新疆葉爾羌河下游胡楊林中植物資源初步調(diào)查

馬麗亞，席琳喬,2，韓 路，馬春暉

(1.塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300； 2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300；3.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300； 4.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000)

新疆維吾爾自治區(qū)葉爾羌河胡楊(Populuseuphratica)林保護(hù)區(qū)總面積約9.43×104hm2[1]，是沙漠與綠洲間的綠色屏障。胡楊林可以防風(fēng)固沙，調(diào)節(jié)空氣中的溫度和濕度。因此，保護(hù)胡楊林是防治土地沙漠化的有效途徑之一[1]。然而，葉爾羌河流域生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)由天然生態(tài)系統(tǒng)向人工綠洲生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，同時(shí)也使生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入生態(tài)失衡的階段，導(dǎo)致荒漠植被逐年退化、面積減少，生態(tài)環(huán)境異常脆弱，失去了其維護(hù)生態(tài)平衡的功能。

近些年來，利益驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致水土資源濫采濫用、人工綠洲面積逐漸擴(kuò)大，葉爾羌河生態(tài)環(huán)境惡化，河道斷流、胡楊林枯死、沙漠?dāng)U大以及水資源的供需矛盾日益突出。為此，很多學(xué)者從不同角度研究和探討了葉爾羌河流域的氣候、水文特性以及胡楊林的演變規(guī)律[1-3]，還有學(xué)者對(duì)塔里木河上游葉爾羌河胡楊林種群結(jié)構(gòu)與空間分布格局以及土壤水分變化對(duì)植被的影響進(jìn)行了研究[4-7]，也對(duì)中國其它地區(qū)的植物資源做了調(diào)查[8-9]，但對(duì)于葉爾羌河下游胡楊林中植物資源調(diào)查的報(bào)道較少?；诖耍狙芯客ㄟ^調(diào)查葉爾羌河下游胡楊林中植物資源，并分析其物種組成和植物區(qū)系，以期為全面拯救和恢復(fù)保護(hù)葉爾羌河乃至塔里木河河岸的綠色走廊提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)自然概況 葉爾羌河是塔里木河的源頭，位于中國最西部的新疆維吾爾自治區(qū)內(nèi)、塔里木盆地的西緣[3]，74°28-80°54′ E，35°26′-40°31′ N，海拔992.62 m。調(diào)查的胡楊林位于葉爾羌河下游阿瓦提縣境內(nèi)，該區(qū)氣溫主要受地形的影響[10]，流域內(nèi)呈典型的暖溫帶干旱荒漠性氣候，氣溫年、月間變化較大，空氣干燥，日照長，蒸發(fā)強(qiáng)烈，降水量小[11]。年均氣溫為11.9～12.1 ℃，≥10 ℃的年積溫4 245 ℃·d，極端最高溫39.4 ℃，極端最低溫-25 ℃。土壤主要以沙壤土、板結(jié)鹽堿土為主，pH值為7.5～8.5，風(fēng)沙災(zāi)害較頻繁[12-13]。

1.2研究方法 在葉爾羌河下游的胡楊林內(nèi)選取生境、林相一致，未受人類破壞的地段，設(shè)置6個(gè)50 m×50 m的樣方，在樣地內(nèi)采用相鄰格子法，每個(gè)樣方劃分為100個(gè)5 m×5 m的小樣方進(jìn)行植被調(diào)查，記錄樣方內(nèi)喬木、灌木和草本的種類、數(shù)量，并采集植物標(biāo)本，分別編號(hào)、填寫學(xué)名、生長環(huán)境及習(xí)性等。室內(nèi)整理：鑒定植物標(biāo)本、編寫植物名錄、查閱相關(guān)文獻(xiàn)[14]及對(duì)植物分布類型進(jìn)行分析。

表1 葉爾羌河下游胡楊林植物資源初步調(diào)查結(jié)果Table1 Populus euphratica forest resources survey summary in the lower reaches of Yarkant River

續(xù)表1

2 結(jié)果與分析

2.1物種組成 葉爾羌河下游胡楊林中植物共有12科27屬37種(表1)，雙子葉植物11科23屬33種，單子葉植物1科4屬4種，以雙子葉植物類群占優(yōu)勢(shì)，物種比較匱乏，豐富度較低。胡楊與灰葉胡楊(P.pruinosa)為優(yōu)勢(shì)樹種，林下灌木主要有檉柳(Tamarixchinensis)、黑果枸杞(Lyciumruthenicum)和鈴鐺刺(Halimodendronhalodendron)，多年生植物主要以蘆葦(Phragmitesaustralis)、甘草(Glycyrrhizauralensis)為主。

2.2生活型與葉形特征 根據(jù)Raunkiaer對(duì)植物休眠芽高低的劃分(表1)，地面芽植物占48.7%，其中鹽穗木(Halostachyscaspica)數(shù)量最多；一年生植物占24.3%，其中鹽生草(Halogetonglomeratus)和白莖鹽生草(H.arachnoideus)的數(shù)量較多；高位芽植物占13.5%，為胡楊、灰葉胡楊、檉柳；地上芽植物占10.8%，主要有鹽節(jié)木(Halocnemumstrobilaceum)、鹽爪爪(Kalidiumfoliatum)；地下芽植物占2.7%，如蘆葦。可見，地面芽植物是胡楊林中主要的生活型，體現(xiàn)出胡楊林的植被具有溫帶荒漠的特征屬性，并且這也與當(dāng)?shù)貧夂虻睦錈嶙兓瘎×?、干燥少雨、風(fēng)沙多的特點(diǎn)相適應(yīng)，這與潘曉玲[15]的研究結(jié)果一致。

2.3植物屬的分布區(qū)類型 根據(jù)吳征鎰[16]分布區(qū)類型劃分方案，分析葉爾羌河下游胡楊林植物屬和種的地理分布區(qū)類型(表2)。該區(qū)植物的地理成分有10個(gè)類型、2個(gè)亞類，說明該植物區(qū)系與世界其它地區(qū)的親源關(guān)系[17]，其中居首位的是地中海、西亞至中亞(類型8～9)，占總屬數(shù)的40.75%；其次，是溫帶(類型4～7)，占總屬數(shù)的25.92%；世界分布(類型1)占總屬數(shù)的18.52%。

地中海區(qū)、西亞至中亞成分在該區(qū)系占優(yōu)勢(shì)，大多為古地中海的孑遺種[17]，有駱駝刺屬、鹽豆木屬、鹽穗木屬和鹽生草屬等共計(jì)6科11屬14種，這些植物都是干旱區(qū)荒漠植物的代表，同時(shí)表明該植物區(qū)系具有明顯的古地中海性質(zhì)和親緣關(guān)系。溫帶成分也占有一定的地位，有檉柳屬、棘豆屬和拂子茅屬等5科7屬10種，這與葉爾羌流域所處的暖溫帶氣候帶、塔克拉瑪干沙漠西緣的地理位置及其地勢(shì)變遷相一致[18]。

表2 新疆葉爾羌河下游胡楊林中植物地理分布區(qū)類型及變型Table 2 The arel type of the plant species in the lower reaches of Yarkant River in Xinjiang

3 討論

受暖溫帶干旱荒漠性氣候的影響，葉爾羌流域內(nèi)的植被逐漸演變出抗旱耐鹽的特性，但是能適應(yīng)惡劣環(huán)境的種類逐漸減少，導(dǎo)致胡楊林區(qū)系物種組成極其單一。徐海量等[19]研究表明，地下水位的高低直接影響植被長勢(shì)的好壞和現(xiàn)有植物種類的多少，隨著水分條件的惡化，群落結(jié)構(gòu)趨向單一。張賢芳等[20]對(duì)葉爾羌河近48年來年徑流進(jìn)行連續(xù)測(cè)定，在研究時(shí)段中，持續(xù)枯水時(shí)段明顯長于豐水時(shí)段。通過對(duì)該區(qū)段的實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)其在夏末秋初有水，而在其它時(shí)間段則出現(xiàn)斷流。葉爾羌河的長期斷流，再加上人們對(duì)水土資源的過度利用，導(dǎo)致胡楊林地下水位逐年下降。胡楊林中的胡楊、灰葉胡楊為優(yōu)勢(shì)種，也是新疆極端干旱區(qū)僅有的成林喬木、喜陽樹種，抗旱、耐鹽且抵風(fēng)沙，是干旱區(qū)的優(yōu)良樹種，但由于河道出現(xiàn)斷流，其種群沿葉爾羌河呈階梯式分布，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)部分胡楊、灰葉胡楊枯死的現(xiàn)象，而且離河道越遠(yuǎn)這種現(xiàn)象越明顯。

胡楊林中有些植被的葉面積很小，有些甚至退化成線性葉或鱗片狀葉。優(yōu)勢(shì)種胡楊的葉形多變，幼苗、幼樹和成年樹下部萌生條上的葉片呈披針形或線狀披針形等，形似柳樹葉；成年樹上的葉片呈腎形或卵圓形等，形似楊樹葉；胡楊在不同發(fā)育階段長出不同形狀的葉片，因此又被稱為異葉楊或變?nèi)~楊，在植物學(xué)上稱“進(jìn)化異葉型”[21]，表明胡楊在個(gè)體發(fā)育過程中通過自身的變化來提高適應(yīng)環(huán)境的能力。駱駝刺(Alhagisparsifolia)是沙漠-綠洲過渡帶的主要建群種，具有抗逆性強(qiáng)、耐旱和耐鹽堿等特性，對(duì)維護(hù)綠洲生態(tài)安全發(fā)揮著重要作用[22]。在極端干旱的環(huán)境條件下，駱駝刺在形態(tài)上具有較明顯的旱生植物特征，如葉小、葉厚和肉質(zhì)多漿[23]，從而適應(yīng)干旱荒漠性的氣候和環(huán)境。檉柳具有抗旱、耐鹽堿、耐水濕和耐貧瘠的特性，是干旱、半干旱地區(qū)常見的優(yōu)勢(shì)種和建群種[24]。王曉靜等[25]對(duì)八種檉柳進(jìn)行葉片特征的分析得知，檉柳葉細(xì)長，鱗片狀，先端銳尖。通過對(duì)以上幾種荒漠植物葉片葉形的分析，胡楊林內(nèi)的植被為了適應(yīng)干旱強(qiáng)鹽堿荒漠性的環(huán)境，大多均具有抗旱耐鹽的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。

該區(qū)所調(diào)查的植被中有藥用植物、飼用植物等植物資源(表1)，有價(jià)值的植物被人們廣泛利用。甘草的根及根莖是重要的中藥材[26]，同時(shí)甘草是新疆荒漠區(qū)主要的植被物種之一，在干旱脆弱的生態(tài)環(huán)境中起著防風(fēng)固沙、保持水土和調(diào)節(jié)氣候等重要作用。然而在胡楊林中，仍然存在過度開采利用甘草的現(xiàn)象，導(dǎo)致甘草的數(shù)量急劇下降。如果人們無節(jié)制的開墾，不僅降低植被種類、數(shù)量以及植物區(qū)系物種的組成，還會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的平衡。因此，我們不僅要采取相應(yīng)的措施保護(hù)現(xiàn)有植被，同時(shí)還要合理的開發(fā)利用水土資源以及植物資源，以便提高葉爾羌流域植物物種的多樣性，從而改善脆弱的生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)論

新疆葉爾羌河下游胡楊林內(nèi)植物有12科27屬37種，以雙子葉植物類群占優(yōu)勢(shì)；植物區(qū)系成分有10個(gè)類型、2個(gè)亞類，其中地中海成分占優(yōu)勢(shì)，其次為溫帶成分。植物具有抗旱耐鹽的特性，種類單一，生物多樣性低，因此，需要對(duì)胡楊林中的植被加強(qiáng)保護(hù)措施。

[1] 陳超群.淺析葉爾羌河流域胡楊林的演變規(guī)律及生態(tài)保護(hù)對(duì)策[J].新疆環(huán)境保護(hù),2011,33(3):41-44.

[2] 羅菊花,古力巴爾·麥麥提.葉爾羌河流域水文特性分析[J].水文,2005,25(3):58-62.

[3] 劉天龍,楊青,秦榕,等.新疆葉爾羌河源流區(qū)氣候暖濕化與徑流的響應(yīng)研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2008,22(9):49-53.

[4] 韓路,王海珍,周正立,等.塔里木河上、中游胡楊種群結(jié)構(gòu)與統(tǒng)計(jì)分析[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2007,27(4):1315-1322.

[5] 韓路,王海珍,彭杰,等.塔里木河上游天然胡楊林種群空間分布格局與動(dòng)態(tài)研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2007,27(8):1668-1673.

[6] Hao X M,Chen Y N,Li W H.Indicating appropriate groundwater tables for desert river-bank forest at the Tarim River,Xinjiang,China[J].Environmental Monitoring and Assessment,2009,152(1-4):167-177.

[7] Ma X D,Chen Y N,Zhu C G,etal.The variation in soil moisture and the appropriate groundwater table for desert riparian forest along the Lower Tarim River[J].Journal of Geographical Sciences,2011,21(1):150-162.

[8] 王朝暉,彭友林,王云.常德市濕地植物多樣性初步研究[J].草業(yè)科學(xué),2010,27(12):96-101.

[9] 席嘉賓,陳平,鄭玉忠,等.中國地毯草野生種質(zhì)資源調(diào)查[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2004,13(1):52-57.

[10] 滿蘇爾·沙比提,阿吉尼沙·托呼提.葉爾羌河流域水資源及其水文特征分析[J].新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào),2005,24(1):74-78.

[11] 孫本國,毛煒嶧,馮艷茹,等.葉爾羌河流域氣溫、降水及徑流變化特征分析[J].干旱區(qū)研究,2006,23(2):203-209.

[12] 趙東曉.新疆葉爾羌河流域水資源開發(fā)下游生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究[D].北京:北京工業(yè)大學(xué),2002.

[13] 楚光明,宋于洋,周朝賓,等.葉爾羌河下游公益林植物群落分類及其物種多樣性特征[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2009,24(1):6-10.

[14] 王兆松.新疆北疆地區(qū)野生資源植物圖譜[M].烏魯木齊:新疆科學(xué)技術(shù)出版社，2006:161-179.

[15] 潘曉玲.塔里木盆地植物區(qū)系的研究[J].新疆大學(xué)學(xué)報(bào),1994,11(4):77-83.

[16] 吳征鎰.中國種子植物屬的分布區(qū)類型[J].云南植物研究,1991(增刊IV):1-139.

[17] 馮纓,徐海量,周斌.塔里木河流域下游植物區(qū)系及生態(tài)學(xué)研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2005,25(11):2285-2288.

[18] 潘曉玲.新疆種子植物屬的區(qū)系地理成分分析[J].植物研究,1999,19(3):249-258.

[19] 徐海量,宋郁東,王強(qiáng).塔里木河中下游地區(qū)不同地下水位對(duì)植被的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2004,28(3):400-405.

[20] 張賢芳,舒強(qiáng),李偲.葉爾羌河近48年來徑流演變規(guī)律研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2012,26(1):93-97.

[21] 王伯蓀.植物群落學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1987:55-180.

[22] 張利剛,曾凡江,袁娜,等.不同水分條件下疏葉駱駝刺(Alhagisparifolia)生長及根系分株構(gòu)型特征[J].中國沙漠,2013,33(3):717-723.

[23] 薛偉,李向義,朱軍淘,等.遮陰對(duì)疏葉駱駝刺葉形態(tài)和光合參數(shù)的影響[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2011,35(1):82-90.

[24] 張文軍,玉井重信,矢部勝彥,等.利用檉柳改良鹽堿地土壤的機(jī)制與措施初報(bào)[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2003(4):3-7.

[25] 王曉靜,靳正忠,李生宇,等.流動(dòng)沙漠腹地檉柳葉片的生長規(guī)律[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2013,27(3):192-196.

[26] 王照蘭,杜建材,于林清,等.甘草的利用價(jià)值,研究現(xiàn)狀及存在的問題[J].中國草地,2002,24(1):73-76.