃～2℃，≥0℃年積溫1 790℃～2 820℃，≥10℃年積溫1 235℃～2 413℃，年均降水量394 mm，年蒸發(fā)量950 mm～1 900 mm，年日照時數(shù)2 700 h，無霜期40～130 d.由于地貌、氣候等因素的綜合作用，形成了豐富的植被類型，從大興安嶺兩麓森林草原，到嶺東嶺西的草甸草原，再到典型草原，植被分布表現(xiàn)出垂向地帶性規(guī)律［2］；土壤也相應出現(xiàn)從黑土、暗棕壤、森林土、黑鈣土到栗鈣土的地帶性演替.復雜多樣的生態(tài)環(huán)境造就了多樣的天然草地類型.呼倫貝爾草地蘊藏著豐富的牧草資源，飼用植物是牲畜的糧食，是發(fā)展畜牧業(yè)的基礎.認識當?shù)仫曈弥参锓N類，了解其生長習性、飼用價值及區(qū)系特征，是充分發(fā)揮牧草資源優(yōu)勢，改良草場和引種牧草品種，發(fā)展草業(yè)與畜牧業(yè)的先決條件.豆科牧草含有豐富的蛋白質，營養(yǎng)價值高，又能固定大氣中的氮素，對提高土壤肥力、改善草地生態(tài)系統(tǒng)的氮素營養(yǎng)平衡，促進草地動物蛋白質的形成具有重要的作用［3］.我們在前人研究和實地調查的基礎上，通過對呼倫貝爾草地野生豆科牧草的屬種組成、生長習性、飼用價值等級進行分析，闡述了豆科牧草的植物區(qū)系特征，以期對呼倫貝爾草地飼用植物資源更廣泛合理的利用，提供科學依據(jù).豆科植物具有固氮特征，其在草地群落中的組成決定著草地植被的質量，對豆科牧草植物生態(tài)地理區(qū)系進行分析，對維護呼倫貝爾草原植物多樣性，保持草地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力具有重要意義.

1 呼倫貝爾草地豆科牧草屬種組成

據(jù)前人的統(tǒng)計和相關文獻記載［1，4－5］，呼倫貝爾草地共有野生牧草794種（包括變種），隸屬于48科、222屬；豆科牧草有17屬64種，僅次于菊科、禾本科，位居第3位［6］.

在豆科的17屬牧草中，10種以上的屬有野豌豆屬和黃芪屬；5～9種的屬只有棘豆屬1個；2～4種的區(qū)域性寡種屬有巖黃芪屬、胡枝子屬等9個屬；區(qū)域性單種屬有甘草屬、大豆屬等5個（見表1）.

表1 呼倫貝爾草地豆科牧草屬種組成

2 豆科牧草的生長習性和飼用價值

2.1 生長型

按植物體態(tài)劃分生長型的方法［7］，對64種豆科牧草的生長型進行了統(tǒng)計（見表2），結果顯示：灌木類有3種，占總種數(shù)的6.25%；半灌木類有6種，占總種數(shù)的7.81%；多年生草本有52種，占總種數(shù)的81.25%；一年生草本有3種，占總種數(shù)的4.69%.可見其生長型以多年生草本為主，葉量豐富，是典型的放牧型牧草.

2.2 水分生態(tài)型

按丹麥生態(tài)學家Ruunkiaer生活型系統(tǒng)劃分方法［7］，對64種豆科牧草的生活型進行了統(tǒng)計（見表2），結果表明：高位芽植物有4種，占總種數(shù)的6.25%；地上芽植物有5種，占總種數(shù)的7.81%；地面芽有52種，占總種數(shù)的81.25%；一年生植物有3種，占總種數(shù)的4.69%.地面芽植物占81.25%，說明豆科牧草多數(shù)種類良好地適應了呼倫貝爾草原溫涼半濕潤草原的氣候環(huán)境，成為適應于冬寒和干旱脅迫植物生活型.

2.3 飼用價值等級

根據(jù)豆科牧草植物體的利用率、營養(yǎng)價值和家畜的適口性等指標［1］，可將64種豆科牧草的飼用價值等級分成5級（見表2）.其中：優(yōu)等牧草25種，占總種數(shù)的39.06%；良等牧草14種，占總種數(shù)的21.88%；中等牧草16種，占總種數(shù)的25.00%；低等牧草7種，占總種數(shù)的10.94%；劣等牧草2種，只占總種數(shù)的3.13%.可以看出，優(yōu)良牧草種數(shù)超過60%.

3 植物屬種的區(qū)系特征

3.1 屬的分布區(qū)類型

根據(jù)吳征鎰等對種子植物屬的分布類型劃分方法［8］，呼倫貝爾草地豆科牧草屬的分布區(qū)類型可劃分為7個分布型、4個分布亞型（見表3）.從表3可以看出，在屬的水平上，呼倫貝爾草地豆科植物的分布區(qū)類型較分散，沒有多個屬集中于某一類型的現(xiàn)象.但從熱帶分布類型和溫帶分布類型來劃分，溫帶成分有14個屬，占總屬數(shù)的82.35%.

表2 呼倫貝爾草地豆科牧草生長型、生活型及飼用價值等級

表3 呼倫貝爾草地豆科牧草屬的分布區(qū)類型

3.2 種的地理成分

根據(jù)傅沛云對中國東北部種子植物種的分布區(qū)類型劃分方法［9］，可以將呼倫貝爾草地的豆科牧草種劃分為13個分布型6個分布亞型（見表4）.

表4 呼倫貝爾草地的豆科牧草種的地理成分

（1）世界分布型.只有苦馬豆（Swainsonasalsula）1種.

（2）北溫帶－北極分布及變型.有5種2個變種.北溫帶－北極成分有廣布野豌豆（Viciacracca）及其變種灰葉廣布野豌豆和灰野豌豆；舊世界溫帶－北極分布變型有野火球（Trifoliumlupinaster）和山巖黃芪（Hedysarumalpinum）2種；亞洲－北美－北極分布變型有山黧豆（Lathyrusquinquenervius）；北極－高山分布變型有多莖野豌豆（Viciamulticaulis）.

（3）西伯利亞分布及其變型.有4種.西伯利亞分布型有矮山黧豆（Lathyrushumilis）和濕地黃芪（Astragalusuliginosus）2種；東西伯利亞分布變型有柳葉野豌豆（Viciavenosa）和達烏里黃芪（Astragalusdahuricus）2種.

北溫帶－北極分布及變型和西伯利亞分布及其變型是寒溫帶種類，占全部豆科牧草的17.19%，說明寒溫帶成分在呼倫貝爾草原豆科牧草中占有一定比例.

（4）舊世界溫帶分布及其變型.有4種，即天蘭苜蓿（Medecagolupolina）、黃花苜蓿（Medecago falcata）、披針葉黃華（Thermopsislanceolata）和細齒草木樨（Melilotusdentatus）.

（5）溫帶亞洲分布型.有7種2個變種，主要有山野豌豆（Viciaamoena）、歪頭菜（Viciaunijuga）、斜莖黃芪（Astragalusadsurgens）和草木樨（Melilotussuaveolens）等.

（6）東亞分布型.有3種，即大葉野豌豆（Viciapseudorobus）、達烏里胡枝子（Lespedezadavurica）和雞眼草（Kummerowiastipolacea）.

（7）中國－日本分布型.有8種，主要有東方野豌豆（Viciajaponica）、五脈山黧豆（Lathyrusquinquenervius）、野大豆（Glycinesoja）和胡枝子（Lespedezabicolor）等.

（8）中國東部分布型.有2種，即米口袋（Gueldenstaedtiaverna）和狹葉米口袋（Gueldenstaedtia stenophylla）.

（9）東北－達烏里分布變型.只有北野豌豆（Viciaramliflora）1種.

（10）華北－蒙古草原分布變型.有2種，即砂珍棘豆（Oxytropispsamocharis）和二色棘豆（Oxytropisbicolor）.

（11）中亞分布型.只有甘草（Glycyrrhizauralensis）1種.

（12）達烏里－蒙古分布型.有16種，包括野豌豆屬的貝加爾野豌豆（Viciabecalensis）和索倫野豌豆（Viciageminiflora）；黃芪屬的細莖黃芪（Astragalusminiatus）、草木樨狀黃芪（Astragalus melilotoides）等；棘豆屬的多葉棘豆（Oxytropismyriophylla）、大花棘豆（Oxytropisgrandiflora）和硬毛棘豆（Oxytropishirta）等；錦雞兒屬的小葉錦雞兒（Caraganamicrophylla）和狹葉錦雞兒（Caragana stenophylla）等.該類型占呼倫貝爾草地豆科牧草的25%，且多為旱生的水分生態(tài)型，說明它們適應草原氣候特征的能力最強.

（13）蒙古草原分布型.有4種，即新巴黃芪（Astragalushsinbaticus）、山棘豆（Oxytropishailarensis）、山竹巖黃芪（Hedysarumfruticosum）和木巖黃芪（Hedysarumfruticosumvar.lignosum）.

由表4可以看出，各主要成分中，北溫帶－北極分布及變型成分共7種，占總種數(shù)的10.94%；中國－日本分布成分8種，占總種數(shù)的12.50%；舊世界溫帶分布、溫帶亞洲分布成分共13種，占總種數(shù)的20.31%；而達烏里－蒙古成分、蒙古草原成分、華北－蒙古草原這3種成分，卻占總種數(shù)的40.62%，這與呼倫貝爾位于寒溫帶，地處蒙古高原東部與大興安嶺山地，受大興安嶺和蒙古高原氣候綜合影響有密切關系.

4 討論與結論

豆科植物是呼倫貝爾植物區(qū)系組成中的大科之一，種類豐富，分布也很廣泛.在各種不同的植被類型中，豆科植物都成為重要成分，作用突出的屬有黃芪屬、錦雞兒屬、野豌豆屬、苜蓿屬、草木樨屬、棘豆屬等.黃芪屬是呼倫貝爾豆科牧草中第二大屬，廣布于典型草原與草甸草原植被中，許多中旱生、多年生種類均為草原雜類草層片的優(yōu)勢種，在羊草草原、大針茅草原、貝加爾針茅及線葉菊草原中都很多見；錦雞兒屬在草原和沙地灌叢等群落中都有很明顯的作用，其中小葉錦雞兒在典型草原植被中具有重要的景觀作用；野豌豆屬種類最多，多數(shù)種類為中生性多年生草本植物，是組成草甸及草甸化草原的種類成分，是森林區(qū)及森林草原帶，該屬種類最多；苜蓿屬是多年生旱中生草本植物，其中黃花苜蓿耐寒，是草甸化草原及草甸植被的伴生種或優(yōu)勢種，與羊草（Leymuschinensis）、無芒雀麥（Bromusinermis）組成共優(yōu)種群落，是經(jīng)濟價值很高的天然牧草群落組合；草木樨屬均為一、二年生的草本中生植物，都是草甸及鹽化草甸的伴生植物；棘豆屬在草原植被的組成中具有重要的作用，最常見的多葉棘豆是礫石質草甸草原的中旱生植物，多出現(xiàn)在森林草原帶的石質丘陵上，一般為草原伴生種，局部可形成優(yōu)勢，或組成較發(fā)達的礫石生雜類草層片［10］.

野生豆科牧草在草地群落中的比重不及禾本科草類，參與度一般為10%～20%，但其粗蛋白含量都高于其他牧草類群.優(yōu)等豆科牧草約占豆科牧草總種數(shù)的60%，這些牧草具有較高的營養(yǎng)價值和較好的適口性，因此在呼倫貝爾草地中具有重要的飼用價值，均為適宜引種和育種的珍貴遺傳資源.在64種豆科牧草中，52種是多年生草本，81.25%的種類為地面芽植物，說明豆科牧草多為深根系，根系發(fā)達，具有固氮功能，對草地生態(tài)系統(tǒng)中氮的循環(huán)、培肥草地土壤、促進其他牧草的生長有重要作用［11］.豆科牧草花期長，營養(yǎng)物質隨生長降低緩慢，適口性變化小，利用率高，對放牧利用有重大意義.上述特征表明豆科植物對呼倫貝爾草原溫涼半濕潤氣候環(huán)境的適應性良好.豆科牧草在森林草原、草甸草原、典型草原到河灘湖濱地帶多以伴生種出現(xiàn)于群落中，使草原區(qū)植被組合復雜化，大大豐富了植物區(qū)系的組成［11］；而且這些種類適應能力強、分布范圍廣，表現(xiàn)出的植物多樣性是維持草場生態(tài)平衡的基礎，是天然草場保持發(fā)展?jié)摿Φ幕A.在植物區(qū)系屬的水平上，溫帶成分占有主要地位；在種的水平上，達烏里－蒙古成分、溫帶亞洲成分和中國－日本成分占較大比例，形成與延伸分布到寒溫帶南緣的北極成分、西伯利亞成分、森林－草原交錯帶的中國－日本成分多樣性并存的分布格局.這種格局無論在種質資源本土化、改良草場等方面，還是在保護植物多樣性、維護草地植被穩(wěn)定、防風固沙等方面，都能發(fā)揮重要的作用，生態(tài)利用前景廣闊.

［1］潘學清.中國呼倫貝爾草地［M］.長春：吉林科技出版社，1992：4.

［2］中國科學院內蒙古寧夏綜合考察隊.內蒙古植被［M］.北京：科學出版社，1985：371－384.

［3］多立安.豆科牧草的利用與草地畜牧業(yè)的持續(xù)發(fā)展［J］.中國草地，1996（4）：52－56.

［4］呼倫貝爾盟史志編纂委員會.呼倫貝爾盟志：第二卷，自然環(huán)境［M］.呼和浩特：內蒙古文化出版社，1999：6.

［5］呂新龍，烏蘭娜，王立柱，等.呼倫貝爾地區(qū)豆科牧草資源及其利用［J］.內蒙古草業(yè)，2000（1）：33－35.

［6］黃學文，王明瑩.呼倫貝爾草地野生豆科牧草資源及其特點［J］.中國野生植物資源，2008，27（6）：40－43.

［7］孫儒泳，李博，諸葛陽，等.普通生態(tài)學［M］.北京：高等教育出版社，1998：4.

［8］吳征鎰，路安民，湯彥承，等.中國被子植物科屬綜論［M］.北京：科學出版社，2003：12.

［9］傅沛云，曹偉.中國東北部種子植物種的分布區(qū)類型［M］.沈陽：東北大學出版社，2003：11.

［10］馬毓泉.內蒙古植物志：第一卷［M］.呼和浩特：內蒙古人民出版社，1998：4.

［11］趙一之.內蒙古野生植物資源利用和保護［M］.呼和浩特：內蒙古教育出版社，1999：10.

Study on species composition and ecologically geographical flora of wild leguminous plants in Hulunber steppe

HUANG Xue－wen1，2，WANG Ming－ying2，LI Jie2，XIN Xiao－ping1，CHEN Bao－rui1

（1.Hulunber Grassland Ecosystem Observation and Research Station，Beijing 100081，China；2.School of Life Science ＆Chemistry，Hulunber College，Hulunber 021008，China）

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 64 species of leguminous plants belonging to 17 genera in Hulunber steppe.Among the growth forms of these leguminous plants，there were 52 perennial species occupying 81.25%of the total number，and 53 hydrophytic for 82.81%.Most leguminous species can well adapt to the typical and meadow steppe environment.The amount of excellent 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 11 types of genera and 14 genera belonged to temperate zone components which occupied 82.35%.The leguminous plant species can be also classified into 13 types and 6 subtypes at the species level.For the flora components，there are 16 species of Dahuria－mongolia，9 species of temperate Asia and 8 species 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 ecologically geographical flora，as well as maintaining biodiversity and high productivity in Hulunber grassland ecosystem.

leguminous forage；growing habit；ecological type；flora；forage value

Q 948.5

180·5165

A

1000－1832（2011）04－0105－06

2011－03－23

內蒙古自治區(qū)重大科技項目（20091403）；呼倫貝爾草原生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站開放課題（2010－08）.

黃學文（1966—），男，碩士，教授，主要從事植物學及植物多樣性研究.

方 林）