基于外來入侵植物光梗蒺藜草的發(fā)生分布特點的潛在入侵生境分析

賀俊英， 王志新， 哈斯巴根

(內蒙古師范大學生命科學與技術學院，內蒙古呼和浩特 010022)

光梗蒺藜草(CenchruscalyculatusCav.)屬禾本科蒺藜草屬，一年生草本植物[1-2]，起源于南美洲，在我國廣州、海南和臺灣等熱帶地區(qū)均有分布，近幾年在內蒙古、遼寧、湖南、河北、北京等地陸續(xù)有發(fā)現(xiàn)記錄[3-4]。光梗蒺藜草約于20世紀70年代傳入內蒙古通遼市科左后旗[5]，由于人、畜、交通工具的傳播，已遍布全旗道路兩側、村屯周圍、田間地頭。在大青溝國家級自然保護區(qū)也有大面積發(fā)生，分布于保護區(qū)主要道路兩側，并且已在主要旅游景點形成集中成片的單一群落，甚至在保護區(qū)的核心區(qū)也有分布，嚴重威脅著保護區(qū)的生物多樣性和旅游業(yè)的發(fā)展。經(jīng)調查，光梗蒺藜草目前已經(jīng)在通遼市和赤峰市9個旗縣109個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，面積超過 6.67萬hm2，并沿公路沿線迅速擴散，對入侵地的農林牧業(yè)、人民生產、經(jīng)濟發(fā)展以及生態(tài)系統(tǒng)的平衡造成嚴重威脅與破壞[3]。光梗蒺藜草既能在壤土又能在沙土上生存，在沙質土的長勢更好，鑒于此，本研究選擇光梗蒺藜草在內蒙古地區(qū)最早入侵的通遼市科左后期作為研究地點、不同沙地類型作為研究生境，以期揭示光梗蒺藜草在不同生境條件下的入侵狀況，旨在為深入研究其入侵機制提供基礎資料。

1 試驗方法

研究地點為內蒙古通遼市科爾沁左翼后旗哈日烏蘇，位于科爾沁沙地東南邊陲，地處43°08′N、122°34′E，海拔216 m，地貌特點為固定沙丘、半固定沙丘、流動沙丘相結合[6]。在研究區(qū)內選擇有光梗蒺藜草生長的地段，依據(jù)不同生長生境，各設置1塊樣地(表1)，每塊樣地設置1 m×1 m樣方，進行編號與野外調查。

調查內容包括每個樣方內的物種組成、植物蓋度、密度。利用調查數(shù)據(jù)計算植物的相對密度、相對蓋度、相對頻度，然后計算植物的重要值[7]，計算方法如下：

相對密度=樣方內某種植物的密度/群落所有植物密度總和；

相對蓋度=樣方內某種植物的蓋度/所有植物種蓋度總和；

相對頻度=樣方內某種植物的頻度/所有植物種頻度總和；

重要值=相對密度+相對蓋度+相對頻度。

不同樣地類型中的植物多樣性采用Shannon多樣性指數(shù)(H′)和Shannon均衡度指數(shù)(E)[8]計算：

H′=-∑(Pi·lnPi)E=H′/lnS

式中：Pi=ni/N，ni為第i個種的個體數(shù)量，N為總個體數(shù)量，S為物種總數(shù)。

2 結果與分析

2.1 樣地中植物種類分析

全部樣方共統(tǒng)計到26種植物(表2)，它們分屬于10科，23屬：雙子葉植物為藜科、豆科、菊科等，共16種，禾本科植物為9種，蕨類植物1種；其中一年生植物有18種，多年生植物有8種。

2.2 不同樣地類型中光梗蒺藜草的地位

不同樣地類型中，各物種的重要值見表2。分析可知，樣地L優(yōu)勢種為沙蓬，伴生有狗尾草、差巴嘎蒿，光梗蒺藜草為偶見種之一；樣地P優(yōu)勢種為止血馬唐，伴生有狗尾草、華蟲實、大麻、金色狗尾草，光梗蒺藜草為偶見種之一；樣地S優(yōu)勢種為沙蓬，伴生有狗尾草、華蟲實、光梗蒺藜草；樣地J優(yōu)勢種為光梗蒺藜草，伴生有狗尾草、華蟲實、止血馬唐。光梗蒺藜草在半固定沙地上占主導地位。

表2 不同樣地類型中植物種的重要值

2.3 不同樣地類型中光梗蒺藜草的相對蓋度及重要值

由圖1可見，在樣地類型L、S、P中光梗蒺藜草的相對蓋度幾乎為零，由重要值來看，作用都不大，僅在樣地類型S中地位稍高，但也不起主導作用。而在類型J中其相對蓋度很大，達到了0.9，且其重要值達到了1.9，成為樣地中的絕對優(yōu)勢植物。即光梗蒺藜草在半固定沙地上的生長繁殖遠高于其他幾種沙質環(huán)境。

2.4 不同樣地類型中的植物多樣性分析

由表3可知，4種植物樣地類型中，類型P(固定沙地)上的多樣性指數(shù)顯著高于其他類型，不論是多樣性指數(shù)還是均衡度指數(shù)，類型J(即半固定沙地)均相對為小，可能光梗蒺藜草有導致半固定沙地植物多樣性減弱的趨勢。

表3 不同樣地類型的植物多樣性及均衡度

2.5 不同樣地類型中共有種的分析

由表2可知，光梗蒺藜草、狗尾草、刺沙蓬3種植物為4種樣地類型中共同分布的種類。狗尾草在4種樣地類型中重要值均在0.2以上，在草本層中其作用較為重要。刺沙蓬雖同時存在于研究所及的不同樣地類型中，但重要值均不高。光梗蒺藜草在樣地類型J中其重要值極大，成為絕對優(yōu)勢植物，但在其他群落類型中的重要值則不高，對群落的作用和影響很小，說明光梗蒺藜草最適宜于半固定沙地的環(huán)境。

3 結論

光梗蒺藜草具有極強的生命力，耐寒、耐旱、耐貧瘠、抗病蟲害，花期以后由于具有刺苞，牲畜不敢取食，幾乎沒有天敵，適合在多種類型的土壤上生存，尤其適于在沙質土壤上生長[9]。在本研究的4種沙地類型中，光梗蒺藜草最適宜生長于半固定沙地上，不僅是半固定沙地的優(yōu)勢種，而且導致半固定沙地植物多樣性減弱。許多外來植物在其入侵生境中可以通過形成大面積單優(yōu)群落，降低物種多樣性[10-11]，主要是入侵植物生活力強，在入侵地發(fā)生了適應性變化，促使自身更好生長和繁殖[12-14]。本研究中可見，4種樣地類型中，類型J(半固定沙地)的Shannon多樣性指數(shù)最低，由于光梗蒺藜草具有較強的生態(tài)適應性和繁殖能力，在適宜生境中，它可通過競爭占據(jù)本地物種生態(tài)位，排斥本地物種使其失去生存空間，導致生態(tài)系統(tǒng)的物種組成和結構發(fā)生改變，破壞物種多樣性，使分布物種趨向單一。今后進一步研究中，我們更應該注意光梗蒺藜草在內蒙古地區(qū)半固定沙地的入侵與防治。

參考文獻：

[1]馬毓泉.內蒙古植物志[M]. 2版.呼和浩特：內蒙古人民出版社，1994：320.

[2]陳守良，金岳杏，莊體德，等. 中國植物志[M]. 北京：中國科學出版社，1990：375-378.

[3]董文信，趙桂玲，陳明川，等. 光梗蒺藜草生物學特性調查[J]. 內蒙古林業(yè)，2010(1)：22.

[4]李仁貴，于 明，張澤新. 林業(yè)外來有害生物光梗蒺藜草防治試驗初探[J]. 內蒙古林業(yè)調查設計，2009，32(1)：90-91.

[5]蘇亞拉圖，金 鳳，哈斯巴根. 內蒙古外來入侵植物的初步研究[J]. 內蒙古師范大學學報：自然科學漢文版，2007，7(4)：479-483.

[6]巴根那. 科爾沁左翼后旗志[M]. 呼和浩特：內蒙古人民出版社，1991：90.

[7]章家恩. 生態(tài)學常用實驗研究方法與技術[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2007：90-91.

[8]楊 持. 生態(tài)學實驗與實習[M]. 北京：高等教育出版社，2003：94.

[9]王志新，賀俊英，哈斯巴根. 光梗蒺藜草種子萌發(fā)特性的初步研究[J]. 內蒙古師范大學學報：自然科學漢文版，2008，37(6)：785-790.

[10]馬麗娜，劉 建，杜文琴，等. 生物入侵與環(huán)境安全[C]//中國環(huán)境保護優(yōu)秀論文集：2005：下冊，北京：中國環(huán)境科學出版社，2005：1818-1823.

[11]李振宇，解 焱. 中國外來入侵種[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，2002：166-168.

[12]Bais H P，Vepachedu R，Gilroy S，et al. Allelopathy and exotic plant invasion：from molecules and genes to species interactions[J]. Science，2003，301(5638)：1377-1380.

[13]Willis A J，Blossey B. Benign environments do not explain the increased vigour of non-indigenous plants：a cross-continent transplant experiment[J]. Biocontrol Science and Technology，1999，9(4)：567-577.

[14]類延寶，肖海峰，馮玉龍. 外來植物入侵對生物多樣性的影響及本地生物的進化響應[J]. 生物多樣性，2010，18(6)：622-630.