伊犁河谷濕地鐮葉錦雞兒群落的植物組成分析

賈娜爾·阿汗，趙玉，張維，楊允菲，李建東

（1.伊犁師范學院化學與生物科學學院，新疆 伊寧835000；2.東北師范大學草地科學研究所植被生態(tài)科學教育部重點實驗室，吉林 長春130024）

＊伊犁河谷位于新疆西天山地區(qū)，是新疆干旱區(qū)的一塊“濕島”，孕育了豐富的植物資源。其中，鐮葉錦雞兒（Caraganaaurantiaca）就是伊犁獨特的植物種類。在伊犁河谷濕地，鐮葉錦雞兒可以形成大面積的優(yōu)勢種群。但是，作為新疆特有的植被類型，鐮葉錦雞兒群落不僅未列入《中國植被》，而且迄今尚無有關其群落學的研究報道。

鐮葉錦雞兒為豆科、錦雞兒屬植物，灌木，高約1 m，樹皮綠褐色或深灰色，產于新疆阿克蘇市、伊犁的昭蘇和特克斯縣［1］。全世界錦雞兒屬植物有100余種，我國有62種，9變種，12變型，主產于東北、華北、西北、西南各省區(qū)［1］；新疆有26種［2］。錦雞兒屬植物具有根瘤，抗逆性強，具有防風固沙、保持水土的生態(tài)功能，且可做綠肥、蜜源植物、藥用及嫩枝葉、花序為優(yōu)良飼料。1745年，Royen首次提出Caragana屬后，國內外學者對錦雞兒屬的分類學、形態(tài)解剖學、細胞學、生理生化等方面進行廣泛深入的研究［3］。在分類學研究方面：1909年，Komarov［4］建立錦雞兒屬第一個分類系統，記載了8系55種，以后，相繼有一些學者發(fā)表了不同的系統或修訂意見，主要有Pojarkova系統，Sanchir系統，Gorbonava系統等，其中Sanchir［5］提出了一個比較完整的錦雞兒屬的分類系統，記載了3組15系92種。趙一之［6］對中國錦雞兒屬植物在屬之下建立了3亞屬，5組，10系，56種。在地理分布研究方面：楊昌友等［7］對全世界分布的錦雞兒屬105種植物進行了分布區(qū)類型的劃分，共劃分了20個分布區(qū)類型。周道瑋［8］對錦雞兒屬植物分布進行了研究，確定出東亞分布型、蒙古高原分布型、青藏高原分布型、中亞分布型、高加索黑海分布型和間斷分布型6種分布類型。張明理［9］研究了青藏高原和喜馬拉雅山區(qū)錦雞兒屬植物的地理分布。牛西午［10］研究了我國錦雞兒屬植物的資源分布，并對該屬66種植物的特性、習性及分布進行了詳細的描述。在形態(tài)解剖學、細胞學、生理生化等研究方面：張振萬和楊淑性［11］做了小葉錦雞兒和檸條錦雞兒葉的比較解剖研究。莫日根和馬毓泉［12］研究了甘蒙錦雞兒花粉形態(tài)，并探討了研究花粉形態(tài)在種內變異的意義和必要性。朱春云等［13］研究了青海東部干旱半干旱地區(qū)常見的小葉錦雞兒、新疆錦雞兒和甘蒙錦雞兒等14種旱生樹種多項抗旱生理指標特征。張明理等［14］觀察了31種2變種植物花粉形態(tài)，發(fā)現錦雞兒屬植物花粉形態(tài)是從表面具有小穿孔向具網狀紋飾演化，對應于羽狀葉類群向掌狀葉類群演化。燕玲等［15］對13種錦雞兒屬植物葉的解剖生態(tài)學研究，發(fā)現錦雞兒屬植物隨分布地域的不同，其葉形態(tài)結構、解剖結構呈有規(guī)律的梯度變化，由東到西表現出抗旱能力的逐漸增強。馬成倉等［16，17］對小葉錦雞兒和狹葉錦雞兒的光合特性及保護酶系統，生態(tài)和水分調節(jié)特性進行了比較研究。孔紅［18］對中間錦雞兒、檸條錦雞兒、狹葉錦雞兒進行了核型分析，為進一步探討屬內物種演化趨勢提供了染色體核型資料。

有關鐮葉錦雞兒的研究，僅見種子繁殖、扦插繁殖、種子及幼苗耐鹽性、園林觀賞特性等生物學與生產特性的研究［19］和具有間斷性地理分布和分化的研究報道［20］。本研究以伊犁河谷特有的一種新的濕地植被類型為對象，在實地調查的基礎上，對鐮葉錦雞兒群落植物組成區(qū)系成分和包括株生長型、根系生長型、Raunkiaer生活型、水分生態(tài)類型等生態(tài)結構進行了分析，為鐮葉錦雞兒濕地生態(tài)系統的深入理論研究及區(qū)域環(huán)境變化分析提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

伊犁昭蘇縣（E 80°10′～80°30′，N 42°38′～43°15）地處天山山脈的哈爾克山、阿拉套山及阿騰套山所夾的一個東西走向，西高東低的狹長河谷盆地。海拔1 323～6 995 m，屬溫帶山區(qū)半濕潤半干旱冷涼型氣候，年平均氣溫2.7℃，≥10℃的年積溫1 328.1℃，無霜期85～100 d；年均降水量570 mm，平均日照時間2 540 h［21］。研究地點位于昭蘇縣天山鄉(xiāng)解放大橋附近（E 80°56′43″，N 42°56′64″），海拔1 644 m，以鐮葉錦雞兒為優(yōu)勢種群落的沼澤化灌叢草地。在鐮葉錦雞兒群落調查樣方中出現的64種植物中，木本植物種類極少，靠河岸處與鐮葉錦雞兒伴生的有蒿柳（Salixviminalis）、沙棘（Hippophaerhamnoides）、伊犁忍冬（Lonicerailiensis）3種外，其余的60種均為草本植物。由于過度放牧，該沼澤化灌叢草地開始出現退化現象，離河岸越遠處出現馬藺（Irislacteavar.chinensis）、翼薊（Cirsiumvulgar）、山地槖吾（Ligularianarynensis）、蓮座薊 （Cirsiumesculentum）等退化草原的指示種。

1.2 研究方法

分別在2009年6月、2010年8月和2011年8月3次對研究地點濕地鐮葉錦雞兒群落進行調查。在鐮葉錦雞兒分布較均勻一致的代表群落地段設調查樣方，樣方面積5 m×5 m，在樣方內沿對角線和每個邊中間做4條線，即走“米”字形樣線調查，記錄鐮葉錦雞兒灌叢內和灌叢間所有植物名稱。每次調查6個樣方，3年共調查18個樣方?；厥覂确謩e對全部樣方中的每種植物作株生長型、根生長型、Raunkiaer生活型、水分生態(tài)類型［22－26］分類。

1.3 統計分析

對株生長型、根生長型、Raunkiaer生活型、水分生態(tài)類型各分類系統的植物種類進行計數并計算其比率，作為其結構分析的數量指標，采用Excel軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 植物的區(qū)系組成

在濕地鐮葉錦雞兒群落樣方中，共出現64種植物，隸屬于29個科，57個屬。其中，最多為菊科（Compositae）和禾本科（Gramineae）均為9種，各占14%；其次為豆科（Leguminosae）8種，占12.5%；毛茛科（Ranunculaceae）和莎草科（Cyperaceae）均為3種，各占4.7%；蓼科（Polygonaceae）、木賊科（Equisetaceae）、報春花科（Primulaceae）、龍膽科（Gentianaceae）、車前科（Plantaginaceae）、紫草科（Boraginaceae）、桔?？疲–ampanulaceae）、傘形科（Umbelliferae）8個科均為2種，各占3.1%；楊柳科（Salicaceae）、忍冬科（Caprifoliaceae）、胡頹子科（Elaeagnaceae）、遠志科（Polygalaceae）、藜科（Chenopodiaceae）、燈芯草科（Juncaceae）、茜草科（Rubiaceae）、堇菜科（Violaceae）、蘭科（Orchidaceae）、石竹科（Caryophyllaceae）、水麥冬科（Juncaginaceae）、唇形科（Labiatae）、鳶尾科（Iridaceae）、玄參科（Scrophulariaceae）、牻牛兒苗科（Geraniaceae）、薔薇科（Rosaceae）16個科均為1種，各占1.6%（表1）。

2.2 植物組分的生態(tài)學結構

2.2.1 株生長型結構 根據植物地上部分株生長型分類，濕地鐮葉錦雞兒群落植物組分中直立型種類最多，為25種，占39%；分枝型次之，為16種，占25%；依次為叢生型14種，占22%；蓮座叢型5種，占7.8%；半蓮座叢型和匍匐型均為2種，各占3.1%（圖1）。

表1 濕地鐮葉錦雞兒群落植物種類及其類型組成Table 1 Structure and type of species in the C.aurantiaca community

續(xù)表1 Continued

2.2.2 根生長型結構 根據植物地下部分根生長型分類，濕地鐮葉錦雞兒群落植物組分中以直根型種類最多，為32種，占50%；根莖型和刷狀根型均為16種，各占25%（圖2）。

2.2.3 生活型結構 按Raunkiaer對休眠芽位置的生活型分類［27］，濕地鐮葉錦雞兒群落以地下芽植物種類最多，為27種，占42%；地面芽次之，為21種，占33%；一年生植物、高位芽、地面－地下芽、地上芽植物依次為8，4，3，1種，分別占植物組分的12.5%，6.3%，4.7%，1.6%（圖3）。

2.2.4 水分生態(tài)類型結構 濕地鐮葉錦雞兒群落植物組分有5個水分生態(tài)類型。其中，中生型為37種，占57.8%；中旱生型為9種，占14.0%；中濕生型為8種，占12.5%；旱生型為6種，占9.4%；濕生型為4種，占6.3%（圖4）。

3 討論

通常植物群落中物種組成與其優(yōu)勢種的分布是群落外貌與結構類型的基本表征。伊犁河谷濕地鐮葉錦雞兒群落植物組成較簡單，在調查的18個樣方中僅記錄到植物64種，分屬29個科，57個屬。群落郁閉度約0.7，但喬木、灌木和草本種類相對貧乏。作為伊犁河主源的特克斯河岸的濕地鐮葉錦雞兒群落，按其垂直結構，可分為喬木層、灌木層和草本層3層。其中喬木層植物僅有蒿柳、沙棘、伊犁忍冬3種；灌木層僅為鐮葉錦雞兒，在其分布區(qū)域內，鐮葉錦雞兒生長良好，優(yōu)勢明顯，往往形成單優(yōu)群落。在所調查的樣地中，鐮葉錦雞兒的重要值平均達161.3，是該群落的建群種；草本植物60種，多屬于中生型、中旱生型、中濕生型植物。

圖1 鐮葉錦雞兒群落植物株生長型的物種數量結構及株生長型譜Fig.1 Quantitative structure and spectrum of growth form of plant in the C.aurantiaca community

圖2 鐮葉錦雞兒群落植物根生長型的物種數量結構及根生長型譜Fig.2 Quantitative structure and spectrum of growth form of root in the C.aurantiaca community

圖3 鐮葉錦雞兒群落植物生活型的物種數量結構及生活型譜Fig.3 Quantitative structure and spectrum of species of life form in the C.aurantiaca community

圖4 鐮葉錦雞兒群落植物水分生態(tài)類型的物種數量結構及水分生態(tài)類型譜Fig.4 Quantitative structure and spectrum of ecological type of water in the C.aurantiaca community

從群落的水平結構來看，濕地鐮葉錦雞兒群落內喬木層沿河岸生長，鐮葉錦雞兒呈叢生長，近河段處鐮葉錦雞兒灌叢生長茂密，叢徑較大，而遠離河道處鐮葉錦雞兒灌叢生長稀疏且叢徑較小，表現出鐮葉錦雞兒對水分條件的依存性。草本植物在鐮葉錦雞兒叢內和叢間分布，叢內草本植物的種類和數量比叢間明顯少，且離河岸越遠草本植物種類、數量減少，翼薊、山地槖吾、蓮座薊等旱生植物種類增多。各樣地群落間物種及其個體分布比較均勻，相似性系數較大，反映了鐮葉錦雞兒分布區(qū)域內立地條件相差不大，生境異質性較低。

從株生長型結構看，濕地鐮葉錦雞兒群落植物組分中直立型種類最多，分枝型次之，蓮座叢型、半蓮座叢型和匍匐型種類最少，反映出濕地鐮葉錦雞兒群落具有中溫帶群落植株的特點。從根生長型結構分析，濕地鐮葉錦雞兒群落植物組分中以直根型種類最多，占50%，又反映出濕地鐮葉錦雞兒群落具有中溫帶群落根系的特點。濕地鐮葉錦雞兒群落以地下芽植物種類最多，地面芽次之，一年生植物、高位芽、地面－地下芽、地上芽植物相對較少，反映出濕地鐮葉錦雞兒群落具有中溫帶地下芽植物氣候特征。植物群落的形成是其組成物種與環(huán)境相互作用的結果［28，29］。土壤是影響植物生長、發(fā)育的重要生態(tài)因子。其中水分是土壤最重要的組成部分，植物對土壤水分因子的生態(tài)適應中形成不同的水分生態(tài)類型。濕地鐮葉錦雞兒群落植物組分中中生型占58%；中旱生型、中濕生型、旱生型和濕生型所占比例均小于中生型，反映出濕地鐮葉錦雞兒群落的土壤水分條件適于中生植物生長。

濕地鐮葉錦雞兒群落的物種組成單一、結構簡單，該濕地植物群落是一種相對不穩(wěn)定的灌叢群落。近年來，其分布區(qū)由于過度放牧使鐮葉錦雞兒群落遭到不同程度地破壞，該沼澤化灌叢草地出現退化現象，面積逐年減少。鐮葉錦雞兒僅分布于新疆阿克蘇市、伊犁的昭蘇和特克斯縣，分布區(qū)域狹窄，為了鐮葉錦雞兒遺傳育種、種質資源保護等生態(tài)價值和科研工作的需要，建議當地相關管理部門盡快采取有效措施，對鐮葉錦雞兒加強保護。

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